Potencia del suelo radiante: cálculos para los tipos de calentamiento eléctrico y de agua

Los modernos sistemas de calefacción por suelo radiante entraron en la vida de las personas no hace mucho tiempo, pero se arraigaron de inmediato.Las ventajas de este tipo de calefacción se sienten nada más empezar a utilizarlas. Y no importa si se trata de una red de calefacción adicional o de la principal.

Pero es necesario elegir la característica correcta: la potencia del piso con calefacción. Lo determina el fabricante teniendo en cuenta el diseño del elemento calefactor.

Temperatura media de la calefacción por suelo radiante.

Existen varios documentos legislativos que definen los llamados indicadores de microclima permisibles y óptimos. Uno de ellos es SanPiN 1.2.3685-21. Afirma que un indicador aceptable es aquel con el que las personas ya no se sienten cómodas. Pero no hay ningún daño para la salud.

El indicador óptimo es aquel en el que el confort se reduce solo en un 20%. Es decir, una persona no gasta gastos importantes en termorregulación.

El parámetro óptimo según GOST tiene límites de temperatura exactos:

• mínimo – +12 ℃;
• máximo – +28 ℃.

El valor exacto de la temperatura depende de dos factores: la temporada y el tipo de habitación. Este último es, por ejemplo, un dormitorio, salón, pasillo, baño, etc.

En el desarrollo de SanPiN participaron médicos que, conociendo la fisiología humana, establecieron con precisión una temperatura confortable en las viviendas según el factor estacional:

• en verano 22-25 ℃;
• en invierno 20-22 ℃.

Ahora por tipo de habitación:

• dormitorio – 18-20 ℃;
• sala de estar – 19-21 ℃;
• habitación para niños por la noche - 18-20 ℃, durante el día - 20-23 ℃, para bebés no menos de +20 ℃;
• baño – 19-21 ℃;
• baño – 24-26 ℃;
• cocina: 19-21 ℃, si cocina con frecuencia, entonces 17-18 ℃.

Por tanto, la temperatura del suelo radiante puede ser diferente en cada habitación. Pero hay un valor promedio, que está determinado por SNiP: +26-27 ℃. En este caso, el indicador es inferior al valor del régimen de temperatura del radiador. De ahí el ahorro del que habla la gente cuando se trata de calefacción por suelo radiante. Por cierto, los europeos tienen estándares diferentes: +21-22 ℃.

¿Qué afecta la potencia de un suelo radiante?

Hay muchos factores que influyen en la potencia de un suelo radiante:

1. Condiciones climáticas de la región.
2. ¿La casa está aislada o no?
3. Número de ventanas de la habitación.
4. Los suelos cálidos son el sistema de calefacción principal o adicional.
5. Dimensiones de la habitación y su finalidad.
6. Tipo de suelo.

Con la región, todo está claro: cuanto más al norte vaya, más potencia necesitará para elegir pisos con calefacción.

Aislamiento térmico de la habitación.

El aislamiento térmico es más complicado. Al fin y al cabo, el principal factor que influye en la elección de la potencia es la pérdida de calor del edificio. Cuanto más grandes sean, más potente debe ser la calefacción. Esto significa que aumentarán los costes de energía, por lo que tendrás que pagar más. Por ejemplo, las paredes de una casa de paneles tienen una pérdida de calor del 50%, lo cual es completamente inaceptable en las realidades modernas.

Por lo tanto, se recomienda aislar todas las estructuras de construcción de la casa o aumentar su espesor. La primera opción es más sencilla en términos de construcción y más económica. Las condiciones obligatorias son la instalación de puertas de entrada aisladas y ventanas multicámara de plástico o madera.

La cantidad de este último no afecta en gran medida a la pérdida de calor, ya que esta cifra es baja en comparación con otros elementos del edificio. Representa el 10% de las pérdidas totales.

Es la principal fuente de calefacción.

Si el sistema de calefacción principal es la calefacción por suelo radiante, la potencia recomendada para viviendas es de 160-200 W por m². Si se trata de un sistema adicional, entonces 110-140 W. Si debajo hay un volumen sin calefacción, la cifra aumenta a 130-160 W por metro cuadrado. En cuartos húmedos, la potencia aumenta a 160-180 W.

Hay un punto al que no todo el mundo presta atención. Está designado en SNiP. Si el área en la que se decide colocar pisos con calefacción es menos del 70% del área total de la habitación, entonces un sistema de calefacción de este tipo solo se puede usar como adicional.

Por ejemplo, si el área ocupada por muebles es del 35%, entonces la potencia del piso con calefacción instalado debe calcularse teniendo en cuenta el requisito mencionado anteriormente. En números, no debería superar los 110-140 W/m².

tipo de suelo

Existen dificultades para elegir la potencia de un suelo radiante en función del material de acabado de la base del suelo. Depende de la conductividad térmica del revestimiento. Por ejemplo, para baldosas de cerámica este parámetro es 0,5-0,9 W/m·K. Para linóleo - 0,2, para laminado - 0,1.

Es decir, cuanto mayor es el valor, más intensamente el material transmite energía térmica a través de sí mismo y la calefacción funciona de manera más eficiente.En consecuencia, la potencia debería ser menor. En este sentido, la cerámica gana y pierde. laminado.

Tipo y tamaño de habitación

Potencia específica teniendo en cuenta los tipos de local por 1 m² de superficie:

• salas de estar y cocina ubicadas en el 1er piso de la casa – 140-150;
• salas de estar y cocina ubicadas en el segundo piso y superiores – 120-130;
• baños y aseos – 140-150;
• logias y balcones acristalados – 180-190.

Todos los valores de potencia anteriores se dan sin tener en cuenta las pérdidas de calor. Para establecer el parámetro exacto, se invita a profesionales con equipo especial.

Tipo de instalación

Independientemente del tipo de suelo radiante, se coloca sobre una base preparada. Debe estar liso, reparado y aislado. Al tipo de agua, se agrega otra capa: una impermeabilizante en forma de membrana colocada sobre la base.

La propia instalación de la red de calefacción se realiza mediante tres tecnologías:

1. Las baldosas cerámicas se montan encima del elemento calefactor mediante una composición adhesiva.
2. Se vierte una regla de cemento y arena sobre el elemento calefactor. Cuanto más espeso sea este último, más tardará en calentarse. En consecuencia, habrá un consumo excesivo de energía durante algún tiempo.
3. Tecnología seca. Se utiliza para rematar la base del piso con laminado. Aquí es necesario entender que el laminado se coloca directamente sobre el sistema de calefacción solo si este último es un piso de película infrarroja. En otros casos, se instala una capa sólida y plana de madera contrachapada, OSB o aglomerado. Existe otra opción más económica: colocar el elemento calefactor en ranuras previamente preparadas hechas en el piso.

Tipo de termostato

La característica principal del termostato es la potencia de conmutación, que varía de 3 a 3,5 kW.El valor exacto se puede encontrar en la ficha técnica del producto.

Este parámetro del termostato depende del consumo de energía del suelo radiante. Aquí no es específico, sino general. Es decir, el que se consume en todos los metros cuadrados.

Por ejemplo, la superficie total cubierta por el elemento calefactor es de 20 m². La potencia específica de la calefacción por suelo radiante, también conocida como potencia nominal, es de 120 W para calefacción adicional y de 180 W para la fuente de calor principal.

Ahora puedes calcular la potencia total:

• 20x120=2400 W o 2,4 kW;
• 20x180=360 W o 3,6 kW.

Si el termostato seleccionado tiene un indicador de conmutación de, por ejemplo, 3,35 kW, entonces se puede instalar en un sistema de calefacción por suelo radiante que funciona sólo como una red de calefacción adicional.

Cómo calcular la potencia de un suelo calentado por agua.

No es difícil calcular la potencia para suelos de agua caliente. Para ello necesitas conocer cuatro indicadores:

• el área sobre la que se coloca el elemento calefactor;
• flujo de refrigerante;
• con qué paso se coloca el elemento calefactor;
• Pérdidas de calor de la habitación.

Planificación

Si en las habitaciones se va a instalar un sistema de calefacción por suelo radiante de tipo agua o varilla de infrarrojos, no es necesario elaborar un plano. La razón es que los tubos de plástico y las varillas de carbono soportan fácilmente cargas de muebles pesados, instrumentos musicales y electrodomésticos.

Se necesita un plano si se utilizan otros tipos: cable, cable sobre tapetes, película infrarroja. Por ello, se dibuja a escala una habitación en una hoja de papel con la ubicación exacta de los muebles y otros objetos pesados. Todo lo que quede libre de ellos deberá ser tapado por la resistencia.

Determinación del área

Todo está claro con las opciones de agua y caña.Cubrirán toda la base del suelo a una distancia de 10-15 cm de las paredes, tendrás que jugar con las otras tres opciones. Para ello, es necesario dividir el plano dibujado en papel, o más bien la superficie libre de muebles, en formas regulares. La forma más sencilla es si se trata de rectángulos cuyo área es igual a la multiplicación de sus lados. Las áreas de todas las figuras se suman para crear un área para calentar.

Puedes hacer lo contrario. Calcula el área total de la habitación. Luego, calcule por separado el área de los muebles y otros elementos. Sume este último y reste el resultado resultante del indicador total.

Cálculo de pérdida de calor.

Existe una fórmula mediante la cual se calcula la pérdida de calor: Q=ST/R, donde:

• S – área de la habitación;
• T – diferencia entre la temperatura del aire interior y exterior;
• R – resistencia térmica con unidad de medida m² K/W.

La última característica no es la conductividad térmica.

Esta fórmula se utiliza para calcular la pérdida de calor de las estructuras de los edificios: paredes, suelos, techos, ventanas y puertas. Luego se suman los valores obtenidos.

P.ej:

• altura del techo – 3 m;
• ancho de la habitación – 5 m;
• su longitud es de 10 m;
• ventanas de 1,5x1,4 m;
• La temperatura interior de la habitación es de +20 ℃, exterior de -20 ℃.

Primero necesitas calcular el área de cada estructura de edificio:

• paredes: (5+10+5+10)x3=90 m²;
• suelo y techo por separado: 5x10=50 m²;
• ventana: 1,5x1,4=2,1 m².

Área total de estructuras edificables: 192 m².

El coeficiente de expansión térmica es un valor tabular. Depende del espesor de los materiales utilizados y de su conductividad térmica. Por ejemplo, suelos de solera de cemento con un espesor de 10 cm y un espesor de aislamiento - lana mineral - 5 cm:

• R soleras: 0,1/1,75=0,057 m² K/W;
• R lana mineral: 0,05/0,037=1,35.
• R total – 1,4 m² K/W.

Y de esta manera se calculan todas las estructuras del edificio, cuyos valores se suman.

Puedes calcular las pérdidas de calor de cada estructura por separado. Mismos pisos:

Q=90x40/1,4=2571 W o 2,57 kW.

Los valores obtenidos de pérdidas de calor para cada estructura de edificio se resumen en un indicador.

Flujo de refrigerante

Este cálculo se realiza únicamente para un sistema de suelo radiante a base de agua. Está hecho para seleccionar correctamente la bomba de circulación que impulsa el agua caliente a través de las tuberías huecas del sistema.

Para ello se utiliza la fórmula: G=0,86Q/∆t, donde:

• 0,86 – capacidad calorífica del agua;
• Q – potencia térmica en W;
• ∆t – diferencia de temperatura en los circuitos de retorno y suministro.

Paso de colocación y longitud del contorno.

Aquí solo debemos hablar de los campos térmicos de agua y cables eléctricos. Este último tiene una selección más amplia, que depende de la potencia del suelo radiante por 1 m².

P.ej:

• el escalón de colocación está a 7,5 cm debajo de la regla, para lo cual se utiliza un cable de 130 W;
• paso 12 cm – 150-160 W;
• paso 15 cm – 180-200 W.

Si se utiliza calefacción por suelo radiante como circuito de calefacción adicional, se puede reducir la potencia. La misma reducción puede ocurrir si el elemento calefactor se coloca debajo de la baldosa cerámica directamente sobre el adhesivo.

Con una pipa es un poco diferente. Aquí la dependencia no depende de la potencia, sino del diámetro de la tubería. Por ejemplo, 16mm:

• La tubería con un diámetro de 16 mm se coloca en incrementos de 15 cm;
• si la pérdida de calor en la habitación es grande, el paso se reduce a 10 cm;
• El paso se puede aumentar a 20 cm si la calefacción por suelo radiante no es la principal fuente de calor.

Se puede utilizar una parcela más grande, pero no en casas y apartamentos. Se utiliza en instalaciones industriales para el tendido de tuberías de gran diámetro.

Para calcular la longitud del circuito de agua se utiliza la fórmula F=S/h, donde:

• S – zona de calefacción;
• h – paso de colocación del elemento calefactor.

Si la longitud del circuito de tuberías supera los 100 m, entonces se debe dividir en varias secciones con un termostato, un sensor de temperatura y una bomba de circulación conectados a cada sección.

poder del piso

Este valor en los suelos calentados por agua no es muy grande. Varía de 40 a 150 W por metro cuadrado de superficie. Pero hay que tener en cuenta que la distribución del refrigerante, y por tanto del calor, debe producirse de manera uniforme por todo el circuito.

Existe un indicador de este tipo: la densidad del flujo de agua termal. Esto es lo que se tiene en cuenta al elegir una bomba de circulación. Para calcular su valor, utilice esta fórmula Q=q/S, donde:

• q – pérdida de calor;
• S – zona calentada.

Rendimiento de la caldera

Es raro que en una casa se instale más de una caldera de calefacción. Por lo tanto, su potencia se determina teniendo en cuenta la potencia de todos los sistemas de calefacción, incluida la calefacción por suelo radiante. Es decir, para el cálculo se toman y suman los valores de potencia de cada habitación.

Al valor resultante se le suma un 15% adicional. Se trata de una reserva que compensa los costes de recursos de la propia caldera si funciona a la carga nominal máxima.

No es necesario realizar cálculos complejos, pero tome como base la relación: por 1 m2 de superficie se consumen 10 W de energía térmica. Por ejemplo, si la superficie total de la casa es de 100 m², entonces se utiliza una caldera de 10 kW para calentarla.

Bomba de circulación

Cuanto más largo sea el circuito de suelo radiante, más potente será la bomba que deberá comprar. Se puede utilizar la fórmula especial Q=0,86 P/∆t, donde:

• 0,86 – conductividad térmica del agua;
• P – potencia de la caldera en kW;
• ∆t – diferencia de temperatura en los circuitos de suministro y retorno.

Calculemos la potencia de un suelo radiante eléctrico.

Antes de comenzar a calcular un piso con calefacción eléctrica, debe determinar con precisión varios parámetros del sistema de calefacción:

1. Piso cálido Se utilizará como fuente principal de calor o como fuente adicional. Es decir, su potencia será de 150-200 W/m² o 110-150 W/m².
2. ¿Cuáles son las pérdidas de calor? Si son superiores a 100 W/m² entonces no se puede utilizar como principal.
3. Los suelos eléctricos cálidos se instalan únicamente en una zona libre de muebles.

Fórmula para calcular la potencia P=PnS, donde:

• Pн – potencia del elemento calefactor;
• S es el área de la habitación libre de muebles, electrodomésticos de suelo e instrumentos musicales de suelo.

La primera característica la indica el fabricante en el etiquetado del producto. Por ejemplo, en la foto de abajo puedes ver que la potencia del cable es de 24 W/m. Eso es lo que dice allí: 24W/M.

Conociendo el paso del tendido del cable, se puede determinar cuánto calor producirá por 1 m². Por ejemplo, si el paso de colocación es de 15 cm, entonces se colocarán 6 contornos en un metro cuadrado. Esto significa que la potencia total es 24x6 = 144 W/m².

Conociendo el último parámetro y el área calentada, puede calcular con precisión la potencia total requerida de un piso con calefacción eléctrica. Es decir, multiplicar dos características entre sí.

¿Qué sistema de calefacción por suelo radiante elegir?

Si hablamos de apartamentos, solo hay calefacción por suelo radiante eléctrica. Está prohibido conectar el sistema de agua a la calefacción de la casa. Puede instalar una caldera separada o montar una unidad de distribución de agua compleja. Pero todo esto es difícil, no rentable y requiere mucha mano de obra. Por lo tanto sólo tipo eléctrico.

Cualquiera de los anteriores se puede instalar en una vivienda particular.Es mejor dar preferencia al agua, porque simplemente se conecta a la caldera de calefacción a través de un distribuidor de refrigerante.

Determinar la temperatura en la habitación.

Según las normas, la temperatura interior debe medirse en seis puntos. Alto 20 cm y 150 cm del suelo. Horizontalmente, en dos esquinas opuestas y en el medio de la habitación. Las mediciones se realizan durante 10 minutos en cada punto.

El valor medio de tres mediciones se determina a nivel de 20 cm, y exactamente el mismo a nivel de 150 cm. En el primer caso la temperatura debe estar dentro de los +27 ℃, en el segundo no menos de +18 ℃.

Cómo reducir los costes de consumo

Reducir el consumo de energía Poder. Para ello, tendrás que hacer varias cosas importantes:

1. Realice el aislamiento de todas las estructuras del edificio, seleccionando cuidadosamente el material aislante térmico teniendo en cuenta su espesor o conductividad térmica.
2. Instale ventanas y puertas que pertenezcan a la categoría aislada.
3. Utilice materiales con alta conductividad térmica para el acabado de la base del piso.
4. Configure correctamente la temperatura en los termostatos teniendo en cuenta la hora del día.
5. Conecta a tu hogar una tarifa doble, que te permite utilizar la electricidad por la noche con un pago a la mitad.

Si decide instalar calefacción por suelo radiante en una casa o apartamento, primero debe calcular su potencia. Si esto no se hace o la elección se hace "a ojo", existe una alta probabilidad de que se produzca un uso excesivo de energía. Además, el microclima de las habitaciones no será cómodo.

¿Cuánto consume un suelo radiante? Consumo de electricidad de un suelo radiante: vídeo.

Si alguien ya ha tenido experiencia en elegir un suelo radiante en función de la potencia, cuéntanoslo en los comentarios. Guarde el material en marcadores para no perder fórmulas de cálculo útiles.