Instalación de suelo radiante: 7 cosas que debes saber

Instalación de suelo radiante: 7 cosas que debes saber

Instalación de suelo radiante

La instalación de suelo radiante emerge como una opción innovadora y eficiente en los últimos años.

Más allá de la estética y el diseño, la elección del sistema de calefacción es fundamental. En este artículo, desentrañaremos las 7 claves esenciales que debes conocer antes de sumergirte en el mundo acogedor y moderno de la instalación de suelo radiante.

Te recomendamos que eches un vistazo al artículo que escribimos sobre el funcionamiento de la calefacción con suelo radiante.

Prepárate para descubrir cómo esta elección puede transformar tu hogar en un espacio cálido y acogedor.

Regulación y control en la instalación de suelo radiante

En el control y la gestión de los sistemas de climatización radiante es importante el concepto de la temperatura operativa, que depende de la temperatura interior seca del aire y de la temperatura de radiación de las superficies que rodean la estancia.

Según la norma ISO 7243, la temperatura operativa (TO) o también conocida como temperatura real percibida (TRP), es la media aritmética entre la temperatura radiante (TRad) y la temperatura seca del aire (TS). Esta definición solo es válida si la velocidad del aire interior del local es igual o inferior a 0,2m/s, es decir; que tiende a cero.

En sistemas radiantes esta temperatura es muy importante, debido a que la temperatura en suelo no es tan alta, la normativa la limita a un máximo de 29ºC, siendo lo habitual en los primeros días después de funcionamiento trabajar con temperaturas comprendidas entre 22- 26º para evitar fisuras en la capa de mortero. Por lo tanto, en este caso no se puede afirmar que la temperatura seca del aire del local sea la misma que la temperatura operativa.

En referencia a la regulación de la instalación de suelo radiante, hay que tener un buen control de la temperatura seca del aire (o temperatura ambiente) en función de la temperatura operativa deseada según regula el CTE.

Verano: Temperatura operativa de 24ºC y humedad relativa de 55% o temperatura operativa de 25ºC y humedad relativa de 50%

Invierno: Temperatura operativa de 21ºC y humedad relativa de 50%.

Calefacción

familia suelo radiante

Temperatura de impulsión

Para una buena gestión de la temperatura de impulsión en el suelo radiante debemos tener clara la demanda térmica del local, la temperatura interior de diseño y el coeficiente de transmisión térmica. De esta manera y teniendo en cuenta también el salto térmico fijado entre la impulsión y el retorno de agua en 10ºC, definiremos la temperatura media del agua en las tuberías emisoras, de la siguiente manera:

Q= U (Tma – Ti) S

Dónde:

Q: demanda térmica del local [W]

U: coeficiente de transmisión térmica [W/m2 ºC]

Tma: temperatura media de agua de las tuberías emisoras [ºC]

Ti: temperatura interior de diseño [ºC]

S: Superficie [m2]

Temperatura ambiente

La finalidad de los termostatos ambientes no es otra que mediante una acción todo o nada regular la temperatura interior de cada una de las zonas. Estos termostatos trabajan o bien por dilatación de un sólido o bien por la variación de una resistencia eléctrica. El valor que detecta este control en cada momento se compara con un valor definido como ‘consigna’ y acciona el contacto eléctrico si es necesario.

A su vez, si el control seleccionado se trata de sistemas del tipo BUS, el termostato ambiente envía constantemente información a la centralita de control, de manera que cuando se hayan alcanzado las temperaturas de consigna fijadas en los termostatos ambiente, el regulador actúe sobre el productor de energía, y sobre los elementos del circuito secundario como circuladoras, válvula de 3 vías, y efectúe las maniobras en ellos para dejarlos en modo reposo.

El contacto seco del que dispone cada termostato ambiente, actuará todo/nada sobre el cabezal eléctrico de cada vía del colector que este asignada con esa zona.

  1. El termostato de zona actúa directamente sobre el cabezal electrotérmico asignado, a su vez, envía una lectura de datos a la centralita de control y esta interviene de ser necesario en enviar la información necesaria para que el equipo productor de energía modifique la temperatura de impulsión.
  2. En este otro caso, de igual modo, los termostatos actúan directamente sobre el cabezal electrotérmico asignado, a su vez, envían una lectura de datos a la centralita de control y esta interviene de ser necesario en actuar sobre una válvula de tres vías colocada entre la impulsión y el retorno de agua. De esta manera, el equipo productor de agua trabajará a punto fijo y se gestionará la temperatura de impulsión a los circuitos mediante la temperatura del agua de retorno.
  3. Otra de las posibilidades, que además es la más comúnmente utilizada dado de la simplicidad de control que requiere y que es capaz de controlar de manera más eficiente el confort adaptativo en función de las condiciones climatológicas, es el que se muestra a continuación, compartiendo el mismo criterio que los anteriores pero supeditando el control de la temperatura de agua en función de una curva de trabajo marcada por la combinación de las lecturas de temperatura de exterior e interior y adecuando la temperatura de impulsión de agua mediante válvulas de 3 vías o directamente al productor de energía.

Calefacción y refrigeración

Cuando nos encontramos con una instalación de suelo radiante que va a funcionar en invierno (modo calor) y en verano (modo refrigeración), también hay que tener un control de las distintas tem­peraturas comentadas en el apartado anterior.

Pero en relación al funcionamiento de la instalación de suelo radiante en modo refrigeración, además hay que controlar y regular la humedad. Este punto es muy importante y va directamente relacionado con la temperatura de impulsión del agua para evitar condensaciones dentro del local.

Los sistemas radiantes en frío deben garantizar un estricto control de la humedad, que garantice no solo que el sistema no llegue al punto de rocío, sino que, en lugar de subir la temperatura del agua de impulsión, pueda mantenerla o incluso bajarla para no perder potencia de enfriamiento. Esto implica, según la zona climática, contar con un sistema de deshumidificación que permita modificar la humedad del aire interior.

Es imprescindible que este sistema de deshumidificación se gestione de manera conjunta con la instalación de suelo radiante y que permita garantizar la correcta gestión de la humedad y la temperatura de las superficies de las distintas estancias en una misma vivienda, ya que en diferentes estancias pueden darse condiciones de humedad muy diferentes al mismo tiempo.

Los sistemas de control más avanzados calculan de forma permanente el punto de rocío en cada estancia. A partir de esta situación el sistema gestiona de forma local (estancia por estancia) las temperaturas de impulsión, la humedad relativa, la humedad absoluta y los caudales del fluido calor portador, llegando a cerrar circuitos en una determina­da estancia en caso de que los parámetros se salgan del rango (por ejemplo, por una ducha, por una ventana abierta…), sin impedir que el sistema continúe funcionando en el resto de la vivienda.

Los sistemas como climatizadores o fancoils además de deshumidificar, es decir, de reducir la carga latente del local, también ofrecen una carga sensible de enfriamiento. Esto significa que también están reduciendo la temperatura interior del aire, desfavoreciendo el rendimiento del sistema radiante y alejándose de la situación de confort humano.

El sistema ideal para la deshumidificación en sistema de climatización radiante es la deshumidificación isotérmica. Se trata de reducir la humedad absoluta del ambiente sin alterar directamente la temperatura sensible del aire interior del local. De esta forma, es el sistema radiante el que trabaja sobre la temperatura sensible.

Proceso de instalación de suelo radiante y mantenimiento

Preparación

Para iniciar la instalación de suelo radiante tanto la tabiquería como las conducciones de agua y electricidad deberán estar totalmente acabadas y cerradas las aberturas del edificio (ventanas, puertas exteriores). El forjado debe estar limpio de residuos y lo más nivelado posible.

Colectores

Una vez instalados los generadores, las tuberías generales de ida y retorno se colocarán los colectores en la posición indicada por el cálculo de la instalación. La posición del colector deberá ser lo más centrada posible para evitar tramos de ida y retorno hasta el circuito excesivamente largos. En locales diáfanos se distribuirán los colectores en las paredes que lo rodean.

La altura del colector inferior hasta los circuitos deberá ser como mínimo de 50 cm para permitir un radio de curvatura adecuado para el tubo plástico. Habitualmente se instalará un colector por planta y se alojará en una caja empotrada y registrable. Una vez instalados se cerrarán las válvulas y se taponarán todas las aberturas para evitar la entrada de residuos.

El número de vías del colector se corresponderá con el número de circuitos conectados. El número de colectores requeridos por planta dependerá del número máximo de circuitos por colector y de la distribución de la planta. El colector distribuirá agua a los circuitos conectados al mismo con la temperatura de impulsión de todos a todos ellos.

Los colectores se conectarán a las tuberías generales de impulsión y retorno procedentes del generador o de los grupos de bombeo correspondientes. Estos grupos de bombeo pueden ser de dos tipos:

  • Grupo de impulsión directo que consta de una circuladora y los tubos de conexión. La temperatura de impulsión de este grupo es la temperatura de impulsión existente en la inercia de la instalación. La presión disponible de la circuladora deberá tenerse en cuenta en el diseño de los circuitos, selección de diámetros para los tubos de impulsión y retorno, etc.
  • Grupo de impulsión mezclador que consta de una válvula de tres vías mezcladora más circuladora y los tubos de conexión. Es uso de este grupo de impulsión con mezcladora es imprescindible cuando la instalación cuenta con emisores que requieren diferentes temperaturas de impulsión de agua, como por ejemplo suelo radiante y radiadores en calefacción o suelo radiante y fancoil en refrigeración. La temperatura de impulsión del grupo de impulsión será variable en función de la consigna requerida. La presión disponi­ble de la circuladora deberá tenerse en cuenta en el diseño de los circuitos, selección de diámetros para los tubos de impulsión y retorno, etc.

Si los colectores se conectar al generador de calor directamente la temperatura de impulsión será la del propio generador y deberá tenerse en cuenta la presión disponible en las tomas del generador para el diseño de circuitos, selección de diámetros, etc. Es importante tener en cuenta en este tipo de instalación que al no disponer de inercia adicional los circuitos de la instalación deberán aportar tanto el volumen mínimo de agua requerido por el generador para garantizar los tiempos mínimos de funcionamiento, así como el caudal mínimo requerido por el generador.

Materiales aislantes para la instalación de suelo radiante

instalación de suelo radiante chica trabajando

Banda perimetral

A continuación, se colocará la banda perimetral en la base de todos cerramientos. Puede fijarse o pegarse hasta que se coloquen las planchas de aislamiento que la mantendrán definitivamente en su posición. Para superficies muy grandes puede ser conveniente usar la propia banda como junta de dilatación cada 40 m2 y siempre que la longitud del recinto sea superior a 3 veces su anchura.

La banda perimetral puede utilizarse también para separar las losas de las diferentes estancias, en los pasos de las puertas y siempre se colocará prolongando las juntas de dilatación del edificio. El trozo de banda perimetral sobrante se cortará una vez colocada la plancha de mortero. La banda perimetral lleva una lámina de film plástico por una de sus caras, esta lámina se coloca sobre las planchas aislantes para evitar que el mortero penetre por debajo de la plancha.

Se ha de colocar una lámina de plástico sobre terreno natural en sótanos o plantas bajas o en zonas situados sobre espacios a la intemperie. Esta lámina se solapará siempre con los cerramientos verticales. La finalidad de esta lámina es evitar el contacto del agua con el material aislante que afectaría a sus propiedades como aislante térmico. Esta lámina tiene una mayor utilidad en el caso de instalaciones con uso en refrigeración en las que se puede dar condensación de la humedad del aire que se difunde a través del material de construcción.

Planchas aislantes

A continuación, se colocarán los paneles aislantes a lo largo de toda la superficie del forjado.

En primer lugar, se colocarán todos los paneles enteros y se dejarán para el final aquéllos a los que haya que realizarles un corte.

Hay diferentes tipos de paneles aislantes, machihembradas que facilitan la fijación y el solape entre planchas. Hay materiales aislantes con tetones moldeados que facilitan la instalación y fijación del tubo sobre ellas, planchas lisas en rollos, con diferentes recubrimientos.

El film de polietileno de la banda perimetral debe colocarse sobre el panel aislante para impedir que entre el mortero se filtre entre las ranuras generándose puentes térmicos.

Tubos

Los materiales termoplásticos más frecuentemente utilizados son el polietileno reticulado, el polibutileno y el multicapa. Es obligatorio la utilización de tubos con barrera de vapor dado que los termoplásticos son permeables al oxígeno y esta entrada de oxígeno en el caudal de agua circulante favorece la oxidación de las partes metálicas de la instalación. Esta barrera contra la difusión de oxígeno en el caso del tubo multicapa es la propia lámina de aluminio.

El estudio correspondiente a la instalación indicará las distancias entre tubos definidas que deberán respetarse ya que la emisión térmica del sistema se ve afectada con la variación de la distancia entre tubo de ida y retorno. Para ello nos ayudaremos de los tetones moldeados en las planchas aislantes o las cuadrículas marcadas en el caso de aislantes lisos. Es importante respetar los radios de curvatura mínimos recomendados por el fabricante en función del material plástico de que se trate.

Los tubos de las distintas habitaciones deben tener circuitos independientes para permitir el control de temperatura por habitación y nunca cruzarse entre sí. Se empezará por el primero de los circuitos haciendo el trazado de ida desde el colector hasta la estancia y vuelta al colector.

En la estancia el trazado del circuito se realizará en espiral o doble serpentín.

Para la colocación de los tubos se respetarán distancias mínimas de 50 mm a estructuras verticales y a 200 mm de los conductos de humo y de los hogares o chimeneas francesas abiertas, a los cañones de chimenea con pared o sin ella y a los huecos de ascensores, según Norma UNE EN 1264.

La forma de colocación del tubo se realizará de acuerdo a las especificaciones del diseño. La distribución más habitual es en espiral. Este tipo de distribución permite una distribución de temperatura de mayor homogeneidad. Una vez llevado el tramo de conexión desde el colector a la estancia el tubo de ida se llevará en primer lugar a perímetro exterior de la misma y se trazará la espiral dejando el doble de distancia entre tubos, para hacer la espiral de vuelta.

El tubo se fijará sobre el material aislante bien con la ayuda de los tetones moldeados o con grapas de fijación.

Cuando los tubos atraviesen las juntas de dilatación, se deberán proteger con un tubo corrugado o codos de protección para evitar que se dañen.

No se hará ningún tipo de unión en los circuitos que van a quedar empotrados en la losa de mortero.

Al llegar al colector cortaremos el tubo, preferiblemente con tijeras para plásticos, dejando suficiente cantidad para hacer la conexión cómodamente en el colector de retorno. La unión del tubo a los colectores se hará con racores de ajuste indicados por el fabricante del colector.

Llenado de la instalación y prueba de presión

A continuación, se el llenado de las tuberías previo a la prueba de presión, imprescindible para garantizar la estanqueidad de la instalación.

El llenado de la instalación se hará circuito a circuito extrayendo el aire mediante el llenado. Para ello utilizaremos las llaves de llenado y vaciado disponibles en los colectores de ida y retorno. La conexión al llenado de la instalación debe como mínimo contar con una llave de paso y una válvula antirretorno. Próximo a la llave de llenado debemos tener un manómetro para controlar la presión o ayudarnos de la sonda de presión con la que cuentan algunos generadores. Conectaremos la toma de agua a la de llenado y la de vaciado a un desagüe y abriremos sus llaves de corte, abriremos la llave de corte y detentor del primero de los circuitos y esperaremos a que el agua desplace todo el aire y salga por el desagüe, momento en el que cerraremos la llave de corte del primer circuito y pasaremos al llenado del segundo y sucesivamente hasta llenar completamente todos los circuitos.

La prueba de estanqueidad se hará incrementando la presión a 2 veces la de servicio (presión de servicio alrededor de 1,5 Bar) con un mínimo de 6 bar revisando la estanqueidad de toda la instalación. Una vez finalizada la revisión de la instalación la presión se reducirá a la de servicio. Se debe dejar la instalación en presión para el vertido del mortero.

El llenado de la instalación puede hacerse con agua glicolada si fuera necesario en zonas con temperaturas inferiores a 0º C para evitar que el agua se congele en las tuberías, aumentando el volumen y provocando roturas.

Puede ser necesaria también la adición de inhibidores de corrosión al agua de llenado por requerimientos de la instalación.

Losa de mortero

Los tubos se cubrirán con una capa de mortero habitualmente de 4,5 cm de espesor por encima del tubo. En función del tipo de mortero empleado este espesor puede reducirse. A la mezcla de cemento y arena constituyente del mortero es imprescindible añadirle un aditivo especial. El aditivo es un líquido especial que mejora las características de fluidez del mortero fresco; es un plastificante o fluidificante. La proporción de los tres componentes, cemento, árido y aditivo debe ser indicada por el fabricante del aditivo; suele estar alrededor de un litro de aditivo fluidificante por cada 100 kg de cemento.

Hay que evitar el deterioro del tubo durante el proceso de vertido y colocación del mortero.

La losa de mortero debe respetar las juntas de dilatación que deberán prolongarse hasta su superficie.

La temperatura del mortero y la temperatura del suelo de la habitación no debe caer por debajo de 5ºC y se debe mantener como mínimo durante tres días, protegiendo de corrientes de aire.

Calentamiento inicial

Según norma UNE EN 1264-4:

Transcurridos 21 días, poner en funcionamiento el sistema impulsando a una temperatura de 21ºC durante 3 días como mínimo y posteriormente a la temperatura máxima de diseño durante 4 días mínimo.

Revestimiento final del suelo

Pasados un total de 28 días se procederá a la colocación del acabado del suelo. Debe tenerse en cuenta la influencia de la resistencia térmica de este recubrimiento en la capacidad de emisión/absorción de calor del suelo radiante.

En las dos tablas siguientes se muestran los flujos de calor y de frío según norma UNE 1264 en función de la resistencia térmica del recu­brimiento del suelo.

Regulación de la instalación de suelo radiante

Una vez arrancada la instalación se hará un ajuste del caudal de los circuitos a los valores nominales indicados en el estudio. Con las bombas en funcionamiento y todos los circuitos cerrados procederemos a abrir totalmente la llave de corte del primero de los circuitos y ajusta­remos su detentor para que la lectura de caudal sea la de diseño. A continuación, abriremos el siguiente circuito y ajustaremos convenientemente su detentor. Este ajuste nos llevará a reajustar el caudal del primer circuito y así sucesivamente.

En instalaciones que van a funcionar en modo calefacción y refrigeración, los ajustes se realizan con el sistema en situación de refrigeración ya que este es el modo que requiere una caudal de circulación superior. En modo calefacción la instalación se regula actuando sobre los termostatos de regulación de temperatura de impulsión, sobre los programadores de ambiente y/o sobre las curvas de la centralita.

Una vez equilibrados los caudales de cada circuito se ajustarán las temperaturas de impulsión de agua tanto en modo calefacción como en refrigeración.

En modo calefacción es habitual trabajar con una curva de ajuste por temperatura exterior de forma que la temperatura de impulsión se incremente a medida que la temperatura exterior disminuye.

Este valor de consigna podrá variar en función de diferencia entre la consigna de aire ambiente y el valor real mejorando el confort de la instalación y el consumo de los generadores.

En modo refrigeración la temperatura de impulsión a circuitos deberá estar por encima de la temperatura de rocío correspondiente al aire que rodea la instalación, si reducimos la temperatura de cualquier superficie en contacto con el aire por debajo de este valor empezará a formarse condensación sobre ella. Por otra parte, para garantizar condiciones de confort en el ambiente (UNE EN 7730), no debemos reducir la temperatura superficial por debajo de 19ºC. Para ello tenemos la opción de fijar una consigna superior a la de rocío, normalmente en el entorno de 19ºC o estimar la temperatura de rocío si dis­ponemos de lectura de temperatura ambiente y humedad relativa y trabajar con este valor como temperatura de consigna.

Además de la regulación de la temperatura del agua, la instalación de suelo radiante suelen contar con válvulas con cabezal eléctrico accionado por una señal de un termostato de ambiente en todos o alguno de los circuitos. Los cabezales termostáticos se disponen para controlar los circuitos de las habitaciones cuyos requerimientos térmicos difieren de la temperatura de consigna del programador general, el cual se coloca habitualmente en el salón o estancia de más uso o más representativa. Un mismo termostato puede actuar sobre varios circuitos, esto sería adecuado cuando en una misma estancia hay varios circuitos. Esta regulación es todo-nada y la válvula abre o cierra según el valor de la temperatura de consigna y la del ambiente.

Mantenimiento de la instalación de suelo radiante

Las intervenciones de mantenimiento tienen como objeto verificar y asegurar el correcto funcionamiento de la instalación durante su vida útil, con un óptimo nivel de confort y de ahorro.

Para ello se llevarán a cabo las siguientes tareas de comprobación del estado de la instalación:

  1. Inspección de circuitos y ramales en tramos vistos.
  2. Comprobación de la inexistencia de fugas y condensaciones.
  3. Verificación de la estanqueidad de las llaves de paso y detentores.

 En caso de formación de lodos en la instalación, vaciado de los circuitos, limpieza de la misma con agua y aditivos específicos de limpieza y llenado posterior con aditivos adecuados.

Revisiones para asegurar el correcto funcionamiento:

  • Verificación y ajuste de caudales de circulación en los circuitos.
  • Verificación de la homogeneidad de temperaturas en las superfi­cies radiantes.
  • Inspección de bombas y válvulas, comprobación de la actuación.
  • Inspección de purgadores, purga y eliminación de aire.
  • Verificación de los sensores de la instalación.
  • Comprobación y ajuste de la regulación de la instalación:
  • Inspección de centralitas de regulación y control, comprobación de funcionamiento y ajuste de consignas.
  • Toma de temperaturas de ida y retorno de agua y comparación con las condiciones de diseño.