Las posiciones activas en la instalación de un sistema sólido hoy están ocupadas por pisos calentados por agua. En vista de sus claras ventajas, cada vez más desarrolladores están prestando atención a este sistema. Antes de continuar con la instalación, debe realizar un cálculo competente del piso cálido. Este será el tema de este material.
Métodos de cálculo
En primer lugar, debe decidir si tendrá un piso cálido como calefacción principal (sin radiadores y otras fuentes de calor) o adicional (para aumentar la comodidad). Dependiendo de esto, cambia el cálculo de la calefacción por suelo radiante eléctrica. Si la calefacción por suelo radiante es solo calefacción adicional, el único requisito es que haya suficiente potencia para calentar el suelo a unos cómodos 28,5-29 ° C. No hay otros requisitos. En esta situación, utilice audazmente las cifras promedio, que se determinan empíricamente (en la tabla siguiente). Cuando se utiliza la calefacción por suelo radiante como calefacción principal, el enfoque es diferente: debe haber suficiente calor para compensar la pérdida de calor. Todo es algo más complicado aquí, se necesitan cálculos.
Cálculo de una calefacción por suelo radiante eléctrica para la pérdida de calor.
Hay dos formas de calcular el suelo radiante eléctrico. El primero es precisamente el cálculo. Al utilizar esta técnica, primero se determina la pérdida de calor de la habitación. Para ello se tiene en cuenta la región en la que se ubica el edificio, el material y grosor de las paredes, el grosor y tipo de aislamiento, el tamaño de las ventanas y el tipo de acristalamiento, la presencia y superficie de las paredes que dan a la calle, la orientación de la habitación (sur, norte, etc.). Todos estos factores influyen en la cantidad de calor que sale de la habitación y que habrá que reponer.
La pérdida de calor para cada tipo de material de construcción se puede encontrar en literatura especial, existen métodos separados. Tal cálculo es una tarea ardua, pero le permite obtener datos precisos. Esto es en caso de que quieras contarte a ti mismo. De lo contrario, puede solicitar un cálculo de ingeniería térmica a especialistas. Y, si se planea que las áreas para calefacción por piso sean grandes, es mejor hacer un pedido. A veces, las pérdidas de calor determinadas de forma independiente son varias veces más altas que las que le darán los especialistas. Y el exceso de poder es dinero desperdiciado.
Un ejemplo de cálculo de la pérdida de calor de un local.
La cifra resultante será la potencia de la calefacción eléctrica por suelo radiante, necesaria para compensar la pérdida de calor de esta habitación. Todo el cálculo de una calefacción por suelo radiante eléctrica consiste en seleccionar elementos calefactores en tal cantidad y potencia que sumen la cantidad de calor requerida (es posible con un pequeño margen). Si se trata de cables calefactores, tendrá que desarrollar un esquema de tendido de modo que toda la longitud requerida del cable esté ubicada en un área determinada. Si decide utilizar una película para piso cálido, debe buscar una película de la potencia requerida. En cualquier caso, tenga en cuenta que para no sentir con los pies lugares calientes y fríos, la distancia entre los elementos calefactores adyacentes no debe ser superior a 30 cm, y para la redistribución normal del calor (no en rayas), la altura mínima de la regla debe ser de 3 cm
¡Nota! Se coloca una calefacción eléctrica por suelo radiante solo en el área que no está ocupada por muebles y electrodomésticos grandes. Esto se debe al hecho de que, en su mayor parte, los elementos de calefacción por suelo radiante no toleran el sobrecalentamiento (a excepción de un cable calefactor autorregulador). Por lo tanto, el cálculo de una calefacción por suelo radiante eléctrica comienza con la ubicación de los muebles y equipos en el plano del piso (a escala). Habiendo determinado el área no ocupada por la situación, puede proceder al cálculo. Otro punto importante: si un piso cálido es la principal fuente de calor, entonces la superficie calentada no debe ser inferior al 70% del área total de la habitación.
Primero debe determinar el área en la que no habrá muebles.
Determinación de la potencia requerida según el propósito de la habitación.
La segunda forma es contar de acuerdo con los datos promedio. La cantidad de materiales utilizados en la construcción de edificios residenciales es limitada. Esto hizo posible derivar las cifras medias de las capacidades de calefacción por suelo radiante necesarias para calentar locales para diversos fines. (ver tabla).
| Tipo de calentamiento | nombre de la propiedad | Potencia requerida |
|---|---|---|
| Calefacción adicional | Cocina, salones en la planta baja | 140-150 W / m2 |
| Calefacción adicional | Cocina, salas de estar en el segundo piso y arriba | 120-130 W / m2 |
| Calefacción adicional | Baño | 140-150 W / m2 |
| Calefacción adicional | Balcón, logia | 180 W / M2 |
| Calentamiento primario | Todas las instalaciones, independientemente del propósito | 180 W / M2 |
Al calcular un suelo radiante eléctrico, el área desocupada encontrada se multiplica por la tarifa tomada de la tabla. Obtenga la cifra que puede dar un suelo radiante eléctrico. En principio, este también será el consumo máximo de energía requerido para la calefacción por suelo radiante.
La potencia de calefacción de suelo requerida se puede determinar en función de su propósito
Por ejemplo, si se van a calentar 10 cuadrados en una sala de estar en la planta baja, entonces 140 W / m2 * 10 m2 = 1400 W. pueden emitir / consumir un elemento calefactor. Este es el consumo de energía por hora. No tengas miedo. En realidad, dicho flujo solo puede ser inmediatamente después de encender y hasta que el piso alcance la temperatura establecida. Durante este período de tiempo, los calentadores funcionan constantemente. Luego, la calefacción se enciende / apaga mediante el termostato, que mantiene la temperatura establecida con una precisión de 1 ° C. La cantidad de electricidad consumida durante este período depende del clima (cuanto más frío, más a menudo se encenderá) y del grado de aislamiento del piso y de la habitación en su conjunto.
Descubrimos la potencia térmica requerida
Para calcular todos los parámetros de la futura calefacción por suelo radiante, agua o electricidad, es necesario determinar cuántos vatios de calor suministrar para calentar una habitación en particular. Proponemos calcular la potencia de calefacción requerida de la manera más simple: por área o volumen de la habitación.
Consejo. La instalación de circuitos de calefacción por suelo radiante no es barata. El precio del trabajo, teniendo en cuenta los materiales y componentes, oscila entre los 5 y los 8 USD. Es decir, por metro cuadrado (sin instalar y conectar la caldera). Si planea contratar un equipo de artesanos y no tiene un proyecto de sistema de calefacción, pida a los artistas que completen todos los cálculos y luego compare los resultados.
Como ejemplo, utilizamos la distribución de una pequeña casa de una planta de 100 m² (por medida exterior), que se muestra en el dibujo. Tenga en cuenta que las habitaciones de esquina con aberturas de luz y paredes externas perderán mucho más calor en invierno que las internas: un pasillo, un baño y un pasillo. El matiz se tiene en cuenta en la metodología propuesta:
- Encuentra la cuadratura de cada habitación midiendo y multiplicando las longitudes.
- Multiplique las áreas de las habitaciones con una pared exterior y un tragaluz por 0,1 kW. Las habitaciones centrales también pertenecen a esta categoría (en el ejemplo, el hall de entrada, el baño y el pasillo)
- Calentar las habitaciones ubicadas en las esquinas del edificio requerirá más energía térmica. El cuadrado de la habitación con dos paredes externas y una ventana debe multiplicarse por 0,12 kW (cocina y guardería).
- Si hay 2 o más aberturas de ventana en una habitación de esquina, el área se multiplica por 0,13 kW (sala de estar y dormitorio en el diseño).
Los resultados del cálculo son la transferencia de calor requerida de los circuitos de calefacción o radiadores en kilovatios por separado para cada habitación. Con las cifras obtenidas, puede pasar a la siguiente etapa del cálculo.
Nota. Los valores indicados son válidos para la zona media de la Federación de Rusia y la República de Bielorrusia. Para las viviendas ubicadas en el sur, la producción de calor debe multiplicarse por un factor de 0,7. En las regiones del norte, se aplica un multiplicador de 1,5-2 a los resultados.
La técnica anterior no es adecuada para habitaciones con techos de 3 metros o más. En tales casos, la cantidad de calor requerida se calcula por el volumen del local, multiplicado por 35, 40 o 45 W, dependiendo de la ubicación dentro del edificio. El cálculo de la carga en el sistema de calefacción se describe en detalle en un artículo separado.
Determinación de la transferencia de calor de la calefacción por el volumen de habitaciones con techos de 3 my más
¿Qué es un suelo con aislamiento térmico de agua?
Un piso de agua caliente es un sistema de tuberías ocultas debajo de una regla a través de la cual circula agua a una cierta temperatura de aproximadamente + 45 ° C. Hoy en día, es la tecnología más demandada para calentar viviendas particulares. Debido a la circulación del agua dentro del sistema, la calefacción es uniforme y cómoda, a diferencia de los distribuidores de calor de los radiadores. La simplicidad de diseño, la independencia de la calefacción estacional, las fluctuaciones de temperatura y presión son otra gran ventaja de esta tecnología. Dicho sistema se calienta principalmente con la ayuda de una caldera de gas. Pero también interactúa sin problemas con otro tipo de calderas.
Los suelos cálidos se montan con tubos de polietileno o metal-plástico. Estos materiales son lo suficientemente flexibles para conducir bien el calor. Una bomba, un colector y un mezclador termostático son responsables del control de temperatura en dicho sistema.
Ventajas de un suelo calentado por agua:
- compatibilidad con muchos tipos de revestimientos de suelo: puede elegir cualquier cubierta que necesite sin preocuparse de que el sistema de calefacción la dañe;
- ahorro de calor: el sistema se calienta desde abajo, gracias a lo cual se eleva todo el aire frío, lo que le permite calentar la habitación sin utilizar otras fuentes de calor;
- Opciones estacionales: en la estación fría, el sistema actúa como una estructura de calefacción y, en verano, puede enfriar la habitación.
Sin embargo, existen características con las que debe familiarizarse antes de instalar dicho sistema:
- Más caro que el sistema de radiador . Al instalar una casa con un piso cálido, prepárese para el aumento de los gastos que no compensarán mucho, pero que al mismo tiempo brindarán una calefacción agradable.
- No siempre hace frente a la calefacción . En la mayoría de los casos, la calefacción por suelo radiante se utiliza como calefacción principal, pero hay habitaciones donde se requiere un dispositivo de calefacción adicional. Para aclarar este hecho, debe calcular el piso cálido.
- Prohibición de uso en edificios de apartamentos . Pero se trata principalmente de Rusia. No existen restricciones en otros países.
Esta tecnología es más apropiada en el territorio de una casa privada que en un apartamento. Es aconsejable confiar la instalación del sistema a los maestros, ya que existe la posibilidad de fugas, que no aparecen de inmediato. Un montaje deficiente puede ser una molestia y causar graves daños a la propiedad.
Características de los sistemas eléctricos de suelo.
La tecnología para preparar y colocar elementos calefactores eléctricos difiere del dispositivo de los circuitos de agua y depende del tipo de elementos calefactores seleccionados:
- los cables resistivos, las varillas de carbono y las esteras de cables se pueden colocar “secos” (directamente debajo de la cubierta) y “húmedos” (debajo de una regla o adhesivo para baldosas);
- Las películas infrarrojas de carbono que se muestran en la foto se utilizan mejor como capa base sin verter la regla, aunque algunos fabricantes permiten la instalación debajo de las baldosas.
Para referencia. Los sistemas de varillas autorregulables son elementos calefactores de carbono conectados en paralelo por dos conductores. Si una varilla se quema, los elementos restantes aumentarán la potencia de calefacción y continuarán calentando la habitación.
Los elementos calefactores eléctricos tienen 3 características:
- transferencia de calor uniforme a lo largo de toda la longitud;
- la intensidad del calentamiento y la temperatura de la superficie se controla mediante un termostato que se guía por las lecturas de los sensores;
- intolerancia al sobrecalentamiento.
La última propiedad es la más desagradable. Si en la sección del contorno fuerza los pisos con muebles sin patas o electrodomésticos estacionarios, se interrumpirá el intercambio de calor con el aire circundante. Los sistemas de cable y película se sobrecalentarán y no durarán mucho. Todos los matices de este problema se destacan en el siguiente video:
Las varillas autoajustables pueden tolerar fácilmente estas cosas, pero otro factor comienza a influir aquí: es irracional comprar y colocar costosos calentadores de carbono debajo de los muebles.
Selección de calentadores de cable y película.
En relación con los puntos anteriores, el cálculo de la calefacción eléctrica se simplifica un poco, los parámetros de la calefacción por suelo radiante por cable se determinan de la siguiente manera:
- Calcule la cantidad de calor necesaria para calentar una habitación específica (consulte la sección uno).
- Dibuje el diseño de la habitación con la ubicación de muebles estacionarios y electrodomésticos. Dibuja un dibujo a escala a las dimensiones reales de armarios, lavadoras, etc.
- Calcula el área libre de la habitación restando el cuadrado de las áreas ocupadas.
- La cantidad de calor encontrada anteriormente debe distribuirse sobre el área restante. Divida la potencia requerida por el cuadrado del área libre: obtenga una transferencia de calor de 1 m².
- Cables resistivos y esteras con una potencia térmica de 9-25 W / m. se venden en longitudes fijas. Seleccione un elemento calefactor de acuerdo con la transferencia de calor requerida del catálogo del fabricante.
- Divida el cuadrado del área libre por la longitud del producto seleccionado; encontrará el paso de disposición del cable.
Esquema de calefacción de suelo eléctrico para baño.
Un ejemplo de cálculo de un baño de una casa de un piso con una superficie de 6 m², de los cuales 2,5 m² están ocupados por un baño, un lavabo y un mueble. El área del área libre es de 3.5 m², la potencia térmica requerida es de 600 W. Según el catálogo de la conocida marca Devi, elegimos un cable calefactor bifilar de la marca DEVIflex 18T con una longitud de 37 metros con una transferencia de calor de 622 W. Dividimos 3.5 m² por 37 m, obtenemos un paso de colocación de 0.095 m, redondeado – 10 cm.
Nota. Es aún más fácil seleccionar alfombrillas de cables: el fabricante indica el área ocupada por el elemento calefactor. Un producto con una potencia de 635 W de la marca DEVImat 200T, diseñado para un cuadrado de 3,45 metros cuadrados, es apto para un baño.
Los calentadores de película colocados debajo del revestimiento del piso se calculan y seleccionan de la misma manera. Un pequeño matiz: al instalar una película de carbono o un cable resistivo en las salas de estar, se hace una distancia mínima de 150 mm desde las particiones. Estas franjas a lo largo de las paredes también deberán restarse del cuadrado total. En logias, balcones y baños, esta sangría se toma igual al paso de colocación (en el ejemplo, 10 cm).
Cálculo de la pérdida de calor en casa.
Antes de calcular un piso calentado por agua, primero debe calcular la pérdida de calor en el hogar. La pérdida de calor es la cantidad de calor que pierde una habitación por unidad de tiempo. Para reducir la pérdida de calor, se utilizan dispositivos de calefacción, por ejemplo, calentadores de radiador, tuberías de calefacción y calefacción por suelo radiante. Además, es posible reducir la pérdida de calor al instalar ventanas de doble acristalamiento y paredes aislantes con diversos materiales que pueden retener el calor dentro de la habitación.
El cálculo de la pérdida de calor es un parámetro importante al diseñar un espacio habitable. Es necesario tener en cuenta:
- área de la habitación;
- el área de todas las ventanas;
- altura del techo;
- número de paredes exteriores;
- temperatura exterior;
- tipo de ventanas;
- aislamiento térmico de paredes;
- el tipo de habitación de arriba.
Básicamente, la pérdida de calor depende de la diferencia de temperatura exterior e interior de la habitación, así como del grado de aislamiento térmico de ventanas, paredes y tabiques. Para un cálculo más preciso de la pérdida de calor, puede utilizar una de las muchas calculadoras en línea. Son bastante simples y fáciles de usar, solo ingrese los valores requeridos y el cálculo se realizará automáticamente. En tales calculadoras, es posible calcular la pérdida de calor a través de ventanas, techos, paredes, pisos. Esto le permitirá obtener información detallada sobre la base de la cual se debe calcular la potencia del equipo de calefacción.
En general, se acepta que un piso cálido se adaptará si la pérdida de calor no supera los 100 W por metro cuadrado. Si se supera esta cifra, deberá recurrir a la instalación de un dispositivo de calefacción adicional.
Datos requeridos
Primero, calcula el área de la casa.
Para calcular la eficiencia requerida de los elementos, es necesario determinar con algunos factores que inciden directamente en este indicador:
- área calentada;
- la calidad del aislamiento térmico de paredes y pisos;
- conductividad térmica del acabado del piso.
Además de estos datos, es importante comprender en qué elemento se utilizarán los pisos: ¿primario o secundario?
Para un funcionamiento sin problemas y una larga vida útil garantizada de la calefacción, debe funcionar en un modo que no supere el 80% de la potencia máxima.
El cálculo de la potencia del piso cálido depende en gran medida de la exactitud del área utilizable especificada.
El suelo eléctrico se puede utilizar como calefacción principal solo si la cubierta es al menos el 70% del área total de la habitación.
Para determinar la eficiencia de calefacción, usamos la fórmula P = S * k, donde:
P es la potencia del elemento calefactor;
S – área útil;
k es el poder específico.
Potencia específica de suelo radiante eléctrico para varios tipos de locales:
| No. | Tipo de habitación | Potencia específica del sistema de suelo radiante por 1 m2 (W / m2) |
|---|---|---|
| 1 | Salas de estar, cocina (1er piso) | 140-150 |
| 2 | Salas de estar, cocina (segundo piso y superior) | 110-120 |
| 3 | Balcones y logias acristaladas y aisladas | 140-180 |
| 4 | Baños (1er piso) | 120-150 |
| cinco | Baños (segundo piso y superiores) | 110-130 |
| 6 | Calentamiento primario | no menos de 180 |
| 7 | Creación adicional de condiciones cómodas. | 110-120 |
El consumo de energía es muy aproximado. Mucho depende del nivel de aislamiento térmico en general: el nivel de calor perdido a través de ventanas, paredes, techos.
Cálculo de la capacidad requerida de pisos cómodos para un baño con un área total de 10 m2 en el segundo piso como sistema de calefacción principal:
La superficie útil será: 10/100 * 70 = 7 m2. La fuerza específica para los baños de la segunda planta es de 130 W / m2, pero el uso de suelos como elemento principal del sistema de calefacción requiere una potencia de al menos 180 W / m2.
Tomamos más significado. Obtenemos: P = 7 * 180 = 1260 W (1.26 kW) – la transferencia de calor total del piso en el baño.
Es posible que la distribución de la habitación no siempre permita el uso del sistema de suelo como fuente principal de calefacción. Debe haber una distancia de al menos 10 cm entre el elemento calefactor y el mueble.
En habitaciones pequeñas con mobiliario amplio (sofá, cama), no es recomendable utilizar un sistema de suelo cálido como principal.
Un ejemplo de cálculo de un suelo cálido.
Al calcular la pérdida de calor, descubrimos que en una habitación en particular son 1200 W. También sabemos que queremos una temperatura ambiente de 20 grados. El área útil del piso cálido es de 20 cuadrados. Habrá parquet en el suelo. La resistencia térmica del parquet es de 0,1 m2K / W.
Primero, determinemos la densidad de flujo de calor por área cuadrada.
Q = 1200/20 = 60 W / m2
La tabla de cálculo muestra que la temperatura deseada de 20 grados se puede obtener con un paso de colocación de 25 cm. La temperatura de la superficie del piso será de 25,3 grados.
Puede encontrar más tablas, como opción, en el libro «Tuberías y accesorios de metal-polímero» de la empresa Egoplast.
No es difícil determinar la longitud de la tubería.
L = 20 / 0,25 = 80 metros
Encontramos el consumo de agua por la fórmula G = 3.6 * Q / 4.187 * (t z -t p ). La temperatura según la tabla es 50/40.
G = 3.6 * 1200 / 4.187 * (50-40) = 103.2 kg / h = 0.0287 l / s = 0.0000287 m3 / s
Estos datos ayudarán al establecer valores en los medidores de flujo del colector.
Para nuestras condiciones es necesario expandir 80 metros de tubería con un paso de 25 cm, esta es la longitud ideal del contorno. Si el valor supera los 90-100 metros, es recomendable dividir la habitación en dos circuitos.
Cálculo del consumo de electricidad
Al diseñar un sistema de calefacción, por regla general, se elabora un dibujo de la ubicación de sus elementos. Según los datos del plan, es fácil calcular el área del piso cálido. Si el dibujo no ha sobrevivido, aproximadamente tomamos el área de pisos con calefacción el 70% del área total.
Convencionalmente, el tiempo de funcionamiento de los pisos cálidos se toma a razón de 6 horas por día.
Para un espacio habitable del primer piso con un área de 20 m2, se deben calentar 14 m2 como fuente principal.
La potencia específica de la calefacción por suelo radiante para este tipo de habitaciones es de 150 W / m2. En consecuencia, el consumo de electricidad para el sistema de calefacción por suelo radiante será: 150 * 14 = 2100 W.
Convencionalmente, los pisos se encienden durante 6 horas por día, luego la tarifa mensual será 6 * 2.1 * 30 = 378 kW / h. Multiplique el número resultante por el costo de 1 kW en la región y obtenga el costo de los costos de electricidad en esta sala.
Siempre que se incluya un termostato en el sistema de calefacción y el funcionamiento esté en modo económico, el consumo de electricidad de los pisos se puede reducir en un 40%.
Es más difícil calcular la potencia de un sistema de calefacción por suelo radiante de agua, en estos cálculos es mejor confiar en una calculadora en línea o consultar a un especialista. Para obtener información sobre cómo calcular la potencia de los pisos de película, vea este video:
Tipos de elementos calefactores
Existen varios tipos de calefacción por suelo radiante eléctrica, cuya potencia depende directamente del tipo de elemento calefactor. Los suelos eléctricos funcionan en:
| Elemento de calefacción | Potencia (W / m2) | Tipo de acabado |
|---|---|---|
| Película infrarroja | 150 – 400 | Alguna |
| Cable eléctrico | 120 – 150 | Baldosas cerámicas, gres porcelánico |
| Thermomat | 120-200 | Baldosas de cerámica |
Los datos se toman como promedios; los indicadores de una marca en particular pueden diferir ligeramente. Así, se puede ver que el dispositivo de cualquier sistema de calefacción en una habitación de cualquier tipo es posible con todas las variantes de suelos eléctricos cálidos.
Reduciendo costos
Gracias al uso de un termostato, puede ahorrar hasta un 40% de energía
La conveniencia y la comodidad de los pisos con calefacción se ven eclipsadas por un solo factor: la factura de la luz. ¿Cómo puede reducir los costos de energía sin privarse de la comodidad? Algunos consejos para un consumo inteligente:
- Asegúrese de instalar el termostato. Es mejor colocarlo a la distancia máxima del sistema de calefacción principal. Los reguladores pueden ahorrar hasta un 40% de electricidad debido a la activación necesaria.
- Reduzca la pérdida de calor tanto como sea posible. Si es necesario, realice trabajos en el aislamiento térmico de las paredes. Según estudios estadísticos experimentados, mejorar el aislamiento térmico reduce los costos de energía en casi 2 veces.
- Instalar un sistema de pago de electricidad multitarifa. Al mismo tiempo, la calefacción por suelo radiante por la noche costará entre 1,5 y 2 veces más barato, según la región.
- Empiece a ahorrar incluso en la fase de instalación. No coloque elementos calefactores en la ubicación de los muebles, haga las muescas necesarias en las paredes y los dispositivos de calefacción.
- Y matemáticas simples: bajar la temperatura en solo 1
0
C, el consumo de electricidad se reduce en un 5%.
Aborde la cuestión de la instalación de calefacción por suelo radiante de forma responsable. Calcule la potencia requerida de los dispositivos de antemano. Estos datos lo ayudarán a elegir los elementos de calefacción correctos y usar el sistema sin dañar significativamente el presupuesto familiar.
Dispositivo de calefacción por suelo radiante de carbono
Usando un controlador de calefacción de piso programable
Tecnología de suelo radiante eléctrico
Conectar un piso cálido sin termostato
Dispositivo de calefacción por suelo radiante en el baño por calefacción.
Instalación de un mezclador para piso de agua tibia
