Aquest article ha estat escrit originalment en castellà. L'hem traduït automàticament per a la vostra comoditat. Tot i que hem fet esforços raonables per a aconseguir una traducció precisa, cap traducció automática és perfecta ni tampoc pretén substituir-ne una d'humana. El text original de l'article en castellà podeu veure'l a Sistemas radiantes: sostenibilidad y ahorro energético

Amb ells s'eliminen els radiadors, amb la qual cosa les habitacions guanyen en estètica i espai

Sistemes radiants: sostenibilitat i estalvi energètic

Font: Rehau03/11/2009

3 novembre 2009

En els darrers anys els sistemes radiants han experimentat un rellançament gràcies al'ús de les noves tecnologies, als moderns mètodes de càlcul i als materials polimèrics de nova generació. Les raons d'aquest renovat èxit es troben en algunes de les característiques típiques d'aquests sistemes: elevat grau de confort, estalvi energètic i augment de l'espai disponible a les habitacions gràcies a l'eliminació dels radiadors.

El constant desenvolupament tecnològic ha permès a més augmentar les possibilitats d'instal lació d'aquests sistemes. Partint del tradicional "sòl" radiant a dia d'avui es disposa d'una gamma més àmplia de solucions que ofereixen la possibilitat d'instal lar el sistema també en parets i sostres. D'aquesta manera és possible trobar sempre la solució ideal per a cada client. Aquest desenvolupament es reflecteix no només en les possibilitats d'instal lació del sistema, sinó també en la possibilitat de la seva ocupació durant tot l'any, ja sigui per a la calefacció a l'hivern com per al refrescament a l'estiu.

Els sistemes radiants són actualment capaços de garantir el màxim confort i de reduir el consum energètic anual, a més, el sistema elimina els radiadors, de manera que els espais de les habitacions guanyen en estètica.

Confort

Amb els sistemes radiants la transmissió de la calor es realitza principalment per radiació tèrmica, mitjançant l'ús de temperatures superficials lleugerament superiors a la temperatura ambient desitjada.

La distribució homogènia de la calor, típica dels sistemes radiants, permet assolir un equilibri tèrmic entre el cos humà i l'entorn climatitzat, augmentant d'aquesta manera la sensació de benestar.

La temperatura de les superfícies té de fet una incidència destacada sobre la sensació de confort. Com permet observar el següent gràfic, hi ha límits de temperatura precisos que no poden sobrepassar per raons mèdiques i fisiològiques:

Sensació de confort en funció de la temperatura ambient TRL i de la temperatura de les superfícies que envolten l'ambient TF.

Els avantatges dels sistemes radiants quant a confort resulten evidents. En règim de calefacció el valor límit de les superfícies radiants ha estat establert en un màxim de 29 ° C (vegeu UNE EN 1264: Calefacció per sòl radiant. Sistemes i components) amb una temperatura ambient de 20 ° C. Gràcies als actuals sistemes, en la pràctica la temperatura de les superfícies difícilment s'assoleix aquest valor, romanent normalment entre els 23 ° C i els 25 ° C, valors de temperatura més favorables per a la sensació de confort.

El mateix fenomen es pot considerar per al període Estivo (règim de refrescament), ja que la temperatura de les superfícies arriba valors compresos entre els 21 ° C i els 23 ° C amb una temperatura ambient de 26 ° C.

En règim de refrescament s'eviten més completament les corrents d'aire fred que podrien pertorbar la sensació de confort. A l'estiu, de fet, els sistemes radiants no tenen per objectiu reduir la temperatura de l'aire (com és en els tradicionals sistemes de refrigeració de l'aire) sinó que mantenen fresc l'ambient de l'edifici.

Gràcies a la integració de deshumificador especialment dissenyats per al sistema es manté també el nivell òptim d'humitat de l'aire (55-60%).

Per a completar les prestacions en confort, el sistema radiant té també present el perfil tèrmic en règim de calefacció per l'hivern.

És generalment conegut que els sistemes tradicionals tendeixen a sobreescalfar l'aire de l'ambient en les zones més elevades dels locals i, en conseqüència, a patir pèrdues de temperatura en les zones més baixes.

Els sistemes de calefacció per terra radiant garanteixen per contra un òptim perfil tèrmic molt proper a l'ideal. Els següents gràfics posen de manifest les diferències de perfil tèrmic segons el sistema de calefacció emprat:

Estalvi energètic

L'estalvi energètic revesteix un interès creixent a causa principalment a tres factors: els efectes globals de l'escalfament del planeta, el constant augment del preu dels combustibles tradicionals i l'esgotament de les reserves petrolíferes.

La legislació espanyola s'ha ocupat intensament en els últims anys a fomentar la reducció del consum energètic i de les emissions derivades dels sistemes de calefacció dels edificis. Per oferir indicacions clares i paràmetres adequats s'han publicat diverses normes que comporten una millora de l'aïllament tèrmic dels edificis, majors nivells de rendiment dels sistemes de calefacció i un augment significatiu de la quota d'energia procedent de l'ús de fonts renovables. En aquest nou entorn l'ús dels sistemes radiants resulta altament adequat.

Els sistemes radiants milloren l'aïllament tèrmic gràcies al fet que la col·locació dels tubs es realitza per sobre d'una capa d'aïllant adjunta, garanteixen a més un major rendiment d'emissió de calor i combinen a la perfecció amb els sistemes d'energia solar, geotèrmia i calderes de condensació.

Pel que fa a la millora del grau d'aïllament de l'edifici, cal subratllar que l'aplicació d'una capa addicional d'aïllant, d'acord amb la normativa en vigor, per sota dels tubs pels quals circula l'aigua calenta (en període hivernal ) o freda (en períod'estiva) contribueix a limitar de manera eficaç les dispersions cap avall.

No obstant això, molt sovint no es presta la suficient atenció a aquesta mesura en l'ús d'altres sistemes radiants com els de sostre o paret, que tenen el mateix efecte sobre els tancaments aplicats, facilitant la rehabilitació d'edificis en els que per diversos motius no és possible fer intervencions de millora de les prestacions energètiques.

Pel que fa al rendiment d'emissió, podem prendre com a paràmetre de referència les dades publicades en la normativa UNE-EN 15316-2-1: 2008

Panells radiants amb aïllament de l'estructura = 0,97.
Radiadors amb temperatura d'impulsió de 85 º C en paret externa sense aïllament = 0,90.

Aquests dos senzills dades ofereixen una idea de com l'elecció del sistema de calefacció radiant en comptes dels tradicionals sistemes ja durant la fase de projecció ajuda al projectista a assolir el valor de rendiment mínim requerit per la normativa actualment en vigor.

El següent exemple pràctic dóna fe. El valor de rendiment mitjà estacional s'obté per mitjà de cada un dels rendiments:

ηp = rendiment de producció.
ηr = rendiment de regulació.
ηd = rendiment de distribució.
ηe = rendiment d'emissió

Simulació de l'exemple:

Un sistema amb caldera de condensació amb regulació per a ambient tipus on-off, distribució amb tubs aïllats segons normativa, radiadors o, com a alternativa, terra radiant obté els següents resultats:

Amb radiadors: 74%.
Amb terra radiant: 80%.

Òbviament, en el segon cas per completar el sistema de manera ideal caldria fer una regulació climàtica amb corba de compensació en funció de la temperatura externa estudiada expressament per als sistemes radiants, capaç d'aprofitar al màxim les característiques d'inèrcia d'aquests sistemes per garantir l'òptim confort i el màxim estalvi energètic. Com s'ha esmentat anteriorment, els sistemes radiants treballen amb temperatures molt properes a les de les zones que han de condicionar.

A l'hivern la temperatura d'impulsió de l'aigua està compresa entre els 40 i els 45 ° C, mentre que a l'estiu els valors es mantenen entre els 19 i els 17 º C, aproximadament. Aquesta característica fa que els sistemes radiants resultin ideals per a l'aprofitament de les fonts d'energia renovables com, per exemple, l'energia solar tèrmica o la geotèrmia. Tots dos sistemes poden aprofitar al màxim el seu potencial si s'empren a l'hivern amb temperatures d'impulsió no massa elevades.

L'energia solar tèrmica garanteix una bona cobertura durant els mesos menys freds i un excel lent rendiment en els mesos menys calorosos, per altra banda, les bombes de calor geotèrmiques treballen sempre de manera eficaç amb coeficients de rendiment (Cop) molt elevats.

A l'estiu les bombes de calor geotèrmiques mantenen sempre Cop elevats i durant els períodes menys calorosos obtenen de la mateixa manera la temperatura d'impulsió desitjada sense l'ajuda del compressor del circuit frigorífic, aconseguint un funcionament 'free cooling'.

En els períodes menys calorosos o en edificis amb baixes càrregues la temperatura d'impulsió desitjada s'obté impulsant l'aigua directament al subsòl, l'intercanvi tèrmic obtingut per mitjà de la diferència de temperatura entre aigua i subsòl és suficient per satisfer els requisits del sistema radiant.

Els sistemes clàssics de condicionament no poden gaudir d'aquest avantatge ja que es proveeixen amb aigua a 7 ° C i al nostre territori el terreny no arriba mai temperatures tan fredes.

Augment de l'espai habitable

Els clients finals aprecien especialment aquest últim aspecte perquè tenen un impacte més evident sobre els que necessiten espai lliure i per als que valoren la distribució dels espais des d'un punt de vista estètic. El sistema radiant pot emprar-se tant en sòls com en parets o sostres i no necessita grans espais.

Els sostres radiants estan guanyant cada vegada més adeptes perquè són la solució ideal per a edificis d'ús comercial i en espais oberts, a més, gràcies a la baixa inèrcia tèrmica, s'adapten ràpidament a les variacions de càrrega tèrmica o d'aforament. En la projecció i realització d'un sistema radiant cal prestar la màxima atenció a la tipologia dels materials usats i al sistema de regulació.

Pel que fa als tubs, s'ha de tenir sempre present la seva vida útil i la seva capacitat de resistència davant pics breus de temperatura. En aquest sentit, el material més emprat i que ofereix majors garanties de durada en el temps és el polietilè reticulat de classe A, més conegut com PE-Xa. Aquest tipus de material és particularment indicat gràcies a la seva llarga vida útil i la facilitat de manipulació que ofereix fins i tot a baixes temperatures.

Pel que fa als col·lectors de distribució, els més emprats per a la calefacció són els de llautó, acreditats i amb una excel lent relació prestació / preu, en els sistemes de refrescament s'aconsella però l'ús de col·lectors polimèrics. Aquest producte redueix notablement la formació de condensació durant el períod'estiva, en aquest sentit els sistemes per a sostre són els que obtenen el millor rendiment.

Com anteriorment esmentat, la regulació té un paper fonamental a les instal·lacions de climatització i els sistemes radiants no són una excepció en aquest sentit. La regulació d'un sistema d'aquest tipus ha de tenir present la inèrcia tèrmica de l'interior de la instal lació i presentar un alt grau de sensibilitat. Si es tracta principalment de sistemes d'intercanvi tèrmic per radiació, una lleugera variació de la temperatura de la superfície correspon a una gran diferència de sensació per part de l'usuari de la instal·lació.

La regulació dels sistemes radiants, per tant, ha de ser molt precisa i tenir sempre controlats tots els paràmetres de funcionament, la temperatura, la humitat i els temps de manera que puguin garantir el màxim confort i un òptim ús de l'energia en circulació .