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Radiadores de aluminio en instalaciones con equipos de aerotermia: la combinación perfecta

Aurelio Lanchas González, jefe de Producto de Calefacción de Ferroli

20/06/2024

Las nuevas tecnologías de calefacción como la aerotermia ha llevado a diseñar instalaciones que trabajen a baja temperatura. En este actual escenario, los radiadores de aluminio en instalaciones con aerotermia son una excelente alternativa como explica en este artículo Aurelio Lanchas González, jefe de Producto de Calefacción de Ferroli.

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Tendencias y necesidades de mercado

En estos últimos años, por múltiples motivos, se han constatado unas tendencias de mercado que pasamos a resumir:

  • Mayor compromiso social con el medio ambiente.
  • Normativa muy restrictiva, tanto a nivel tanto a nivel europeo como español (Ecodiseño, RITE, CTE, EPBD, etc., ) en cuanto a exigencia de rendimientos y emisiones y la obligatoriedad del uso de energías renovables.
  • Aumento de las necesidades de confort. La sociedad está evolucionando de forma rápida, y ya nos hemos acostumbrado a unos estándares de confort muy altos a los cuales no estamos dispuestos a renunciar. Esto implica que nuestra instalación de calefacción tendrá que satisfacer las necesidades de confort de nuestros usuarios, ya no solo consiguiendo una Tª de confort, si no haciéndolo en un tiempo mínimo, con un consumo bajo y con un aporte estético importante.
  • La aparición de una nueva generación de generadores para climatización, tanto por la parte de nuevas calderas de condensación de altísima eficiencia y muy bajas emisiones, como por todo el desarrollo de equipos de aerotermia tanto en versión multitarea (calefacción, refrigeración y A.C.S), como en versión solo A.C.S.

Por todo lo comentado, se han creado unas nuevas necesidades en el sector como trabajar en instalaciones de baja temperatura, tanto por ahorro de combustible como por confort, o la necesidad de adaptar los componentes básicos de la instalación a esa baja Tª. Es decir, tanto la propia tipología de instalación (instalación de radiadores de aluminio o suelo radiante), como los componentes que la forman (tipo de generador, etc.), se deben plantear, diseñar y elegir para las nuevas condiciones de trabajo.

Todo esto ha llevado a que una configuración muy habitual sea la instalación de equipos de aerotermia en instalaciones donde ya tenemos instalados radiadores de aluminio.

Ventajas de uso de radiadores de aluminio en instalaciones con aerotermia

Son muchas las ventajas de trabajar con radiadores en cualquier instalación de calefacción, y mucha más si esa instalación es de baja temperatura:

  •  Al trabajar en instalaciones de baja temperatura provocamos que la emisión por radiación sea mucho mayor respecto a su emisión por convección: mayor sensación de confort, al evitar corrientes de aire y mejorando la sensación térmica y un aumento de rendimiento sobre los puros convectores.
Figura 1

Figura 1.

 

  •  Baja inercia térmica, lo que genera menores consumos y mayor confort, ya que se adaptan de forma mucho más rápida y precisa a los cambios de temperatura en el interior de la vivienda, por ejemplo, por mayor presencia de gente o por radiación solar, lo que, además, lo hace un sistema ideal para viviendas de segunda residencia o de fin de semana.
Figura 2

Figura 2.

  • Los radiadores de aluminio necesitan menos agua para alcanzar el mismo rendimiento térmico. El generador calienta un menor volumen de agua, lo que se traduce en una calefacción más rápida y económica.
  • Facilidad de adaptarse a cada tipología de instalación: diferentes tipos de materiales constructivos (aluminio, chapa de acero, hierro fundido, etc.); flexibilidad en la elección de las medidas de radiador a incorporar, tanto por altura, anchura o fondo, por lo que siempre se pueden adaptar al espacio disponible; amplio abanico de soluciones estéticas: acabados, formas, colores, …
  • Respeto por el medio ambiente: Los radiadores están construidos con materiales 100% reciclables. En Ferroli usamos aluminio de segunda fusio´n procedente de vehículos y electrodomésticos y reducimos así las emisiones de CO2 en un 95%.
  • Rápida, sencilla y económica instalación: Instalación fácil y mantenimiento sencillo, accesible y cómodo; ideal para reformas y necesidad de adaptaciones especiales; muy ligeros y resistentes a la corrosión.
  • Amplia experiencia en instalaciones. En Ferroli llevamos más de 100 años diseñando, fabricando e instalando radiadores.

Dimensionado de instalación por radiadores para baja temperatura

A la hora de diseñar y realizar de forma correcta el dimensionado de la instalación de radiadores en baja temperatura, primero debemos revisar qué nos exige la normativa vigente. En el R.I.T.E:

IT 1.2.4.1.2. Generación de Calor:

IT 1.2.4.1.2.1. Requisitos mínimos de rendimientos energéticos de los generadores de calor.

“Los emisores de calefacción deberán estar calculados para una temperatura máxima de entrada al emisor de 60°C”

Es decir, ya nos indican cómo se debería calcular la instalación de radiadores para aprovechar al máximo el alto rendimiento de los generadores de baja temperatura.

Figura 3. Aclaración entre temperatura media de radiador y salto térmico de instalación

Figura 3. Aclaración entre temperatura media de radiador y salto térmico de instalación.

¿Por qué el RITE pide ese dimensionamiento de radiadores?

Básicamente, porque el principal tipo de generador usado es la caldera de condensación, y con Tª de retorno de 50°C o inferior, una caldera de condensación a gas, ya trabaja en régimen de condensación obteniendo rendimientos estacionales muy altos.

La pregunta sería, por lo tanto, si esas mismas condiciones de trabajo son suficientes para el trabajo con equipos de aerotermia.

La aerotermia, como es sabido, aporta grandes ventajas para el mundo de la calefacción, especialmente cuando trabajamos a Baja Temperatura. Pero también es muy conocido, que el máximo rendimiento de una bomba de calor se dará con una menor diferencia entre los focos de temperatura entre los que se trabaje (principio de Carnot).

Este es el motivo por el que esas ventajas disminuyen cuando subimos la temperatura de impulsión de la máquina o baja la temperatura ambiente exterior, afectando tanto al rendimiento como a la potencia enviada a nuestra instalación.

A modo de ejemplo, en la figura 4 podemos ver el rendimiento de una máquina de aerotermia estándar, en función de la Tª exterior y de la Tª de impulsión (de trabajo):

Figura 4

Figura 4.

Con esto, queda claro, que para conseguir un buen funcionamiento de una máquina de aerotermia, debemos trabajar con temperaturas de impulsión lo más bajas posible.

Determinar la emisión térmica de los radiadores de aluminio en función del salto térmico con el que se quiera trabajar

Si vemos las tablas de datos técnicos de un radiador de aluminio, por ejemplo, de nuestro modelo Europa C, ya aparece la emisión térmica por elemento (en función de su altura) a diferentes saltos térmicos de instalación:

Tabla 1
Tabla 1

Podemos ver, que un elemento de Europa C 450 con salto térmico 30°C emite 46,4 W, mientras que un elemento de Europa C 80 C con ese mismo salto térmico emite 80,46 W, casi el doble.

Es decir, cuando nos encontremos una instalación de radiadores donde vayamos a sustituir el generador por un equipo de aerotermia, debemos conocer qué radiador está instalado, para poder determinar qué emisión tendremos en función del salto térmico con el que queramos trabajar.

Si el salto térmico con el que queremos trabajar no estuviese en las tablas de datos del radiador y, por lo tanto, no sabemos la emisión térmica del elemento, es muy sencillo calcularlo.

Existe lo que se denomina ‘Ecuacio´n característica de cada modelo’, que sirve para calcular la emisión del elemento con cualquier salto térmico que queramos:

Emisión térmica = Km x ATn, dando los valores de Km y n en las propias tablas de datos técnicos de los radiadores, con lo que es sumamente sencillo determinar la potencia para cada salto térmico deseado.

Por ejemplo:

Calcula la emisión térmica del elemento Europa C 600 con un salto térmico de 25°C.

Buscamos en la tabla, para este elemento, los valores de Km = 0,688627 y n= 1,31869.

Por lo tanto:

Emisión térmica Europa 600 C salto térmico 25°C = 0,688627 x 25 1,31869 = 48,02 W

Ejemplo - Cálculo instalación reposición aerotermia con radiadores

¿Cómo tendremos que actuar si nos encontramos con una instalación para reposición, en la que vayamos a sustituir el generador existente por un equipo de aerotermia?

Lo simplificamos pensando que es una sola estancia.

Como para determinar las cargas térmicas reales de la estancia sería verdaderamente complicado (habría que realizarlo con programa de cálculo, conocer de forma precisa las características de los cerramientos, etc.), comprobamos la actual instalación de radiadores que tiene 2 baterías de radiadores Europa C 600 de 10 elementos cada una.

Vamos a las tablas de datos técnicos del radiador para confirmar qué emisión térmica tienen estos elementos.

Lo habitual será entrar por la línea de salto térmico 40°C, comprobando que la emisión térmica en estas condiciones es de 89,2 W, con lo que como teníamos 2 baterías de 10 elementos cada una, la potencia instalada total es de 1.784 W.

Ahora debemos decidir en qué nuevas condiciones de trabajo va a trabajar la instalación de radiadores de aluminio al instalar el equipo de aerotermia.

Un salto térmico habitual en instalaciones de reposición para equipos de aerotermia es de 25°C (recordemos que este salto térmico es la diferencia entre la Tª media de radiador – Tª ambiente).

En estas nuevas condiciones de salto térmico 25°C, el radiador emitiría como hemos visto anteriormente: Emisión térmica = Km x ATn = 0,688627 x 25 1,31869 = 48,02 W.

Por lo que la emisión térmica total sería de 48,02 W x 20 elementos = 960, 4 W.

Como se ve, en estas condiciones no sería suficiente la actual instalación de radiadores, ¿qué podemos hacer?

1.-Sería sumamente sencillo adaptar la instalación de radiadores a las nuevas condiciones de trabajo para conseguir la emisión térmica necesaria aumentando el número de elementos de altura 600 y cambiando los actuales elementos 600 por elementos de mayor altura.

Como se ve en la tabla, hay modelos tanto de altura 700 como 800. Si, por ejemplo, comprobamos la emisión térmica del modelo 800 con salto térmico 40°C, vemos que es de 117,6 W, con lo que para satisfacer esa emisión necesaria de 1.784 W, necesitaríamos 16 elementos, es decir, 4 elementos menos de los que teníamos inicialmente.

2.- Por otro lado, es muy importante señalar que, en la inmensa mayoría de casos, las instalaciones actuales de radiadores están bastante sobredimensionadas por varios motivos. Sobre todo, porque las instalaciones se calculan para una Tª exterior de proyecto que, por ejemplo en Madrid, una media entre zonas, sería de unos -2°C.

Esto quiere decir que la instalación ha sido calculada para satisfacer las demandas energéticas con una Tª exterior de - 2°C, y por eso es necesario instalar 20 elementos de radiador Europa C 600 (en las condiciones de salto térmico iniciales indicadas anteriormente).

Por lo tanto, todo el tiempo que la temperatura exterior fuese superior a esos -2°C (-1°C, 0°C +1°C, …) no sería necesario tener tantos elementos instalados, o se podría trabajar con temperaturas de ida más bajas (saltos térmicos menores).

Esto quiere decir, que cuando instalemos nuestro equipo de aerotermia, nos sucedería lo mismo, ya que, como la mayor parte del tiempo, la Tª exterior no será tan baja como esos -2°C, con la actual instalación de radiadores sería más que suficiente para poder trabajar en las condiciones óptimas del equipo de aerotermia.

Bastará con que en esas pocas horas de trabajo de bajas temperaturas exteriores el control de la máquina aumente ligeramente las temperaturas de trabajo.

Correcta ubicación de los radiadores

Otro de los aspectos importantes que debemos tener en cuenta, es la ubicación de los radiadores, ya que de esta forma podremos aprovechar todo su potencial.

La instalación ideal es bajo ventana, evitando el efecto pared fría, consiguiendo ahorros de energía de hasta un 5%, ganancias de hasta 0,5°C en temperatura ambiente, y un mayor confort debido a una mejor distribución de la Tª.

Figura 5

Figura  5.

Muy importante resaltar que el uso de válvulas termostáticas en cada radiador permite ahorros de hasta un 15% debido al control de la Tª por estancia de forma individual y constante (de obligado cumplimiento su instalación según R.I.T.E, ITE 1.2.4.3.2).

Radiadores de aluminio para instalaciones de aerotermia fabricados en España

En Ferroli fabricamos nuestros radiadores de aluminio en nuestra fábrica de Burgos, pudiendo llegar a producir hasta 10 millones de elementos de aluminio, la mayor fábrica de radiadores de aluminio de España. De hecho, contamos con certificados de primer orden como la norma ISO 9001, el marcado CE y la norma EN 442 sobre ensayo de radiadores.

Un dato: uno de cada dos radiadores colocados en España sale de nuestra fábrica burgalesa. Esta planta es capaz de producir hasta 10 millones de elementos de aluminio inyectado. Esto la convierte en la mayor fábrica de radiadores de aluminio de España.

Gracias a los controles exhaustivos y los hornos tecnológicamente avanzados, ofrecemos 10 años de garantía en nuestros radiadores de aluminio.

Conclusión

Ante la pregunta que nos hacíamos al inicio del mismo: ¿es una buena opción el montar equipos de aerotermia en instalaciones donde exista una instalación de radiadores de aluminio? ha quedado demostrado a lo largo de este artículo que el uso de radiadores de aluminio en combinación con equipos de aerotermia, son instalaciones ideales para conseguir grandes ahorros económicos, una importante disminución de partículas contaminantes a la atmosfera y un aumento del confort considerable.

Empresas o entidades relacionadas

Ferroli España, S.L.U.

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