Calefacción por suelo radiante y sus beneficios

La calefacción por suelo radiante consiste en suministrar calor a través de la superficie del suelo existente, en lugar de utilizar conductos de aire o calefactores de zócalo. El costo inicial de la calefacción por piso radiante es generalmente más alto que el de otros sistemas, ya que es necesario instalar tuberías de agua caliente o cableado eléctrico debajo del piso. Sin embargo, pero esto se compensa con una mayor comodidad y eficiencia energética.

Según el Departamento de Energía de EE. UU., La calefacción de espacios es el gasto de energía más alto en los hogares estadounidenses y representa alrededor del 45% de las facturas de energía en promedio. Por lo tanto, cualquier mejora en el rendimiento y la eficiencia de la calefacción puede generar un atractivo retorno de la inversión.

Clasificación de los sistemas de calefacción por suelo radiante

La mayoría de los sistemas de calefacción por suelo radiante son hidrónicos, que dependen de tuberías de agua caliente; o eléctricos, que usan alambres o tapetes conductores debajo del piso. También existen instalaciones calentadas por aire, pero adolecen de una eficiencia muy baja sin ofrecer ventajas significativas. Los sistemas de calefacción por suelo radiante también se pueden clasificar según su construcción:

  • En instalaciones húmedas, la tubería hidrónica o el cableado eléctrico se incrusta directamente en un piso de concreto o cualquier otra masa sólida que pueda contener y emitir grandes cantidades de calor. Es importante notar que “instalación húmeda” no es un término literal: el agua caliente permanece dentro de la tubería hidrónica, liberando solo su calor.
  • En las instalaciones secas, por otro lado, las tuberías y los cables se instalan en un espacio vacío entre las capas del piso o debajo del piso, pero no están empotrados.

Decidir qué construcción de sistema y fuente de calor utilizar es una cuestión de costo y beneficio. Las siguientes son pautas generales para seleccionar las características del sistema:

Medio de calentamiento Ventajas Desventajas
Hidrónico

-Varias fuentes de calor disponibles
-Eficiencia energética
-Sinérgica con calefacción solar

-Costo inicial más alto
-Mayor costo de mantenimiento

Eléctrico

-Facilidad de instalación
-Menor costo inicial
-Menor costo de mantenimiento

-Costo inicial más alto
-Sólo puede funcionar con electricidad.

Tabla 01-Calefacción radiante hidrónica VS eléctrica

Construcción del sistema Ventajas Desventajas
«Mojado» o incrustado

-Transferencia de calor y eficiencia mejoradas
-La losa del piso se puede precalentar de manera efectiva

-Costo inicial más alto
-Mayor costo de mantenimiento

«Seco» o
no incrustado

-Facilidad de instalación
-Menor costo inicial
-Menor costo de mantenimiento

-Los espacios de aire alrededor del cableado o las tuberías limitan la transferencia de calor y reducen la eficiencia

Tabla 02- Construcción del sistema «húmedo» VS «seco»

Por ejemplo, un sistema de calefacción radiante eléctrico de construcción seca será generalmente el opción más barata pero menos eficiente. Por otro lado, es probable que un sistema hidrónico integrado tenga el costo inicial más alto, pero también el costo operativo más bajo.

Fuentes de energía para calefacción por suelo radiante

Las fuentes de calor disponibles dependen del tipo de sistema de calefacción. La calefacción radiante hidrónica es la opción más versátil porque cualquier fuente de energía capaz de calentar agua es viable; el sistema puede funcionar con electricidad, gas natural, petróleo, propano, biomasa o radiación solar. Los sistemas de calefacción radiante eléctrica son mucho más limitados, ya que su diseño solo permite la calefacción basada en resistencias.

Calefacción por suelo radiante hidrónico

Como se indicó anteriormente, las principales ventajas de esta configuración son la versatilidad y la eficiencia energética. Los propietarios de viviendas con calefacción radiante hidrónica pueden elegir entre una amplia variedad de fuentes de energía:

  • Calderas: Pueden ser alimentadas con gas natural, propano, petróleo o biomasa, lo que permite a sus propietarios elegir la opción más barata en su ubicación. También se pueden usar calderas de resistencia eléctrica, pero su alto costo operativo niega el beneficio de eficiencia de la calefacción radiante.
  • Bombas de calor: Son una alternativa rentable a las calderas de resistencia eléctrica. Aunque también funcionan con electricidad, que es costosa en Nueva York, pero pueden igualar la salida de un calentador de resistencia equivalente con solo una fracción de la entrada de energía. En muchos casos, las bombas de calor pueden competir con las calderas de gas debido a su eficiencia superior.
  • Colectores solares: el agua calentada por un colector solar se puede utilizar directamente en un sistema de calefacción radiante hidrónica. Si la radiación solar disponible no es suficiente para cubrir la carga de calefacción por completo, el sistema se puede complementar con una caldera o bomba de calor. Los colectores solares pueden lograr excelentes resultados cuando la tubería hidrónica está incrustada en una losa de concreto, ya que esencialmente permite que la energía del sol se almacene térmicamente para calentarla durante la noche.

Un consultor de ingeniería o una empresa de diseño pueden ayudarlo a determinar la mejor opción para su hogar, según sus necesidades y las condiciones del lugar. Por ejemplo, los colectores solares no son viables si su azotea tiene problemas de sombra, y las calderas de gas pueden ser muy costosas de instalar si su propiedad carece de una chimenea o una entrada de servicio de suficiente capacidad.

Otra ventaja de los sistemas de calefacción hidrónica es que una unidad de calefacción central puede usarse tanto para calentar agua como para calentar espacios, consolidando dos sistemas de construcción y reduciendo su costo total.

Calefacción por suelo radiante eléctrico

Esta configuración del sistema se caracteriza por una instalación sencilla y económica, pero también por un coste operativo muy elevado. No se requiere caldera central ni unidad de calefacción: la corriente eléctrica se transporta por cableado y el calor se genera localmente. Este tipo de sistema puede ser rentable cuando las tarifas de la electricidad son bajas y la calefacción se usa solo unos pocos meses al año, pero este no es el caso de Nueva York.

Algunos sistemas de calefacción radiante eléctrica utilizan esteras conductoras en lugar de cableado. El principio de funcionamiento básico es el mismo, pero se mejora la distribución del calor.

Ventajas de confort y salud de la calefacción por suelo radiante

Los sistemas de calefacción por suelo radiante ofrecen beneficios para la salud y la comodidad que se aplican independientemente de la fuente de energía y la construcción del sistema.

Comodidad mejorada

Los sistemas de calefacción radiante funcionan sin ventiladores ni conductos, creando una distribución uniforme del calor en los espacios interiores. El calor se irradia desde el piso y luego se distribuye por convección de aire natural. Esto elimina algunos problemas que son comunes en los sistemas de aire forzado y causan molestias:

  • Distribución desigual del calor
  • Conductos ruidosos
  • Corriente de aire

Beneficios para la salud y la calidad del aire

Otra ventaja de los sistemas de calefacción por suelo radiante es que no pueden distribuir alérgenos, compuestos orgánicos volátiles (COV) o gérmenes en el aire porque no hay circulación de aire forzada. Además, el sistema de ventilación se vuelve independiente de la calefacción y puede diseñarse específicamente para la calidad del aire interior.

Desventajas de la calefacción por suelo radiante

Como en todas las decisiones de ingeniería, la calefacción por suelo radiante no está libre de limitaciones: generalmente tiene un precio más alto y responde más lentamente que otros tipos de sistemas de calefacción.

El costo de la calefacción por suelo radiante puede ser muy elevado en los edificios existentes, ya que es necesario incorporar un nuevo sistema dentro del suelo existente. los la instalación es aún más cara si se va a utilizar un sistema empotrado, ya que es necesario verter una nueva losa de hormigón. La calefacción por suelo radiante es mucho más asequible en las nuevas construcciones, donde los costes de instalación del suelo ya forman parte de la línea de base del proyecto y solo es necesario añadir un elemento extra.

Otra desventaja de los sistemas de calefacción por suelo radiante es que tardan más en calentar un espacio interior, en comparación con los sistemas de aire forzado. Sin embargo, esto se puede compensar fácilmente con la automatización: el termostato inteligente se puede configurar para precalentar las habitaciones cuando se aplican las tarifas de electricidad por hora más bajas, ¡ahorrando energía en el proceso!

Recomendaciones generales para sistemas de calefacción por suelo radiante

La elección de los materiales de construcción es muy importante cuando se trata de calefacción por suelo radiante. El Departamento de Energía recomienda el uso de baldosas cerámicas en lugar de madera, ya que la cerámica puede sostener y emitir calor de manera más efectiva. Por otro lado, la madera es esencialmente una forma de aislamiento y reduce la eficiencia del sistema. Otra desventaja de los pisos de madera es que pueden agrietarse en respuesta a los cambios de temperatura.

Otra recomendación, que se aplica no solo a la calefacción por suelo radiante sino también a cualquier mejora de HVAC, es mejorar la envolvente del edificio antes de dimensionar el nuevo equipo. De esta manera, se reducen las cargas de calefacción y refrigeración y el nuevo equipo puede reducirse, aumentando el potencial de ahorro de energía.

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