Consulta Techo radiante como sistema de climatización en Madrid

gallurco

Fulgencio
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Hola a todos:
Aquí os dejo un enlace a una página, ésta sí, en castellano, en la que de una manera sencilla en su primera parte nos habla sobre: "El flujo de calor emitido por una superficie radiante". También muestra la variante en refrigeración con unas variables de temperatura superficial y temperatura operativa:
Javier Ponce Formación Técnica: Flujo de Calor Suelo Radiante según Configuración
Creo que para unas necesidades como las del ejemplo @Romero (vivienda con unos buenos aislamientos) el techo, puede ser más que suficiente. (Ojo, no hay que olvidar que en refrescamiento además debemos ser capaces de controlar la humedad del aire y su calor latente)
 
Última edición por un moderador:

Carlos

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Aquí os dejo un enlace a una página, ésta sí, en castellano, en la que de una manera sencilla en su primera parte nos habla sobre: "El flujo de calor emitido por una superficie radiante". También muestra la variante en refrigeración con unas variables de temperatura superficial y temperatura operativa:

Acabo de solicitar la norma UNE a la que hace referencia, cuando la haya leído te contesto.

Un saludo
 

Carlos

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Ya he tenido acceso a la norma UNE a la que hace referencia el enlace de @gallurco , y la verdad es que las fórmulas que aparecen en esa web no las veo con mucha relación con lo que pone en la UNE, en la norma se describe un procedimiento basado en resistencias térmicas bastante complejo en el modo simplificado, y habla de usar un cálculo por elementos finitos para "hacerlo bien", luego en el enlace que aporta @gallurco aparece la misma fórmula que se multiplica por 6 si es calefacción por techo o por 7 si es refrigeración :eek:, etc... dudo mucho que el resultado de todo este procesa sea multiplicar por 6 o por 7 según el caso.

No voy a hacer el desarrollo que aparece en la UNE porque la verdad es que llevaría mucho tiempo y ya tengo 100% claro mi opinión sobre el funcionamiento del sistema, pero no veo que esas fórmulas que aparecen en la web de Javier Ponce se puedan obtener de hacer este cálculo.

Queda pendiente el tema del IDAE.
 

gallurco

Fulgencio
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Hola Carlos:
Por mi parte, y respecto a lo de IDAE, ya reconocí el error de haberlo mencionado en base a una interpretación incorrecta que hice sobre unos comentarios recibidos sin haberlo comprobado antes.
Respecto a las fórmulas...
Simplemente, comentar que Javier Ponce no es el único que las emplea... esas mismas fórmulas ya las había visto como referencia en varias documentaciones comerciales, por ejemplo de Emeti:
www . emmeti . com/portal/it/prodotti/termo/tipologia/49005_productTipology/

Página nº3 del documento PDF arriba indicado. Ya se que está en italiano y siento no poder aportar el documento traducido. Que yo sepa no existe. Pero creo que es sencillo de traducir o entenderlo. (ojo, simplemente a modo de comprobación de que hacen referencia.)
Por mi parte, no puedo dedicar mucho más tiempo al foro en este momento. Pero quiero agradecerte el poder participar en él y el haberlo hecho sin censura de ningún tipo. Ojalá algún día pudiesemos desvirtualizarnos y poder charlar físicamente. Creo que nos facilitaría mucho más la comunicación y así podría transmitirte lo que he visto y sentido personalmente con respecto a este tipo de climatización.

Saludos,
 

Carlos

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Hola Carlos:
Por mi parte, y respecto a lo de IDAE, ya reconocí el error de haberlo mencionado en base a una interpretación incorrecta que hice sobre unos comentarios recibidos sin haberlo comprobado antes.
Respecto a las fórmulas...
Simplemente, comentar que Javier Ponce no es el único que las emplea... esas mismas fórmulas ya las había visto como referencia en varias documentaciones comerciales, por ejemplo de Emeti:
www . emmeti . com/portal/it/prodotti/termo/tipologia/49005_productTipology/

Página nº3 del documento PDF arriba indicado. Ya se que está en italiano y siento no poder aportar el documento traducido. Que yo sepa no existe. Pero creo que es sencillo de traducir o entenderlo. (ojo, simplemente a modo de comprobación de que hacen referencia.)
Por mi parte, no puedo dedicar mucho más tiempo al foro en este momento. Pero quiero agradecerte el poder participar en él y el haberlo hecho sin censura de ningún tipo. Ojalá algún día pudiesemos desvirtualizarnos y poder charlar físicamente. Creo que nos facilitaría mucho más la comunicación y así podría transmitirte lo que he visto y sentido personalmente con respecto a este tipo de climatización.

Saludos,

OK, aunque yendo a la fuente original no he sido capaz de ver de donde vienen esas fórmulas.

Dos cosas importantes:

1-En este segundo documento da una expresión para el suelo radiante que resulta ser casi el doble de la que da para el techo radiante, lo que quiere decir que tendremos el doble de potencia con la misma temperatura de suelo. También da un máximo de 54W/m2 para el techo radiante, lo que es insuficiente para la mayoría de las viviendas

2-Una cosa es la potencia que pueda entregar el sistema y otra la distribución de esa potencia, si entrego 2kW pero tengo el techo a 26ºC y el suelo da 18ºC necesitaré aportar todavía más potencia para que la situación sea confortable, sin embargo con esos mismos 2kW si consigo suelo a 26ºC y techo a 18ºC ya estoy bien.
 

Ovidio

Fulgencio
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Hola,

Lo primero, agradezco mucho toda la información que aparece aquí. Yo estoy pensando instalar techo radiante y este foro me está ayudando mucho con las dudas. Dicho esto, soy físico, así que permítanme aclarar algo con respecto a la Ley de Stefan-Boltzmann. La potencia emitida por radiación no depende de "delta T", sino de la temperatura absoluta del cuerpo (la temperatura en grados Kelvin, que se calcula sumando 273.15 a la temperatura en grados Celsius). Además, la potencia emitida por radiación también depende del área de la superficie. Si quieren la fórmula completa, es:

P=sigma*T^4*A
donde:
P es la potencia, en vatios (W)
sigma es la constante de Stefan-Boltzmann, en W/(m^2 K^4)
A es el área del cuerpo (en este caso, el techo radiante)

Si nos ponemos rigurosos, tendríamos que tener en cuenta la emisividad pero creo que es mejor no complicar las cosas. Por ejemplo, un techo de 80 m^2 a 33 ºC (unos 306 K) emitiría por radiación unos 40 kW, que es una potencia bastante importante.

Espero que esto ayude a aclarar las dudas.

Saludos,

Ovidio



Repito:
"Ya te he dicho que no es así @Romero , la radiación sigue la Ley de Stefan-Boltzmann por lo que depende del la diferencia cuadrática de temperaturas entre el foco caliente y lo que se quiere calentar, si el foco caliente está a 33ºc y lo que se quiere calentar (personas y sólidos) está a 38ºc, 19ºc, etc... no hay grandes diferencias y por lo tanto no hay casi transmisión por radiación."



La superficie del sol está a 5.600ºC, lo que sería una diferencia con tu vivienda de 5.580ºC, por eso nos llegan a la tierra unos 1000W/m2, pero si la diferencia solo es de 33ºC-15ºC=18ºC la radiación va a ser casi cero.



Dime donde aparece exactamente esto por favor, de todas formas, aunque así fuera, el techo radiante a 33ºC no produce radiación




Cierto, pero no con superficies a 33ºC
 

Carlos

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Por ejemplo, un techo de 80 m^2 a 33 ºC (unos 306 K) emitiría por radiación unos 40 kW, que es una potencia bastante importante.

Debe haber algún fallo ahí, te aseguro que 80m2 de techo a 33ºC no disipan esa potencia ni de broma. Puedes poner el desarrollo?
 

antonio10

Fulgencio
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Evidentemente hay un fallo y es que esa es la radiación del cuerpo negro (no pensemos mal), el calentamiento por radiación entre dos cuerpos sería Q=sig·F(1-2)· A (T1^4-T2^4)
Donde F1-2 recoge la emitancia de los cuerpos grises y su factor de forma, que es la superficie que "se ven" entre ellos
 

Carlos

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Buenas tardes,

En primer lugar agradecer a los Nergizos su gran trabajo.

Os cuento mi caso: voy a reformar en los próximos meses un ático dúplex en el centro de Madrid de unos 250 m2. Orientación Sur-Este básicamente pero con una pequeña parte a Oeste.

La reforma seguirá muchos de los requisitos de la certificación Passivhaus, aunque no llegaremos a sus límites. Si actuaremos en sus puntos principales: gran refuerzo del aislamiento de la envolvente, ventanas triple vidrio certificadas, cristales bajo emisivos sobre todo en zona Oeste, sombreamiento automático (toldos, persianas y estores), mejora de puentes térmicos, etc...

Hasta aquí todo bien y todo 'sencillo'. Ahora bien, en la parte de climatización y ACS es donde tengo más dudas y problemas.

Por un lado quiero instalar un sistema de ventilación con recuperador de calor y tratamiento de aire (filtros finos básicamente), pero soy consciente de dónde vivo y que no será suficiente, ni de lejos, para cubrir la demanda energética de ciertos meses del año, donde necesitaré un sistema complementario.

Los sistemas de ventilación con recuperador de calor disponen de complementos para poder calentar / enfriar el aire (baterías de agua, entálpicas y similares), pero lo veo más como una pequeña ayuda para atemperar.

En mi búsqueda de sistemas de climatización he estado estudiando casi todas las opciones y descartando muchas por ineficientes. Básicamente me he quedado con la opción VRF/VRV por conductos o con la opción Aerotermia + techo radiante y/o fancoils (descarto suelo radiante por temas de obra). Ambas opciones me resuelven el ACS.

Quiero encargar un estudio minucioso de cargas térmicas a una empresa de ingeniería (o al arquitecto) que influirán bastante en la decisión, pero quería saber vuestra opinión, tanto a nivel general para corregir posibles errores de bulto, como a nivel particular de los sistemas de techo radiante, que no conozco bien.

Por un lado los sistemas VRV/VRF me pueden dar todo lo que necesito, pero intuyo que pueden ser incompatibles con el sistema de ventilación.

Por otra parte los sistemas de techo radiante han evolucionado mucho estos últimos años y ahora pueden trabajar conjuntamente con el sistema de ventilación e incorporan deshumidificadores, por lo que no paran de enfriar con humedad y temperatura alta, ya que lo que hacen es controlar el punto de rocio para evitar condesaciones y, en lugar de parar la máquina, deshumidifican para bajar ese punto de rocio.

El techo radiante en calor no me preocupa tanto ya que la vivienda se comportará mucho mejor en invierno, pero en verano, con las temperaturas de Madrid... pues no se si será suficiente con los deshumidificadores y el apoyo de la ventilación para poder mantener una temperatura de confort, que tengo fijada en 24 grados para verano (teniendo en cuenta que hay bastantes días de 38 - 41 grados en Junio y Julio, y vamos a peor...). Es decir, la clave está en saber si el techo radiante en verano podría climatizar, que es distinto a refrescar en mi opinión.

Siempre podría complementar o apoyar con fancoils, pero me gusta mucho la teoría de la radiación de frío en verano desde el techo (efecto bodega o iglesia) y preferiría no utilizarlos.

Opiniones y/o experiencias al respecto serían muy bien recibidas. Gracias! :)

Refloto el hilo para preguntar al OP que ha hecho al final y que tal el resultado
 

Juanpa

SuperNergizo
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Hola!

Gracias por la respuesta.

Si, me refiero a esos sistemas VRV/VRF. He estado viendo opciones con recuperación de calor que incluyen ACS. De hecho es la parte que más me gusta: cuando las máquinas trabajan en frío el sistema desvía el calor hacia el ACS, por lo que tienes una parte del año el ACS gratis. La duda que tengo con el VRF es su compatibilidad con el sistema de ventilación mecánica controlada.

Sobre el tema del techo radiante en calor: el aire caliente sube, pero estos sistemas calientan por radiación en un porcentaje muy elevado (casi sin convección), por lo que no deberían generar estratificación, no? Las temperaturas de trabajo del techo radiante en calor son aún más bajas que las del suelo radiante, en torno a los 30 -33 grados máximo... De hecho son los sistemas que se suelen utilizar en techos muy altos (más de 5 metros) y espacios abiertos. Esa es la teoría... o lo que te venden los vendedores, claro.

En todo caso me preocupa más el tema del frío en verano. En invierno con el aislamiento, la ventilación y la orientación de la vivienda tengo mucho ganado y necesitaré poca carga térmica. En cambio en verano esto me perjudica, de ahí que esté preocupado por el tema.

Como decía el punto de rocío son capaces de bajarlo con deshumidificadores para no dejar de enfriar, y Madrid además es seco en verano (30 / 40% de humedad) . Hay un vídeo y una presentación que lo explica bastante bien pero no puedo publicar el link por mi juventud en el foro.

En todo caso varios fabricantes tienen sistemas similares. Uno de ellos me aseguró ayer que tienen instalaciones en Valencia que bajan la temperatura hasta los 20 grados en verano sin problema, pero eso me ha hecho dudar aún más! :-( todos sabemos que la humedad en valencia es muy alta, y la temperatura tampoco está mal, por lo que para bajar el punto de rocío haría falta deshumidificar muchísimo. No he hecho los cálculos (y tampoco se hacerlos...), pero por alguna razón me ha hecho dudar.
Respecto a que no generan estratificación creo que es un error.

Dices que los suelos radiantes -en modo calefacción- si la generan. Estoy de acuerdo. Veamos como lo hacen haciendo "toreo de salón".

Antes de poner en marcha el suelo radiante -y en condiciones estáticas-, el aire de una estancia ya tendrá el aire relativamente estratificado ya que el aire caliente pesa menos que el frio.

Al poner en marcha el suelo radiante, éste calentará el aire relativamente frío cercano al suelo, lo que generará o aumentará la convección y por tanto la estratificación. No obstante el síndrome de los "pies frios con cabeza caliente" se verá parcialmente compensado por la radiación y la conducción que actúa predominante bajo los pies.

Ahora veamos que ocurre al poner en marcha el techo radiante (en lugar del suelo): éste calentará por conducción la capa de aire contigua que ya estaba a una mayor temperatura - que tenderá a quedarse donde está, con lo que estaremos minimizando la convección. La radiación resultante, poca o mucha, actuará directamente sobre nuestras cabezas lo que, no sólo no compensará el citado sindrome, sino que lo agravará. También se agudizará la estratificación.

¿No lo veis así?
 

Carlos

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Respecto a que no generan estratificación creo que es un error.

Dices que los suelos radiantes -en modo calefacción- si la generan. Estoy de acuerdo. Veamos como lo hacen haciendo "toreo de salón".

Antes de poner en marcha el suelo radiante -y en condiciones estáticas-, el aire de una estancia ya tendrá el aire relativamente estratificado ya que el aire caliente pesa menos que el frio.

Al poner en marcha el suelo radiante, éste calentará el aire relativamente frío cercano al suelo, lo que generará o aumentará la convección y por tanto la estratificación. No obstante el síndrome de los "pies frios con cabeza caliente" se verá parcialmente compensado por la radiación y la conducción que actúa predominante bajo los pies.

Ahora veamos que ocurre al poner en marcha el techo radiante (en lugar del suelo): éste calentará por conducción la capa de aire contigua que ya estaba a una mayor temperatura - que tenderá a quedarse donde está, con lo que estaremos minimizando la convección. La radiación resultante, poca o mucha, actuará directamente sobre nuestras cabezas lo que, no sólo no compensará el citado sindrome, sino que lo agravará. También se agudizará la estratificación.

¿No lo veis así?

Juanpa, la mayoría de los Nergizos lo vemos así, pero hay algunas personas que aparecieron "sospechosamente" defendiendo el sistema y negando lo que comentas en su primer (y único) mensaje. Este tema es de 2019 pero me gustaría saber algo del OP
 

Juanpa

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Lo de que el calor por radiación es más cómodo es un parámetro subjetivo como otro cualquiera. Un caso evidente de calor por radiación no comfortable es la típica hoguera en un día de frío: se te calientan las manos y la barriga (hasta niveles casi excesivos), pero el culo se te queda helado. Con un "techo radiante", acabarías con la cabeza caliente y los pies probablemente fríos, por lo que entiendo que a mucha gente no le haga gracia.

Y lo de que la convección es incómoda por el movimiento del aire... dependerá del movimiento. Obviamente un calefactor o una bomba de calor apuntando directamente a la cara puede ser molesto, pero creo que hay bastante consenso en que los radiadores de toda la vida son la opción más cómoda, cuando funcionan también por convección (sólo que más lenta y sutil).
No se si te has dado cuenta de que el ejemplo de la hoguera es tendencioso por tres razones distintas. Para simplificar, vamos a imaginar que se trata de una chimenea abierta de 2 m2 de apertura colocada en una estancia de 30m2:
  1. La chimenea tiene una superficie muy limitada respecto al suelo/techo radiante (ratio 1:15).
  2. La combustión de una chimenea abierta necesita mucho aire que, necesariamente, tiene que venir de fuera, lo que repercute en el confort térmico (corrientes de aire, salida de mucho aire caliente por la chimenea, entrada de parecida cantidad de aire frio,...
  3. La temperatura de la llama supera en cientos de grados al del suelo/techo radiante lo que hace muy dificil encontrar la distancia adecuada
Estaremos de acuerdo en que, si sustituimos la chimenea por una estufa, la situación cambia espectacularmente gracias a haber corregido parcialmente los dos primeros puntos. A partir de ese momento, la hoguera domesticada puede calentar adecuadamente las paredes, techo, suelo, ocupantes y muebles de la estancia mayormente por radiación y convección. No solo aumenta muchísimo el rendimiento, sino también el confort.
 
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