La calefacción por suelo radiante implica proporcionar calor a través de la superficie del suelo existente en lugar de utilizar conductos de aire o calentadores de zócalo. El coste inicial de la calefacción por suelo radiante es generalmente mayor que el de otros sistemas, ya que las tuberías de agua caliente o el cableado eléctrico deben instalarse debajo del suelo. Sin embargo, esto se ve compensado por un mayor confort y eficiencia energética.
Según el Departamento de Energía de Estados Unidos, la calefacción de espacios es el gasto energético más alto en los hogares estadounidenses y representa, en promedio, alrededor del 45% de las facturas de energía. Por lo tanto, cualquier mejora en el rendimiento y la eficiencia de la calefacción puede generar un atractivo retorno de la inversión.
Clasificación de sistemas de calefacción por suelo radiante.
La mayoría de los sistemas de calefacción por suelo radiante son hidrónicos y dependen de tuberías de agua caliente; o eléctricos, que utilizan cableado o esteras conductoras debajo del piso. También existen instalaciones calentadas por aire, pero tienen una eficiencia muy baja, sin ofrecer ventajas significativas. Los sistemas de calefacción por suelo radiante también se pueden clasificar en función de su construcción:
- En instalaciones húmedas, las tuberías hidrónicas o el cableado eléctrico se incrustan directamente en un piso de concreto o en cualquier otra masa sólida que pueda retener y emitir grandes cantidades de calor. Es importante destacar que “instalación húmeda” no es un término literal: el agua caliente permanece dentro de la tubería hidrónica, liberando sólo su calor.
- En cambio, en las instalaciones secas, las tuberías y los cables se instalan en un vacío entre las capas del suelo o debajo del suelo, pero no están empotrados.
Decidir qué fuente de calor y construcción del sistema utilizar es una cuestión de costo y beneficio. Las siguientes son pautas generales para seleccionar las características del sistema:
| Medio de calentamiento | Beneficios | Desventajas |
| hidrónico |
-Múltiples fuentes de calor disponibles |
-Mayor coste inicial |
| Eléctrico |
-Facilidad de instalación |
-Mayor coste inicial |
Tabla 01-Calefacción radiante hidráulica versus eléctrica
| Construcción del sistema | Beneficios | Desventajas |
| “Mojado” o incrustado |
-Mejor transferencia de calor y eficiencia. |
-Mayor coste inicial |
| “Seco” o no incorporado |
-Facilidad de instalación |
-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 eléctrica radiante de construcción en seco será generalmente la opción más barata pero menos eficiente. Por otro lado, un sistema hidrónico incorporado probablemente tendrá 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 eléctricos son mucho más limitados, ya que su diseño sólo permite un calentamiento por resistencia.
Calefacción por suelo radiante hidrónico
Como se ha comentado 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 funcionar con gas natural, propano, petróleo o biomasa, permitiendo a los propietarios elegir la opción más económica en su ubicación. También se pueden utilizar calderas de resistencia eléctrica, pero su alto costo operativo anula el beneficio de eficiencia de la calefacción radiante.
- Bombas de Calor: Son una alternativa económica a las calderas de resistencia eléctrica. Aunque también funcionan con electricidad, lo cual es caro en Nueva York, pero pueden igualar la producción de un calentador de resistencia equivalente con solo una fracción del aporte 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 hidrónico. Si la radiación solar disponible no es suficiente para satisfacer completamente la carga de calefacción, el sistema se puede complementar con una caldera o una bomba de calor. Los colectores solares pueden lograr excelentes resultados cuando se incrustan tuberías hidrónicas en una losa de concreto, ya que esencialmente permiten que la energía del sol se almacene térmicamente para la calefacción nocturna.
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 sitio. Por ejemplo, los colectores solares no son viables si su techo tiene problemas de sombra, y las calderas de gas pueden ser muy costosas de instalar si su propiedad no tiene 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 se puede utilizar 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 es transportada por el cableado y el calor se genera localmente. Este tipo de sistema puede resultar rentable cuando las tarifas eléctricas son bajas y la calefacción sólo se utiliza unos pocos meses al año, pero este no es el caso en 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 de confort y salud 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 suelo y luego se distribuye por convección natural del aire. Esto elimina algunos problemas comunes en los sistemas de aire forzado que causan molestias:
- Distribución desigual del calor
- Conductos ruidosos
- Corrientes 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) ni 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 ocurre con todas las decisiones de ingeniería, la calefacción por suelo radiante no está exenta de limitaciones: generalmente tiene un precio más alto y responde más lentamente que otros tipos de sistemas de calefacción.
El coste de la calefacción por suelo radiante puede ser muy elevado en edificios existentes, ya que es necesario incorporar un nuevo sistema al suelo existente. La instalación se vuelve aún más costosa si se utiliza un sistema empotrado, ya que es necesario verter una nueva losa de hormigón. La calefacción por suelo radiante es mucho más asequible en obra nueva, donde los costes de instalación del suelo ya forman parte de la base del proyecto y sólo 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 tarifas eléctricas más bajas por hora, ¡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 utilizar baldosas de cerámica en lugar de madera, ya que la cerámica puede retener y emitir el calor de forma más eficaz. Por otro lado, la madera es esencialmente una forma de aislamiento y reduce la eficiencia del sistema. Otra desventaja de los suelos de madera es que pueden agrietarse en respuesta a los cambios de temperatura.
Otra recomendación, que se aplica no sólo a la calefacción por suelo radiante sino también a cualquier mejora del sistema HVAC, es mejorar la envolvente del edificio antes de dimensionar nuevos equipos. De esta manera, se reducen las cargas de calefacción y refrigeración y los nuevos equipos pueden ser más pequeños, lo que aumenta el potencial de ahorro de energía.
