¿Dónde ubicar radiadores de Agua para la calefacción?

EFICIENCIA ENERGÉTICA

Si alguna vez te has pregunta donde es mejor ubicar los radiadores de agua, en este artículo vamos a tratar de responder a esta duda. Es conocido que una práctica habitual es poner los radiadores debajo de las ventanas por distintos motivos, siendo el más normal el suponer que bajo las ventanas no se pondrán muebles, pero existe una justificación muy técnica del por qué se ponen debajo de las ventanas y es, justamente de la que os voy a hablar en este articulo. 

En una instalación de calefacción por el sistema de radiadores de agua (caldera y tuberías de agua para calefacción) se dan dos maneras de disipación del calor , que son:

• Por radiación (de ahí el nombre de radiadores): emiten calor a través de toda su superficie en forma radial, pero sin la suficiente “fuerza” para que la temperatura de confort llegue lo más rápido posible al ambiente.
• Por convección: se genera una corriente de aire que es el que mueve el aire caliente, pero que no se “mueve” con la suficiente fuerza para que la temperatura de confort llegue lo más rápido posible al ambiente.

Cuando la diferencia de temperaturas es mayor entre un cuerpo radiante y su entorno, mayor es la cantidad de energía radiada para una misma temperatura del cuerpo radiante que no es otra que la temperatura del agua caliente que pasa por la instalación de calefacción. 

El calor emitido por convección  depende de la velocidad del aire en la parte baja del radiador y la altura de los elementos del radiador. A mayor altura más diferencia de presión atmosférica y más recirculación de aire existe.

Radiadores de agua: Ejemplo numérico para calcular la pérdida de rendimiento energético que supone la separación de los radiadores de las ventanas.

Las ventanas están acristaladas y dando al exterior; la temperatura superficial de dichas ventanas tienen un orden de temperaturas 2º a 4º C menor que los muros que separan el apartamento del exterior.

Para el ejemplo numérico vamos a dar unas condiciones de temperatura, a saber:

• Temperatura exterior = 0º C
• Temperatura del radiador = 50º C que es la máxima para evitar quemaduras al contacto con el radiador.

Con estos datos y los que se sacan de las tablas de resistencias térmicas de cada elemento que conforma la fachada, se obtienen los siguientes parámetros:

Resistencias térmicas superficiales:

• Vidrio doble: 1/h = 0,112 m² º C / w
• Muros: 1/h = 0,095 m² º C / w
• Coeficientes de transmisión térmica:
• Vidrio doble: K = 2,0 w / m² º C
• Muros con cámara de aire: K = 1,2 w / m² º C

Aplicando las fórmulas obtenemos que la temperatura de las superficies envolventes es la siguiente:   

• Vidrio doble:  T_v = 22 – [ 2 x 0,112 x (22-0)] = 17,072 º C
• Muros fachada: T_v = 22 – [1,2 x 0,095 x (22-0)] = 19,492 º C

Si el radiador está debajo de la ventana o muy cerca de ella , aplicando la fórmula de radiación obtenemos el siguiente resultado:

• T_a = 273,15 ºC + 50 º C = 323,15 º C
• T_v = 273,15 º C + 17,072 º C = 290,222 º C
• Q_radiado = 5,67 x 10^-8 x 0.95 x ( 323,15⁴ – 290,222⁴) = 205,241 w / m²

 

El calor por convección para estas mismas variables será:

• Q_convección = H_c x (T_a – T_v)      y      H_c = 2,6636 x 2^4/5 / 0,8^1/5 = 4,849

Ya que se ha supuesto una velocidad el aire de 2 m/s y una altura de radiador de 0,8 m.

• Luego el calor por convección resulta ser:  Q = 4,849 x (50 – 17,072) = 159,66 w / m²

O sea que el radiador cede una cantidad de energía igual a la suma de las dos calculadas, es decir:

ENERGIA CALORIFICA APORTADA POR EL RADIADOR BAJO LA VENTANA: Q = 205,241 w / m² + 159,66 w / m² = 364,909 w / m²

En el caso que nos ocupa si el radiador se ha separado de la ventana unos 5 metros y se ha colocado en una pared medianera que separa nuestra vivienda de la de otro vecino que, en las circunstancias supuestas (50 º C en el agua del radiador y 0 º C en la atmósfera) el vecino no estará a esa temperatura de 0 ºC  sino más bien en el peor de los casos estará a 10 º C y habrá menos corriente de aire de convección que bajo la ventana.

Por todo lo expuesto se deduce que la potencia energética del radiador queda de la siguiente forma:

• Q _radiado =   5,67 x 10^-8 x 0.95 x ( 323,15⁴ – 292,642⁴) = 192,335 w / m²
• Q_convección = H_c x (50 – 20,86)        y    H_c = 0,6246 (50 – 20,86)^1/3 = 1,901

Por lo que el calor de convección será  Q_c = 1,901 (50 – 20,86) = 55,366 w / m²

Y por consiguiente el calor total será:

ENERGÍA CALORÍFICA APORTADA POR EL RADIADOR NO DEBAJO DE VENTANA: Q’ = 192,335 w / m² + 55,366 w/ m² = 247,701 w / m²

Lo que nos indica que la pérdida de eficiencia energética entre la colocación del radiador alejado de la ventana hacia el interior del piso en vez de dejarlo colocado al lado de la ventana es de:

364,909 – 247,701 = 117,20 w / m², que porcentualmente significa una pérdida de eficiencia energética del  32,12 %.

Conclusiones sobre como colocar radiadores de agua

• La colocación de los radiadores de agua debajo de las ventanas es más eficiente
• Cuando existe una diferencia de temperaturas entre el entorno donde se halla el radiador y este, se crea una corriente de aire donde el aire frío baja por detrás del radiador y aumenta el calor cedido por convección. Cuando menor sea la diferencia de temperaturas menor será la velocidad del aire en el entorno del radiador y menor la energía cedida al entorno por convección
• La eficiencia energética de los radiadores colocados en el interior de las dependencias puede disminuir mucho (un 32,12% el calculado en el supuesto que sirve de base a este artículo) en función de la temperatura del entorno de radiación.
• Se puede aumentar el efecto de la radiación colocando placas reflectoras tras los radiadores que están colocados en paredes de fachada y en paredes donde al otro lado tenemos un espacio no calefactado (armarios empotrados, galerías, etc.)
• Se aumenta el efecto de la convección/radiación recirculando el aire colocando microventiladores (como los que refrigeran los ordenadores) sobre los radiadores para que favorezcan la velocidad de propagación de la temperatura. Con esto conseguiremos aumentar la temperatura de la estancia en 2-5ºC.

Recuerda que somos especialistas en reformas, y uno de nuestros principales trabajos es el de hacer que tu hogar mantenga la mejor eficiencia energética posible.