Una fuente de calor, dos terminales: ¿Por qué la calefacción por suelo radiante no se calienta? — Causas, diagnóstico y soluciones

Una guía práctica de solución de problemas para sistemas de bomba de calor aire-agua con calefacción por suelo radiante

Una bomba de calor aire-agua está funcionando. La temperatura del agua de salida parece normal. La bomba de circulación parece estar funcionando.

Pero la calefacción por suelo radiante todavía no se calienta.

Este es uno de los problemas más comunes que se encuentran durante la puesta en marcha o el reinicio de los sistemas de calefacción por suelo radiante hidrónicos.

Se vuelve particularmente interesante en un sistema de «una fuente de calor, dos terminales» — por ejemplo, una bomba de calor aire-fuente que sirve tanto a fan coils como a calefacción por suelo radiante.Si los fan coils se calientan normalmente mientras el suelo permanece frío, es tentador concluir que la bomba de calor es de tamaño insuficiente o defectuosa.En muchos casos, sin embargo, la bomba de calor en sí misma no es el problema.El problema puede encontrarse en el circuito de agua, la bomba de circulación, las válvulas, el colector, el aire atrapado, la calidad del agua, la construcción del suelo, la humedad del edificio o el procedimiento de puesta en marcha.

¿Por qué la calefacción por suelo radiante no se calienta correctamente durante la puesta en marcha inicial o después de un largo período de inactividad?

1. Determinar primero si el problema es la fuente de calor o el terminalAntes de cambiar cualquier parámetro, los ingenieros deben identificar dónde existe realmente el problema.

Bomba de calor aire-agua → Circuito de fan coil + Circuito de calefacción por suelo radiante

la primera pregunta de diagnóstico debería ser:

¿La bomba de calor no puede producir calor, o el calor no puede llegar al circuito de calefacción por suelo radiante?

Esta distinción es extremadamente importante.

Si la bomba de calor puede mantener la temperatura del agua de salida requerida y otro circuito terminal está funcionando normalmente, la fuente de calor probablemente está funcionando.

La atención debe dirigirse entonces aguas abajo a:

Bomba de calor → bomba → válvulas → tubería principal → colector → bucles UFH → estructura del suelo → habitación

Esta simple secuencia de diagnóstico puede prevenir la solución de problemas innecesaria del lado del refrigerante o el reemplazo prematuro de la bomba de calor.

Causa 1: Puesta en marcha inicial o parada a largo plazo

Un sistema de calefacción por suelo radiante hidrónico no siempre responde inmediatamente cuando se enciende.

Esto es particularmente común en dos condiciones:

Puesta en marcha inicial

El sistema acaba de ser instalado y se está operando por primera vez.

Reinicio después de parada a largo plazo

El sistema no se ha utilizado durante varios meses, o en algunos proyectos, considerablemente más.

En ambas condiciones, el lento aumento de la temperatura puede deberse a varias causas completamente diferentes.

2. Comprobar todas las válvulas antes de culpar a la bomba de calor

Esto suena simple, pero es sorprendentemente común en proyectos reales.

Durante la instalación, la prueba de presión o la construcción, algunas válvulas pueden permanecer cerradas o parcialmente cerradas.

Las ubicaciones posibles incluyen:

válvula de suministro de la bomba de calor;

válvula de retorno de la bomba de calor;

válvulas de aislamiento del circuito primario;

válvulas del circuito secundario;

válvulas del colector de calefacción por suelo radiante;

válvulas de bucle individuales;

• válvulas de zona;

• válvulas de equilibrado.

• Por lo tanto, la bomba de calor puede funcionar normalmente mientras llega poca o ninguna agua caliente al circuito del suelo.

• Método de diagnóstico rápido

• Comprobar la temperatura del agua progresivamente a lo largo del circuito:

• Salida de la bomba de calor → suministro principal → entrada del colector → bucles UFH individuales → colector de retorno → retorno de la bomba de calor

• Si la tubería está caliente antes de una válvula pero significativamente más fría inmediatamente después de ella, la restricción probablemente está cerca de ese punto.

• Esto es mucho más rápido que cambiar aleatoriamente la configuración de la bomba de calor.

3. Comprobar si las conexiones de suministro y retorno son correctas

Otro error de instalación es la inversión de las tuberías de suministro y retorno.

Esto puede ocurrir en:

la bomba de calor;

la bomba de circulación;

el acumulador térmico;

el conjunto de mezcla;

el colector;

los circuitos terminales individuales.

• Algunos sistemas hidrónicos seguirán circulando con tuberías conectadas incorrectamente, lo que hace que el problema sea más difícil de identificar.

• Pero la dirección incorrecta del flujo puede interferir con:

• Superficie del suelo, flujo, carga

• válvulas de equilibrado;

• Válvulas, bomba, colector

• caudalímetros;

válvulas de mezcla;

funcionamiento de la bomba;

• lógica de control automático.

• Durante la puesta en marcha, nunca asuma que las etiquetas de las tuberías son correctas.

• Verifique la dirección real del flujo de agua.

• 4. Comprobar la bomba de circulación — «En funcionamiento» no siempre significa «bombeando»

• Una bomba de circulación puede hacer ruido, mostrar un símbolo de funcionamiento y consumir electricidad, pero aun así proporcionar un flujo insuficiente.

• Varias condiciones pueden causar esto.

• Bloqueo de aire

El aire atrapado alrededor del impulsor o dentro del circuito hidrónico puede reducir significativamente la circulación.

Agarrotamiento de la bomba después de una parada prolongada

Una bomba que ha permanecido sin usar durante un largo período puede atascarse mecánicamente.

Dirección incorrecta de la bomba

La bomba puede haber sido instalada en contra de la dirección de flujo prevista del sistema.

Velocidad o modo de control incorrectos

Las bombas de velocidad variable pueden estar configuradas demasiado bajas o utilizar un modo de presión constante/presión proporcional inadecuado.

Presión de bomba insuficiente

La bomba puede simplemente no ser capaz de superar la resistencia hidráulica de bucles UFH largos, colectores, válvulas y tuberías.

Por lo tanto:

Nunca juzgue el funcionamiento de la bomba solo tocándola o escuchándola. Verifique el flujo de agua real.

Donde estén disponibles, compruebe los caudalímetros del colector y compare el flujo medido con el flujo de diseño.

5. La calidad del agua puede hacer que una bomba se agarrote

La calidad del agua a menudo se pasa por alto durante la instalación de la bomba de calor.

Un sistema hidrónico recién instalado puede permanecer lleno de agua durante semanas o meses antes de la puesta en marcha final.

Baldosas o piedra

Durante este período, el agua no tratada puede contribuir a:

corrosión;

incrustaciones;

lodos;

magnetita;

partículas en suspensión;

agarrotamiento de la bomba;

• filtros obstruidos;

• válvulas restringidas;

• rendimiento reducido del intercambiador de calor.

• Las zonas de agua dura requieren especial atención.

• Si un proyecto utiliza agua tratada o ablandada durante el funcionamiento normal, pero se utilizó agua no tratada originalmente durante la construcción y la prueba de presión, el ingeniero de puesta en marcha debe considerar si el agua temporal debe drenarse y el sistema enjuagarse adecuadamente antes de la operación final.

• Buena práctica

• Antes de la puesta en marcha final:

• Enjuagar → limpiar → inspeccionar filtros → rellenar correctamente → eliminar aire → verificar presión → verificar flujo

• Para sistemas hidrónicos cerrados, el tratamiento del agua debe seguir las normas locales y los requisitos del fabricante del equipo.

6. Comprobar el filtro antes de aumentar la velocidad de la bomba

Cuando el flujo de calefacción por suelo radiante es insuficiente, muchos ingenieros aumentan inmediatamente la velocidad de la bomba de circulación.

Antes de hacer esto, compruebe el filtro.

Los escombros de construcción pueden entrar fácilmente en un sistema recién instalado.

Los contaminantes típicos incluyen:

partículas metálicas;

residuos de soldadura;

material de sellado;

fragmentos de plástico;

escombros de tuberías;

productos de corrosión.

• Un filtro en Y o un filtro magnético parcialmente obstruido puede crear una caída de presión sustancial.

• El resultado puede ser:

• Bomba de calor funcionando → agua de suministro caliente → bomba funcionando → flujo UFH insuficiente → suelo permanece frío

• Aumentar la velocidad de la bomba puede ocultar temporalmente el síntoma sin resolver la causa raíz.

• 7. El aire debe eliminarse de los bucles de calefacción por suelo radiante

• El aire atrapado dentro de los circuitos UFH es otro problema frecuente de puesta en marcha.

Debido a que los circuitos de calefacción por suelo radiante pueden contener muchos bucles largos, el aire atrapado puede impedir que los circuitos individuales circulen correctamente.

Los síntomas pueden incluir:

algunas habitaciones calientes mientras otras permanecen frías;

caudalímetros de colector inestables;

ruido dentro de las tuberías;

alta temperatura de suministro pero baja temperatura del suelo;

grandes diferencias de temperatura entre bucles;

presión del sistema fluctuante.

• Cada circuito debe purgarse correctamente.

• En casos difíciles, los bucles pueden necesitar ser aislados y enjuagados individualmente en lugar de intentar purgar todo el colector simultáneamente.

• 8. Una casa nueva puede tardar mucho más en calentarse de lo esperado

• Este es uno de los problemas más incomprendidos.

• Una casa recién terminada no es térmicamente equivalente a un edificio ocupado y seco.

• La losa del suelo, las paredes, el yeso y otros materiales de construcción pueden contener humedad significativa.

Cuando se inicia por primera vez la calefacción por suelo radiante, parte del calor suministrado por la bomba de calor no eleva inmediatamente la temperatura del aire ambiente.

Está calentando y secando la estructura del edificio.

El propio suelo también representa una gran masa térmica.

Por lo tanto:

Un edificio frío y húmedo puede requerir una cantidad sustancial de energía antes de que la temperatura interior comience a aumentar notablemente.

Esto no es necesariamente un fallo de la bomba de calor.

9. La construcción del suelo cambia el tiempo de calentamiento

No todos los suelos responden a la misma velocidad.

Por ejemplo:

Baldosas o piedra

Generalmente proporciona una transferencia de calor relativamente buena, aunque la pesada estructura del suelo aún puede tener una masa térmica significativa.

Madera de ingeniería o suelo de madera

Típicamente tiene mayor resistencia térmica y puede responder más lentamente.

Enlucido grueso

Almacena una gran cantidad de energía térmica y, por lo tanto, tarda más en alcanzar la temperatura de estado estable.

Alfombra

Puede aumentar significativamente la resistencia térmica dependiendo de la alfombra y la base.

En consecuencia, dos habitaciones alimentadas por el mismo colector pueden tener temperaturas de superficie y tiempos de calentamiento notablemente diferentes.

Esto no significa automáticamente que un bucle UFH esté defectuoso.

10. No aumente la temperatura del agua agresivamente durante la puesta en marcha inicial

Cuando un cliente dice:

«La casa todavía está fría. Aumente la temperatura del agua de la bomba de calor».

el instinto puede ser aumentar inmediatamente la temperatura del agua de salida.

Ese no es siempre el enfoque correcto.

Para un sistema de calefacción por suelo radiante recién puesto en marcha, el calentamiento gradual es generalmente preferible.

Una estrategia típica de puesta en marcha podría comenzar alrededor de:

35 °C de agua de suministro

y luego aumentar el objetivo progresivamente según la construcción del suelo, el requisito de calefacción y el procedimiento de puesta en marcha aplicable.

La temperatura exacta y la velocidad de rampa deben seguir los requisitos del fabricante del sistema de suelo, enlucido y bomba de calor.

¿Por qué?

Porque la calefacción por suelo radiante es un sistema de alta masa térmica.

El objetivo no es calentar la tubería lo más rápido posible.

El objetivo es llevar gradualmente la estructura del suelo y la envolvente del edificio al equilibrio térmico.

11. No espere una respuesta inmediata de la temperatura ambiente

Esta es una diferencia importante entre los fan coils y la calefacción por suelo radiante.

Un fan coil puede producir aire caliente en cuestión de minutos.

La calefacción por suelo radiante no puede.El proceso es aproximadamente:

↓

El agua calienta la tubería UFH↓

↓

El enlucido calienta el acabado del suelo

↓

El suelo transfiere calor a la habitación

↓

Las paredes, los muebles y la masa del edificio absorben calor

humedad del edificio;

La temperatura ambiente se estabiliza gradualmente

humedad del edificio;

Un fan coil es un terminal de respuesta relativamente rápida.

humedad del edificio;

12. El calentamiento inicial puede necesitar varios días

humedad del edificio;

No encienda el sistema tarde por la noche y espere condiciones interiores normales a la mañana siguiente.

humedad del edificio;

temperatura exterior;

humedad del edificio;

espesor de la losa;

aislamiento;

acabado del suelo;

temperatura interior inicial;

carga de calefacción;

capacidad de la bomba de calor;

el sistema puede requerir varios días para acercarse a condiciones estables.

Para edificios recién terminados o muy húmedos, el período de estabilización puede ser aún más largo.

• Cuando un sistema de calefacción por suelo radiante no se calienta, evite ajustar parámetros aleatoriamente.

• 13. Las condiciones exteriores importan durante la puesta en marcha

• El mismo sistema UFH se comportará de manera muy diferente bajo diferentes condiciones exteriores.

• La puesta en marcha durante el clima templado puede dificultar la evaluación de la salida de calefacción porque el edificio requiere muy poco calor.

• La puesta en marcha durante el clima extremadamente frío puede crear el problema opuesto: la bomba de calor debe calentar simultáneamente una masa de edificio fría y compensar una alta pérdida de calor continua del edificio.

• Por lo tanto, los ingenieros deben registrar al menos:

• temperatura exterior;

• Bomba, obstrucción, válvulas

temperatura del agua de salida de la bomba de calor;

temperatura del agua de retorno;

ΔTflujo total del sistema;flujo del colector;

frecuencia/carga de funcionamiento del compresor;

tendencia de la temperatura ambiente.

No evalúe el rendimiento a partir de una sola lectura de temperatura.

Los datos de tendencia son mucho más útiles.

14. Una secuencia de diagnóstico práctico

• Cuando un sistema de calefacción por suelo radiante no se calienta, evite ajustar parámetros aleatoriamente.

• Utilice una secuencia sistemática de solución de problemas:

• Confirmar la generación de calor — ¿Está la bomba de calor produciendo realmente la temperatura del agua de salida requerida?

• Confirmar válvulas — ¿Están abiertas todas las válvulas de suministro, retorno, colector y zona requeridas?

• Confirmar dirección del flujo — ¿Son correctas las conexiones de suministro y retorno?

• Confirmar funcionamiento de la bomba — ¿Está la bomba produciendo flujo real, no solo funcionando?

• Comprobar filtros y tamices — ¿Hay escombros de construcción o lodos?

• Eliminar aire — ¿Están todos los bucles UFH purgados?

• Comprobar flujo del colector — ¿Está recibiendo cada bucle un flujo de agua adecuado?

Medir ΔT — Comparar las temperaturas del agua de suministro y retorno.

Comprobar construcción del suelo — El espesor del enlucido y el revestimiento del suelo afectan la respuesta.

Comprobar estado del edificio — ¿Es un edificio nuevo, húmedo o sin calentar durante mucho tiempo?

Permitir tiempo de calentamiento suficiente — No diagnosticar un sistema de suelo de alta masa después de solo unas pocas horas.

Solo entonces evaluar el dimensionamiento de la bomba de calor y el diseño del sistema.

1. Esta secuencia puede ahorrar un tiempo de solución de problemas significativo.15. Por qué «tubería de suministro caliente pero suelo frío» es una pista importante

2. Supongamos que la salida de la bomba de calor es de 40 °C.La tubería de suministro principal también está caliente.

3. Pero el suelo permanece frío.Esto nos dice inmediatamente algo útil:

4. La bomba de calor puede generar calor.La siguiente investigación debe centrarse en el transporte de calor y la emisión de calor.

5. Causas posibles incluyen:Flujo bajo → válvula cerrada → filtro obstruido → bloqueo de aire → problema de bomba → desequilibrio del colector → flujo de bucle insuficiente → alta resistencia térmica del suelo → alta masa térmica del edificio

6. Este es un enfoque de diagnóstico mucho más eficiente que comprobar inmediatamente la presión del refrigerante o aumentar la potencia del compresor.16. Una fuente de calor, dos terminales: Utilice el otro terminal como referencia de diagnóstico

7. Un sistema que contiene tanto fan coils como calefacción por suelo radiante proporciona a los ingenieros una ventaja de diagnóstico útil.Supongamos:

8. Fan coils = calentando normalmenteCalefacción por suelo radiante = no caliente

9. Esto sugiere fuertemente que la bomba de calor es capaz de producir calor útil.Es más probable que el fallo esté asociado con:

10. bomba secundaria UFH;válvula de mezcla;

11. colector;actuador;

12. ajuste de flujo;

aire;

bucle de suelo;

lógica de control;

equilibrado hidráulico;

inercia térmica del suelo.

Por el contrario, si tanto los fan coils como la calefacción por suelo radiante no se calientan correctamente, la investigación debe dirigirse aguas arriba hacia:

capacidad de la bomba de calor;

temperatura del agua de salida;

flujo primario;

acumulador térmico;

control del sistema;

modo de funcionamiento de la bomba de calor;

condición de diseño exterior.

Es por eso que la solución de problemas siempre debe moverse lógicamente desde fuente de calor → distribución → terminal → edificio.

Tabla de solución de problemas rápida

Síntoma

Causa posible

Qué comprobar

• Bomba de calor caliente, UFH completamente frío

• Válvula cerrada / sin flujo

• Válvulas, bomba, colector

• Bomba en funcionamiento pero sin flujo en el colector

• Bloqueo de aire / bomba agarrotada / obstrucción

• Purgar, filtro, bomba

• Algunos bucles calientes, otros fríos

• Desequilibrio hidráulico / aire atrapado

• Caudalímetros, equilibrado de bucles

• Suministro caliente, retorno muy frío

Flujo insuficiente

• Bomba, obstrucción, válvulas

• Suministro y retorno casi iguales pero habitación fría

• Baja transferencia de calor / carga del edificio

• Superficie del suelo, flujo, carga

• Casa nueva se calienta muy lentamente

• Humedad + masa térmica

• Permitir calentamiento continuo gradual

Sistema sin usar durante mucho tiempoAgarrotamiento de la bomba / depósitos

Fan coils calientes pero UFH frío