Comprendere le opzioni dei tubi nel riscaldamento a pavimento radiante

Anni fa, un insegnante di scienze del liceo fece alla nostra classe la seguente domanda: se un pezzo di legno e un'asta di acciaio fossero seduti fuori in una giornata di 20 gradi, quale sarebbe più caldo? Mentre la classe rifletteva sulla domanda imperscrutabile, io mi sono seduto chiedendomi: "Qual è il problema?"

C'è sempre un problema. Un po' come chiedere chi è sepolto nella tomba di Grant. La risposta era nella domanda.

• Riscaldamento e raffreddamento radiante

• Formazione sull'idronica

• Caldaie e sistemi idronici

In una classe di diciassettenni entusiasti, c'era chi gareggiava per primo, concordando con gli altri sul fatto che l'asta d'acciaio era più fredda. Naturalmente, la risposta a questa domanda è la stessa oggi come allora: entrambi gli oggetti hanno, infatti, la stessa temperatura.

La domanda non era quale fosse più caldo, ma quale fosse più caldo. Dato che erano entrambi fuori nelle stesse condizioni, dovevano avere la stessa temperatura. Ma l’acciaio sembrerebbe più freddo perché è più conduttivo; cioè allontana l'energia dalle nostre mani più velocemente del legno.

Nel mondo del riscaldamento a pavimento radiante, ho riscontrato un malinteso simile quando ho discusso delle differenze tra le opzioni dei tubi utilizzati in un'installazione a pavimento radiante. Nello specifico, sorgono dubbi sul fatto se PEX sia più efficiente dell’EPDM. Poiché PEX utilizza una temperatura del fluido più bassa, alcuni potrebbero dire che il sistema con distribuzione PEX è più efficiente. Ma l’opzione One Pipe è davvero più efficiente?

Per rispondere a questa domanda, dobbiamo capire come viene trasferito il calore all’interno e attraverso un pavimento radiante. Che tu ci creda o no, non tutto il calore viene creato o distribuito equamente. Esistono tre metodi di riscaldamento: convezione, conduzione e radiante.

Convettivo i sistemi si basano su un mezzo, generalmente aria, che viene spostato da un luogo a un altro mediante mezzi meccanici, solitamente un ventilatore. In un sistema idronico l'aria viene sostituita con acqua e il ventilatore viene sostituito con un circolatore. L'acqua sposta l'energia termica dalla caldaia alla zona radiante. Molti di voi lo sanno, ma devo dirlo comunque: l'acqua è molte volte più conduttiva dell'aria e molte volte più capace di spostare energia rispetto all'aria.

Conduttivo il trasferimento avviene quando due oggetti di diversa temperatura entrano in contatto. L'oggetto più caldo trasmetterà energia termica all'oggetto più freddo attraverso l'area di contatto. Pensa alla tua mano su quel palo d'acciaio menzionato prima. Il polo, essendo più conduttivo, permette al calore di abbandonare rapidamente la mano, provocando una sensazione di freddo. In un sistema radiante, la conduzione avviene ovunque il tubo radiante sia a contatto con il materiale della pavimentazione o del sottopavimento o, in alcuni casi, con l'aiuto di una piastra di trasferimento del calore.

Radiante il trasferimento avviene quando un oggetto più caldo emette energia a un oggetto più freddo tramite onde di energia. Un buon esempio di ciò è una lampada riscaldante appesa sopra un cesto di patatine fritte nel drive-through locale. La lampada più calda mantiene calde le patatine fresche. Con il calore radiante, la frase chiave da ricordare è che il calore si sposta dal caldo al freddo.

Tutti e tre i metodi – il lavoro di squadra, se ti piacciono le analogie sportive – contribuiscono a far funzionare un sistema a pavimento radiante. Per illustrare meglio i meccanismi del trasferimento di calore, esaminiamo il seguente esempio: una tipica stanza di 20 x 20 piedi ha un'intensità di riscaldamento di 25 Btuh/piede quadrato e una temperatura ambiente desiderata di 70°F. I nostri calcoli mostrano che la stanza non soddisferà il carico termico di progettazione se la temperatura della superficie del pavimento è inferiore a 80°F.

Il pavimento in questo caso è un pannello radiante e trasferisce energia nella stanza perché ha una temperatura elevata di 80°F (ricorda, il caldo si trasforma in freddo). Ha importanza quale sia il rivestimento del pavimento? No, non dal punto di vista della stanza. Tutto ciò che interessa alla stanza è avere una superficie che abbia la giusta temperatura. Il rivestimento del pavimento influisce sulla dispersione termica della stanza? Non ancora. La perdita di calore della stanza è dettata dalla costruzione complessiva: valore R della parete, area della finestra, lunghezza della parete esposta, ecc. In questo caso la stanza avrà un carico di 25 Btuh/piede quadrato e deve avere una superficie del pavimento di 80°F. temperatura indipendentemente dal rivestimento del pavimento.