La fría y dura verdad sobre los sistemas de deshielo: Lo que no le dijeron en clase
Washington, D.C., no es exactamente el Círculo Polar Ártico, pero hemos instalado un número sorprendente de sistemas de deshielo a lo largo de los años, desde calzadas y escalones delanteros hasta una calzada y un aparcamiento de 28.000 pies cuadrados. Tengo aproximadamente 40 sistemas instalados en los últimos 20 años.
Típicamente tenemos tres o cuatro tormentas de nieve al año y una buena tormenta de hielo cada par de años. Hace dos años, tuvimos las épicas descargas de dos y tres pies con una semana de diferencia que prácticamente cerraron la ciudad. Aunque no es una necesidad, estos sistemas son útiles varias veces al año.
Nuestros clientes eligen sistemas de deshielo por varias razones. Una de ellas es la inclinación de los caminos de entrada. Otro cliente tenía una afección cardíaca que no le permitía esforzarse en palear la nieve. Un médico tenía que poder salir de su camino de entrada en cualquier condición meteorológica. La mayoría de las veces, lo instalamos bajo calzadas que serían difíciles de arar o palear; las calzadas de adoquines, áridos cepillados, hormigón estampado y piedra caliza son algunas de las que me vienen a la mente.
La mayoría de las veces, los instalamos para los clientes porque los quieren y tienen los medios para pagarlos. Sin duda, es (en su mayoría) un lujo que la mayoría no puede permitirse. Hay excepciones, como los trabajos comerciales, pero la mayoría de nuestros trabajos entran en la categoría de lujo. Son caros de instalar y consumen enormes cantidades de Btu. No hay nada «verde» en un sistema de deshielo. Incluso en nuestros mayores proyectos residenciales, la caldera o calderas de deshielo eclipsan a las que calientan la casa.
He cometido todos los errores que se pueden cometer al diseñar e instalar estos sistemas y he aprendido de ellos. El infierno no tiene furia como un propietario que acaba de pagar mucho dinero por un sistema de deshielo y descubre que no funciona cuando finalmente nieva. La conversación es algo así: «Oye Dan, trae tu culo aquí y arregla tu sistema de deshielo que no funciona. Y trae tu pala de nieve!»
Entonces pasas un par de horas conduciendo a 20 millas por hora a través de la nieve cegadora para arreglar el problema. Si tienes suerte, el equipo está instalado en un garaje o sótano, fuera de la nieve, donde al menos puedes calentarte y pensar con claridad. Si no es así, está fuera, intentando recordar dónde instaló el sensor de nieve o tumbado en la nieve, escarbando hasta la tapa de las cajas de los colectores o intentando averiguar por qué la caldera no se enciende.
Esto es lo que he aprendido en 20 años de instalación de deshielo. Aislar la losa. El tiempo de respuesta es crítico. Cuando la nieve o el hielo cubren el camino de entrada, usted quiere que desaparezca lo antes posible. Puede debatir con su cliente sobre los sistemas de Clase I frente a los de Clase II frente a los de Clase III y sobre el tiempo de respuesta mientras su entrada se parece a la pista de hockey del Verizon Center. Hágame saber si su conversación fue mejor que la mía.
Usted quiere que la energía del sistema se dirija hacia arriba para derretir la nieve. Usted no quiere gastar el precioso Btu calentando la roca triturada, la grava y la tierra debajo de la losa, donde no hace ningún bien. Siempre especificamos un aislamiento de poliestireno extruido de 2″ (Dow Blue y Styrofoam Pink son dos productos que utilizamos). El papel de burbujas y la lámina reflectante son un desperdicio; utilice estos productos por su cuenta y riesgo. Usted necesita el valor R de un buen producto aislante en esta aplicación.
Los bucles cortos, de gran diámetro. Normalmente usamos PEX de ¾» en centros de 9″ en nuestras entradas. Mantenemos las longitudes de los bucles a 300′. El glicol helado es difícil de bombear. Utilizo PEX de 5/8 para aplicaciones que requieren una separación de 6″ al centro, pero utilizo bucles más cortos de 250′. Sólo utilizo PEX de ½» en los escalones, donde es muy difícil conseguir que el PEX más grande se doble firmemente y mantener los bucles cortos, 200′ o menos. Estas son sólo directrices. Cada trabajo es diferente, por lo que hacer un diseño preciso es un requisito. Yo uso tres programas de software: Wrightsoft Right-Suite Universal, Uponor ADS y LoopCAD. Si usted no se siente cómodo usando los productos de software disponibles, todos los fabricantes de tuberías le ayudarán con el diseño.
Para mantener las longitudes de los bucles cortos, tratamos de montar los colectores de forma remota tan cerca de la entrada como sea posible. Esto minimiza el «desperdicio» de los líderes de la tubería a / desde la unidad. Después de experimentar con cajas de riego de plástico con resultados mixtos, hemos cambiado a las bóvedas de hormigón utilizadas por los servicios públicos. Quazite es una buena que hemos utilizado durante los últimos años. Si, son pesadas y mas caras que las cajas de plastico, pero aguantan mejor el abuso de la obra que veran desde la graduacion final, el paisajismo y el mantenimiento.
Los escalones son siempre un reto. Es dificil poner los tubos en su lugar, especialmente cuando hace frio y los tubos estan rigidos. Tratamos de conseguir un bucle (dos pases) en la banda de rodadura y un pase de tubería en el elevador vertical. Es difícil colocar la tubería cerca del borde delantero del escalón, donde se acumula el hielo. Mi amigo y compañero de columna, John Abularrage vino con una brillante innovación donde corrió Multi-Cor PEX verticalmente por los pasos y formó las curvas de tal manera que todo el paso fue cubierto.
Calderas. Si es posible, encontrar un lugar interior para montar la caldera (s) y las bombas. Me doy cuenta de que el espacio mecánico es muy importante. Tres de mis proyectos de deshielo tienen calderas exteriores. El año pasado estuve en uno de ellos durante una ventisca. Estaba oscuro, hacía frío y nevaba de lado. Estaba tumbado en un banco de nieve con un mini Mag-Lite apretado entre los dientes intentando leer un diagrama de cableado. Esta no es forma de trabajar en una caldera. Tenemos un proyecto en curso con una caldera exterior, pero este será el último. Me estoy haciendo demasiado viejo para esto!
En todos los trabajos, excepto en los más pequeños, tenemos una caldera o calderas de deshielo dedicadas. A excepción de las calderas exteriores, sólo utilizamos calderas de condensación para el deshielo. Esto elimina los problemas de choque térmico y condensación que hay que resolver con los equipos sin condensación. Las calderas de condensación prosperan con las bajas temperaturas del agua de retorno y funcionarán con la máxima eficiencia en las aplicaciones de deshielo.
Esto nos lleva a la cuestión del «choque térmico» de una losa de deshielo. Me imagino que en ciertas aplicaciones comerciales, con calderas y bombas de potencia industrial, es posible. En una aplicación residencial con una caldera de tamaño adecuado, es casi imposible. Simplemente no es posible aumentar la temperatura de la losa lo suficientemente rápido como para provocar un choque térmico. El sistema establece rápidamente el equilibrio y la temperatura aumenta muy lentamente.
Por ejemplo, el invierno pasado instalamos un sistema en una entrada residencial de 1.400 pies cuadrados. La tubería de ¾» se instaló en una losa de hormigón de 4″ en centros de 9″. A continuación, se colocaron adoquines de granito en un lecho de mortero. Toda la estructura tenía un grosor de entre 10 y 12 pulgadas. He calculado aproximadamente la masa total en más de 100 toneladas. Esta masa es un agujero negro para Btu. Con una caldera y una bomba de tamaño adecuado, no es posible cambiar la temperatura lo suficientemente rápido como para causar un choque térmico.
En este trabajo, instalamos una caldera de condensación Triangle Tube de 250.000 BTU. Se canalizó a través de un separador hidráulico con una caldera separada y una bomba del sistema. Como experimento, apagué la bomba del sistema hasta que la caldera se apagó en el límite, 155 F en este caso. Entonces encendí la bomba del sistema para ver qué pasaba. En cuestión de segundos, la temperatura de la caldera bajó lo suficiente como para encender el quemador. En menos de un minuto, la temperatura de la caldera era la misma que la temperatura inicial de arranque, sin cambio de temperatura en la losa.
Puedo resumir mi experiencia así: Quiero que la mayor cantidad de calor posible fluya hacia la losa lo más rápido posible. No me interesa maximizar la eficiencia ni «ahorrar» energía (no hay nada que «ahorrar»). Mi único objetivo es hacer desaparecer la nieve o el hielo lo más rápido posible. Con los equipos de condensación dedicados, no tiene sentido intentar atemperar la temperatura del agua de alimentación.
Controles. Casi todos nuestros sistemas tienen un sensor de nieve/hielo vinculado a un control de funcionamiento. Este activará automáticamente el sistema cuando haya nieve o hielo. También tendrá un sensor de losa para apagar el sistema cuando la losa está a la temperatura, por lo general 38-40 F. También incorporamos un interruptor de «encendido manual» para activar manualmente el sistema en caso de un fallo del sensor o para precalentar la losa antes de una tormenta que se aproxima. Utilizamos un temporizador de 12 horas con resorte para evitar las astronómicas facturas de combustible causadas por un sistema que se dejó encendido accidentalmente (Sí, esto me ha sucedido). También incorporo un interruptor de «apagado manual» o de desactivación para apagar todo el sistema si el propietario no quiere que funcione. Un simple interruptor de palanca de tres vías con puntos de «apagado y encendido automático» serviría para el mismo propósito.
Los sensores de nieve/hielo han demostrado ser el talón de Aquiles de estos sistemas de control. Hemos visto una tasa de fallos inaceptable de estos sensores. Un fabricante tuvo la audacia de informarme de que el fallo estaba causado por la entrada de agua en el sensor. ¿De verdad? Nota para el fabricante: ¡estos sensores se instalan en el exterior! Por fin encontramos un sensor que aguantaba los elementos, fabricado por Caleffi, y descubrimos que estaba descatalogado. Qué mala suerte. Me gustaría saber qué utilizan mis colegas contratistas.
Hemos completado recientemente un sistema con un sistema de control en red (Uponor CCN). Yo llamo a estos sistemas de control DDC-Lite. Le da la mayor parte de la funcionalidad de un sistema DDC comercial a una fracción del precio. Estos controles permiten el acceso remoto, la activación y la supervisión del sistema de deshielo desde su oficina o desde cualquier lugar con acceso a Internet. Puedo activar a distancia el sistema antes de una tormenta, supervisarlo para ver si funciona correctamente y localizar los puntos de fallo antes de salir del taller. En mi lista de deseos hay una versión reducida de este sistema diseñada específicamente para sistemas de deshielo.
Si está en el cinturón de nieve, los sistemas de deshielo pueden ser un nicho rentable. Diseñe e instale correctamente o se arrepentirá de haber aceptado el trabajo. Si se hace bien y se fija un precio adecuado, no hay nada más satisfactorio que pasar por uno de sus proyectos de derretimiento de nieve y ver un camino de entrada despejado y seco, mientras los vecinos se rompen la espalda paleando sus caminos.
Dan Foley es presidente y propietario de Foley Mechanical Inc. con sede en Lorton, Va. FMI se especializa en sistemas radiantes, hidrónicos y de vapor, así como en sistemas mecánicos para grandes casas personalizadas. Se puede contactar con él en el 703/339-8030 o en [email protected].