Los cables calefactores autorregulables son cada vez más populares tanto en la industria como en los hogares. Son especialmente indispensables para el deshielo. Cuando llega el frío, existe el riesgo de que las tuberías de agua o alcantarillado se congelen y revienten, y de que se forme hielo en escaleras o aceras.
En este artículo, hablaremos sobre las características y los tipos de cables calefactores autorregulables, sus aplicaciones y cómo instalarlos en tuberías y techos.
- ¿Qué es un cable calefactor autorregulable?
- Principio de funcionamiento
- Tipos – diseño, características técnicas
- Resistador
- Autorregulador
- ¿Qué tipo elegir?
- Áreas de aplicación
- Suelos cálidos
- suministro de agua
- Alcantarillado
- Calefacción del techo
- Calefacción de invernaderos
- Instalación de cable autorregulable
- Preparación del cable
- Montaje del cable en el exterior de la tubería.
- Instalación interna
- Instalación de cables en tejados
¿Qué es un cable calefactor autorregulable?
Un cable autorregulable es el mismo conductor eléctrico, pero en una versión mejorada. Su diseño es más complejo que el de un cable convencional.
El cable de control de calefacción es una matriz polimérica, mediante la cual, bajo la influencia de temperaturas externas, se produce un cambio en la resistencia que corresponde a la cantidad de calor que emite.
El elemento calefactor consta de dos hilos de cobre estañado recubiertos con un compuesto plástico a base de grafito al que se le añade un polímero semiconductor. Esto crea una matriz autorregulable que conecta los hilos de cobre.
El elemento calefactor está aislado con un termoplástico de fluoropolímero, que también lo protege de la humedad. A continuación, se encuentra una malla blindada de cobre, que protege contra esfuerzos mecánicos y actúa como elemento de conexión a tierra.
La carcasa exterior está fabricada con diversos materiales. Cada tipo está diseñado para condiciones de funcionamiento específicas. Para condiciones estándar, está fabricada con plástico de poliolefina; para entornos agresivos, con fluoropolímero.
La matriz y la vaina del alambre se procesan mediante reticulación por radiación.
Principio de funcionamiento
El principio de funcionamiento de un conductor autorregulable se basa en el paso de energía eléctrica a través de los cables calefactores. Esto produce un aumento de la temperatura y, por consiguiente, de la resistencia.
Cuanto mayor sea la resistencia, menor será la corriente y la potencia. Por el contrario, cuanto menor sea la temperatura, mayor será el calor generado.
Consideremos el principio de funcionamiento del cable:
- Una matriz autorregulable —un gran número de resistencias conectadas en paralelo entre los cables calefactores— se calienta al aplicarle voltaje. Esto provoca la expansión del material, interrumpiendo el contacto entre las partículas conductoras y, por consiguiente, reduciendo el flujo de corriente y la disipación de calor.
- Cuando cambia el nivel de temperatura de la zona calentada, cambian la resistencia de la matriz y la cantidad de calor que emite el calentador.
Tipos – diseño, características técnicas
Los cables calefactores se dividen en los siguientes tipos: resistivos, autorregulables e inductivos.
Se diferencian en su principio de funcionamiento, características técnicas y diseño.
Resistador
Los cables resistivos se presentan en versiones lineales y zonales. Para un funcionamiento eficaz, requieren equipos especializados que controlen el conductor en función de la temperatura ambiente.
La ventaja de este tipo radica en su bajo coste, fiabilidad y facilidad de instalación.
Cabe señalar que dicho conductor siempre emite la misma cantidad de calor, independientemente de la temperatura de las masas de aire, por lo que el consumo de energía eléctrica es bajo, lo cual no resulta rentable económicamente.
La resistividad se divide en:
- Cable lineal: un cable cuyos extremos están conectados a la fuente de alimentación eléctrica. Según el número de conductores que transportan corriente, puede ser de un solo núcleo o de dos núcleos.
Núcleo único — Consta de un único conductor calefactor, generalmente de acero, recubierto con una capa aislante de material resistente al calor que no se deforma al calentarse. El cable puede estar blindado para eliminar las interferencias generadas por el propio cable y diversos dispositivos de protección.
La ventaja del modelo de un solo núcleo es su facilidad de uso. La desventaja es la imposibilidad de cortar el cable a la longitud requerida; ambos extremos deben conectarse en un mismo punto.
Doble núcleo — Consta de dos cables paralelos que transmiten corriente eléctrica. Su diferencia y ventaja respecto al tipo de un solo cable es que el otro extremo no necesita volver al punto de conexión, lo cual resulta especialmente práctico al calentar tuberías largas.
- Los cables zonales tienen un diseño más complejo que los cables lineales. Constan de dos conductores de cobre, cada uno con su propio aislamiento. Además, son más gruesos que los cables lineales.
La característica distintiva de este tipo es que el aislamiento interno está provisto de ventanas cada 1-2 metros. A través de estas ventanas, el conductor se conecta al cable calefactor, por donde circula la tensión de línea.
Gracias a esta característica de diseño, la resistencia constante no se presenta en todo el conductor, sino solo en una sección o zona específica. La ventaja es la posibilidad de personalizar la longitud de la sección según sus necesidades. La desventaja es el precio elevado.
El conductor calefactor resistivo tiene un período de garantía de hasta 15 años, y de hasta 50 años cuando se vierte en una capa de hormigón.
Autorregulador
Un cable calefactor autorregulable es un modelo moderno que se diferencia de un cable calefactor resistivo no solo en sus características de diseño, sino también en su principio de funcionamiento.
Los cables autorregulables son conductores recubiertos con una matriz de polímero. No requieren regulador; mantienen la temperatura programada, evitando el sobrecalentamiento. Este tipo de cable es más caro, pero su mayor eficiencia lo hace más económico.
Además, se puede cortar en trozos de cualquier tamaño. El periodo de garantía para este tipo de producto es de 10 a 15 años, pero los fabricantes incluyen una reserva de hasta el 40%, lo que prolonga significativamente su vida útil.
El conductor autorregulable puede estar blindado o no:
- Cable apantallado: la cubierta exterior está recubierta por una malla de alambre de cobre estañado que lo protege contra daños mecánicos y sirve como toma de tierra. Este cable está diseñado no solo para tuberías de agua caliente, sino también para instalaciones exteriores, como tejados y canalones.
La carcasa puede ser apta para uso alimentario, utilizada para calentar agua y sistemas de alcantarillado en interiores, o con protección UV, instalada en el tejado, donde hay mucha luz solar.
- Sin protección: el producto no tiene una cubierta protectora. Se utiliza para calentar tuberías domésticas y no está diseñado para instalaciones exteriores donde pueda estar expuesto a ambientes agresivos.
- Vaina exterior de poliolefina.
- Trenza de alambre de cobre estañado.
- Aislamiento termoplástico elastomérico.
- Exterior de poliéster.
- Matriz semiconductora autorregulable.
- Vetillas de cobre.
- Vaina exterior de poliolefina.
- Exterior interior de poliéster.
- Matriz semiconductora autorregulable.
- cables de cobre
Los modelos con protección son más caros que los que no tienen funda.
Principales áreas de aplicación del cable calefactor autorregulable:
- tuberías domésticas;
- sistemas de hielo (techos, caminos);
- industria.
Para calentar diversas comunicaciones, se requiere un elemento calefactor de la siguiente potencia. Para:
- tuberías internas - 10 W/metro lineal;
- tubería exterior - 15 W/m.p.;
- Techos y caminos: 24-30 W/m.p.;
- Sistemas antihielo - hasta 40.
¿Qué tipo elegir?
A la hora de elegir un cable autorregulable, es necesario tener en cuenta las características y los parámetros del producto, su principio de funcionamiento y sus condiciones de funcionamiento: la longitud del tramo necesario para el calentamiento y las temperaturas mínimas máximas.
Aspectos a tener en cuenta al comprar un cable calefactor:
- la presencia de una trenza protectora: proporciona fiabilidad y conexión a tierra;
- tipo de aislamiento exterior;
- potencia del producto.
La elección del conductor calefactor también depende de la aplicación. Si se necesita para calentar aguas residuales, es adecuado un producto de poliolefina, mientras que para sistemas de suministro de agua se recomienda la protección con fluoroplástico.
Para su instalación en exteriores, es mejor elegir un modelo con aislamiento de fluoropolímero, que protege contra la humedad y la radiación ultravioleta.
Si necesita calentar tuberías de pequeño diámetro, un conductor de baja temperatura con una tensión de 15 W/m es adecuado. Los conductores de temperatura media (hasta 30 W) están diseñados para tuberías de gran diámetro. Los conductores de alta tensión prácticamente nunca se utilizan en la vida cotidiana.
Se recomienda el uso de cables sin blindaje para su instalación en tuberías subterráneas, ya que carecen de malla de conexión a tierra. Los cables blindados son más seguros, pero también más caros. Ambos cuentan con el mismo sistema de calefacción, por lo que no tiene sentido enterrar un modelo más costoso.
Al comprar un elemento calefactor autorregulable, apriételo con los dedos y luego deslícelos a lo largo de toda su extensión. En un producto de baja calidad, podrá sentir burbujas de aire en su interior.
Áreas de aplicación
El calentador autorregulable se utiliza tanto en aplicaciones domésticas como industriales. Está diseñado para calentar tuberías de agua domésticas e industriales ubicadas tanto en superficie como subterráneas.
En la industria del petróleo y el gas, el producto se utiliza para mantener la temperatura del proceso tecnológico.
Analicemos más de cerca las áreas de aplicación más comunes de un conductor calefactor autorregulable en la vida cotidiana.
Suelos cálidos
Samreg Se utiliza para instalar calefacción eléctrica por suelo radiante.Al instalar este tipo de revestimiento en todo un apartamento, como un baño o un aseo, la superficie se calentará menos. Esto se debe a que normalmente hay otras fuentes de calor en otras habitaciones, y el suelo del baño está alicatado, un material frío.
Si utiliza un cable calefactor resistivo, no podrá lograr el equilibrio deseado sin instalar equipos adicionales: un termostato y un sensor.
La solución es autorregulable, eliminando la necesidad de equipos adicionales. La propia matriz regula la uniformidad de la calefacción por suelo radiante.
suministro de agua
Para evitar que el agua se congele en las tuberías durante el invierno, se coloca un conductor autorregulable alrededor de la válvula de suministro de agua. La válvula tiene una forma compleja, por lo que el conductor no entra en contacto con todas las partes metálicas.
Al instalar un cable calefactor resistivo, este también calentará el aire. Sin embargo, si se instala un cable autorregulable, el conductor solo se calentará en el punto de contacto con el metal. Su principio de funcionamiento se basa en una transferencia de calor eficiente.
Alcantarillado
Los sistemas de alcantarillado rara vez se congelan porque las tuberías tienen una pendiente que permite que el líquido fluya en lugar de estancarse. Sin embargo, si el sistema de drenaje está defectuoso, el agua se mueve lentamente y puede congelarse en el camino. Se acumularán capas de hielo que, con el tiempo, llenarán todo el espacio.
La opción más sencilla para calentar el sistema de alcantarillado de una vivienda particular es instalar un cable calefactor autorregulable; esto evitará que el líquido de las tuberías se congele.
Calefacción del techo
En invierno, los techos son propensos a la formación de hielo, y es difícil determinar qué áreas serán susceptibles a la formación de carámbanos. El uso de un calentador de matriz semiconductora le permitirá calentar las áreas del techo más propensas a la acumulación de hielo y agua.
Debes elegir un tipo que no sea susceptible a los rayos ultravioleta y que pueda soportar altas temperaturas, ya que el techo se calienta mucho en verano.
Calefacción de invernaderos
Esquema Calefacción de invernaderos con cable calefactor Similar a la calefacción por suelo radiante. Esencialmente es lo mismo que los suelos radiantes, solo que se instala bajo un revestimiento diferente.
El cable autorregulable se fija a una malla protectora colocada sobre una base de arena. El cable se cubre con otra capa de arena, luego se instala una segunda malla, sobre la cual se coloca la capa superficial del suelo.
Si no es posible instalar el sistema de calefacción bajo tierra, entonces el calefactor autorregulable se coloca en las paredes del invernadero.
Instalación de cable autorregulable
Antes de instalar un cable calefactor autorregulable para calentar tuberías de agua (exteriores o interiores), techos o pasarelas, es necesario preparar la zona.
Preparación del cable
Ambos extremos del cable están preparados: uno está cerrado con una tapa sellada y el otro está conectado a una fuente de corriente eléctrica.
- Preparación del extremo terminal del cable:
- Se retira el aislamiento en 4 cm;
- La trenza se deshace y el alambre se arranca de un mordisco;
- La esquina está mordida;
- Se coloca una funda de sellado interna adhesiva termorretráctil;
- El acoplamiento está equipado con un secador de pelo;
- El extremo del acoplamiento queda sujeto;
- La tapa se coloca una vez que el acoplamiento se ha enfriado;
- Se instala una tapa para garantizar la estanqueidad.
- Si se prevé colocar el conductor dentro de la tubería, en esta etapa se coloca un prensaestopas en el extremo opuesto del cable.
- Preparando el segundo extremo:
- Se retira el aislamiento en 6 cm;
- La trenza se deshace y luego se retuerce hasta formar una sola hebra;
- Se retira el aislamiento interno;
- Los cables conductores se liberan de la matriz;
- Se colocan y se engarzan los manguitos de conexión;
- Se colocan los tubos y se sitúa un secador de pelo alrededor de ellos;
- El acoplamiento se coloca y se asienta;
- Las venas se separan y el núcleo se comprime con alicates.
- Conectar el samreg al cable de alimentación:
- Se coloca un acoplamiento externo en el cable eléctrico;
- Se colocan pequeños acoplamientos en los cables;
- Los núcleos del cable eléctrico se insertan en los acoplamientos instalados en el calentador autorregulable para conectarse con sus núcleos y se engarzan para hacer contacto;
- Los acoplamientos se empujan hacia adentro y se asientan para lograr un ajuste perfecto;
- El trenzado del cable eléctrico se conecta a tierra utilizando el mismo principio (colocamos la funda, conectamos y cubrimos);
- La funda exterior se coloca sobre la conexión y se sella.
Montaje del cable en el exterior de la tubería.
Existen dos métodos para colocar el cable calefactor en la tubería:
- Instalar un cable autorregulable linealmente a lo largo de una tubería es un método más sencillo. La longitud del cable debe ser igual a la longitud de la tubería que se está calentando.
El calentador se fija al producto mediante abrazaderas de plástico, cinta autoadhesiva de fibra de vidrio o cinta de aluminio. No se permiten fijaciones metálicas. Las fijaciones se instalan cada 30 cm. El cable debe colocarse debajo del tubo para protegerlo de daños mecánicos.
Si la tubería calefactada está enterrada, el elemento calefactor se instala en un lateral. En zonas donde la tubería se curva, para evitar curvas pronunciadas, se recomienda colocar el elemento calefactor a lo largo del radio exterior.
- Espiral: El alambre se enrolla alrededor del tubo en espiral con un paso uniforme (estándar de 5 cm). La ventaja de este método es el máximo contacto entre el elemento calefactor y el tubo. La desventaja es el elevado consumo de material; debe ser 1,7 veces mayor que la longitud del tubo. Este método es adecuado para tuberías de diámetro medio y grande utilizadas en sistemas de alcantarillado y drenaje.
Independientemente del diseño elegido, una característica clave para instalar un cable calefactor en una tubería es la necesidad de aislarla. Se coloca aislamiento térmico (espuma de poliestireno o polietileno) en la parte superior, el cual debe cubrir completamente la tubería y el calentador; de lo contrario, se calentará el aire.
Instalación interna
Los cables calefactores autorregulables no se pueden instalar dentro de todas las tuberías; el diámetro debe ser de al menos 40 mm. Un diámetro menor interferirá con el libre flujo del líquido.
Si la tubería principal es demasiado larga, también resulta difícil proporcionar calefacción de esta manera. Esta opción se utiliza para tuberías de varios metros de longitud. Es más sencillo instalar el calefactor en tuberías verticales, comenzando por la parte superior y descendiendo.
Para instalar el conductor calefactor, necesitará una conexión en T y un acoplamiento de sellado.
El proceso de colocar un cable dentro de una tubería se ve así:
- El elemento calefactor preparado, con la empaquetadura colocada, se inserta suavemente en la tubería a través de la conexión en T.
- Tras introducir el cable por completo, se debe sellar el punto de entrada. Para ello, apriete con cuidado todos los sujetadores del prensaestopas y luego con una abrazadera, primero a mano y después con una llave. Esto aplanará la junta de goma, asegurando un sellado hermético.
En este punto, la instalación está completa; para que el elemento calefactor comience a calentar las tuberías, se debe encender la alimentación eléctrica.
Instalación de cables en tejados
Para calentar el tejado, se debe instalar un cable calefactor autorregulable a lo largo del perímetro del flujo de agua de deshielo. El cable se coloca generalmente en zigzag, a una profundidad de 30-35 cm y con una separación de 15-20 cm. Debe ubicarse horizontalmente a lo largo del borde del tejado, junto a los aleros. También se deben calentar las canaletas: si el diámetro de la canaleta es de 80 mm, se requiere una línea calefactora; si es mayor, dos.
La forma de fijar el cable al techo depende del tipo de cubierta. Lo más común es usar clips con tornillos. Para sellar los orificios resultantes, se utiliza sellador o masilla para construcción. Cuando no se puede comprometer la integridad del techo, se utiliza cinta adhesiva.
El sistema de calefacción puede constar de varias secciones, todas las cuales deben converger en un punto, donde se conectan a un cable eléctrico con toma de tierra y a un panel de control.
Los cables calefactores autorregulables son un elemento calefactor muy práctico gracias a sus características y se pueden instalar de diversas maneras. La clave está en elegir el tipo adecuado tras analizar detenidamente todos los detalles y las condiciones de funcionamiento.
