Calefacción “Zebra” (Zebra): principio de funcionamiento, características, instrucciones de montaje

La calefacción por convección, tan familiar para todos, resulta no ser la más eficaz en la práctica. Este problema es bien conocido por los propietarios de apartamentos y casas que desean calentar su hogar de manera productiva pero económica. Para ayudarles, se han desarrollado nuevas opciones de calefacción, entre las cuales la calefacción “Zebra” ocupa uno de los lugares principales.

Explicaremos cómo funciona este sistema de calefacción, cuya acción está relacionada con el uso de la radiación infrarroja. Le presentaremos las ventajas y desventajas de los calefactores de película. Para los aficionados al bricolaje, proporcionamos una instrucción detallada de montaje.

Calefacción infrarroja: ¿qué es?

La física escolar nos habla de las ondas que nos rodean. La radiación que nuestro ojo ve la percibimos como espectro cromático, y sabemos con certeza que más allá de sus límites existen ondas ultravioletas e infrarrojas. El organismo humano percibe estas últimas como calor. Los científicos han dividido el espectro infrarrojo en tres grupos: ondas de longitud baja, media y alta.

Cuanto mayor es la temperatura del objeto que emite radiación infrarroja, más corta es la longitud de onda. Las más cortas el ser humano es capaz de verlas, ya que se encuentran en el espectro visible.

Por ejemplo, una barra de acero incandescente emite radiación de onda corta. Se conoce otra regularidad: la radiación de onda corta e incluso de onda media no es beneficiosa, y a veces es peligrosa para los organismos vivos.

Todos los objetos calentados emiten radiación infrarroja. La fuente más potente de ondas del espectro infrarrojo es el Sol, que da vida a nuestro planeta calentándolo.

Las largas ondas del espectro infrarrojo tienen un efecto beneficioso en las personas. Sin embargo, algunos temen incluso la palabra “radiación” y por eso no consideran la calefacción infrarroja como una opción viable. Esto es completamente incorrecto. El universo está diseñado de tal manera que todos los cuerpos calientes a nuestro alrededor emiten ondas infrarrojas de diferentes longitudes. Incluso nosotros mismos las emitimos.

Principio de funcionamiento del sistema “Zebra”

La calefacción infrarroja funciona de manera similar. El calefactor de película Zebra se coloca en el techo de la habitación a calentar. Una vez que el equipo se pone en funcionamiento, comienza a emitir rayos cuya longitud de onda coincide con la longitud de la radiación infrarroja humana.

Se dirigen hacia abajo y se encuentran con objetos grandes en su camino. La mayoría de las veces son muebles voluminosos y el suelo. La radiación es absorbida y acumulada por ellos, como resultado los objetos comienzan a calentarse lentamente y a liberar el calor obtenido.

De esta manera, la temperatura en la habitación aumenta y gradualmente se vuelve confortable. Además, esto ocurre muy rápidamente. Después de que la habitación se ha calentado lo suficiente, los calentadores se apagan automáticamente y permanecen inactivos hasta que la habitación se enfríe un poco.

Los calentadores de película Zebra se utilizan como calefacción principal. Los dispositivos se montan en el techo, la radiación infrarroja se dirige hacia abajo y calienta el suelo de la vivienda.

Los médicos señalan que, si se compara la calefacción por convección y la calefacción infrarroja, esta última es más beneficiosa para las personas. El sistema de agua por convección tradicional se basa generalmente en el calentamiento del fluido caloportador, que a su vez debe calentar el aire de la habitación. Pero se sabe que el aire es un conductor muy malo del calor, por lo que se consume demasiada energía.

En el sistema hay necesariamente dispositivos que transmiten calor. Son los radiadores – aparatos de calefacción, que se calientan con el fluido caloportador y así calientan el aire. Para cumplir con su función, los radiadores deben estar calientes. De esta manera, resecan el aire de la habitación, eliminando la humedad.

Además, las masas de aire calentadas por los radiadores candentes no se quedan en su lugar. Se elevan hacia el techo, y en su lugar llegan masas más frías.

De este modo, el suelo siempre estará incómodamente frío, y a la altura de la cabeza habrá un calor excesivo y molesto. Esta distribución de temperaturas es desagradable y no beneficiosa para el ser humano.

La calefacción infrarroja funciona de manera diferente. La radiación calienta en primer lugar el suelo, que se vuelve agradablemente cálido y calienta la habitación.

Los calentadores infrarrojos de tipo película se pueden usar incluso en la pared. En este caso no se puede hablar de una calefacción completa, pero una zona específica de la habitación estará bien calentada.

Resulta que la zona de máximo calor se desplaza a la parte inferior de la habitación, mientras que en la parte superior hay una agradable frescura. Según los médicos, esta distribución de temperaturas es muy beneficiosa para el organismo. Por su principio de funcionamiento, la calefacción por radiación infrarroja es similar al emisor natural del Sol. Las ondas largas que produce son beneficiosas para los organismos vivos.

Estructura y características del calefactor

Bajo la marca “Zebra” se fabrican calentadores infrarrojos de tipo película. El sistema fue desarrollado por ingenieros rusos y se produce en una fábrica en la ciudad de Cheliábinsk.

Es un panel multicapa donde, entre las capas de películas no conductoras, se encuentra el elemento radiante. Al pasar la corriente eléctrica, este se activa y comienza a emitir rayos IR. Para que se dirijan en la dirección deseada, se utiliza una pantalla de aluminio. El resultado es un panel flexible de 1 mm de espesor.

Zebra se vende en forma de cinta dividida en segmentos. Gracias a esto, la tira se puede cortar fácilmente en fragmentos de la longitud necesaria – desde 60 cm hasta 6 m.

El ancho del panel de la película calefactora es de 50 cm. En un paquete suele haber 50 de estos segmentos. El corte del panel se realiza generalmente justo antes de la instalación y se efectúa con tijeras comunes o un cúter.

El dispositivo del calefactor de película es extremadamente simple. En esencia, es solo un emisor de ondas infrarrojas laminado en una película. La eficiencia se ve aumentada por un elemento reflectante.

Cada uno de los segmentos del calefactor constituye un elemento calefactor completo con una potencia útil de 67 W. El calefactor IR de película tiene suficiente flexibilidad, lo que permite utilizarlo en perfiles de diversas configuraciones. El lado activo del panel está marcado con una pegatina corporativa laminada bajo la película.

A partir de las características técnicas del dispositivo se puede concluir su idoneidad para su uso en espacios con alta humedad. El calefactor tiene la clasificación IP44, lo que permite instalarlo en saunas, piscinas, etc. El rango de ondas del dispositivo es de 8,9 a 9,5 µm. Para la alimentación se utiliza una red eléctrica estándar de 220 V.

¿Por qué elegir calefactores de película?

La calefacción por infrarrojos tiene numerosas ventajas frente a otros sistemas de calefacción. Analicémoslas con más detalle.

Eficiencia y economía

El calefactor infrarrojo pertenece a los dispositivos de calefacción directa. No se utiliza un portador de calor, por lo que no se requiere energía para calentarlo. El control automático permite que el sistema IR funcione en el modo más económico.

Además, existe la posibilidad de mantener una temperatura mínima en la casa durante la ausencia de personas. Poco antes de la llegada del propietario, el sistema calentará las habitaciones y establecerá un microclima confortable.

Teniendo en cuenta que el sistema funciona en modo económico, su consumo de energía es bajo. En promedio, por metro cuadrado de espacio calefaccionado se consumen unos 12 kW. Las cifras son válidas para construcciones que cumplen con los requisitos del SNiP 'Protección térmica de edificios' 23-02-2003.

Además, la temperatura que se establece en el termostato no puede superar los +20ºC. Si no se cumplen estas condiciones, el consumo de energía aumenta en consecuencia.

Bajo esta marca se produce una nueva variedad de Zebra. Cada segmento de calefacción de este calentador proporciona un 10% más de potencia que la película estándar.

La calefacción infrarroja es muy sencilla de instalar. La instalación del sistema de película puede realizarse por uno mismo, lo que supone un ahorro en los servicios de profesionales. El coste del equipo es bastante elevado.

Pero si se compara el precio total de diseño, adquisición de equipos e instalación de un sistema de calefacción a gas, por ejemplo, y el sistema Zebra, este último resultará aproximadamente un tercio más barato.

Además, durante el funcionamiento, los calentadores infrarrojos no requieren ningún mantenimiento ni gastos financieros. Teniendo en cuenta que su vida útil garantizada es de 15 años y su vida operativa es de más de 50 años, el ahorro resulta significativo.

La calefacción por infrarrojos se regula fácilmente, lo que permite ajustar su funcionamiento teniendo en cuenta el uso de un contador multitarifa. El período medio de recuperación de la inversión del sistema infrarrojo es de dos años.

Fiabilidad y durabilidad

Un calentador de tipo película es, en esencia, un grupo de conductores laminados con película. La construcción no tiene partes rozantes ni móviles.

Gracias a esto, bajo condiciones de uso adecuado, puede funcionar durante un período ilimitado. El fabricante garantiza 10 años de servicio del equipo, pero en realidad puede ser varias veces mayor.

Posibilidad de control inteligente

Para controlar el funcionamiento de los calentadores y regular la temperatura en la habitación se puede usar el control manual. Pero este método ya está obsoleto. No permite que el sistema funcione de la manera más económica y eficiente.

Una persona físicamente no puede reaccionar a tiempo a todos los cambios que ocurren en el entorno y que afectan el funcionamiento del sistema. Por lo tanto, la mejor opción es el control automático de los calentadores.

Uno de los posibles esquemas de conexión de la calefacción radiante Zebra utilizando un termostato y un contactor modular. Para protección se instala un interruptor automático.

Para su implementación se requerirá la instalación de sensores de temperatura y un controlador que procesará los datos provenientes de los detectores y, basándose en ellos, realizará la desconexión/conexión de todo el sistema. Si se desea, se puede controlar dicho controlador no solo estando directamente cerca de él, sino también de forma remota, por ejemplo, desde el teléfono.

La calefacción infrarroja se integra perfectamente en el sistema de Hogar Inteligente. En este caso, el procesador principal se encargará de mantener una temperatura confortable.

Podrá configurar un régimen de temperatura individual para diferentes habitaciones y supervisar su cumplimiento estricto. Además, cualquier fallo en el sistema será detectado inmediatamente y se informará al propietario.

Amplias posibilidades decorativas

Zebra es un calentador de tipo película, su espesor es de solo 1 mm. Esto significa que durante la instalación no 'consume' espacio libre. El equipo se monta en el techo, piso o pared.

Encima de la película puede haber cualquier revestimiento decorativo. La excepción son los techos tensados. Durante el funcionamiento, el calentador se calienta hasta los seguros +45°C, sin embargo, la película sensible al calor en el techo tensado reaccionará a esto.

Sin embargo, aquellos que insisten en la opción con estructura tensada pueden, con fines de protección, colocar un falso techo de cartón yeso detrás del calentador de película y luego instalar el techo tensado.

Versatilidad de la ubicación de la película

La película IR de este tipo se puede instalar de tres maneras:

• en el techo;
• debajo del revestimiento del piso;
• en la pared.

Cada método es bueno a su manera. La mayoría de las veces la Zebra se monta en el techo. Se considera la opción óptima. En este caso, el suelo y los muebles en toda la superficie debajo del calentador se calientan bien.

Ventajas adicionales: el calentador no se puede dañar accidentalmente, la película no fallará debido al sobrecalentamiento causado por los objetos de mobiliario colocados sobre ella. Existe la posibilidad de mover electrodomésticos grandes y muebles.

Entre las desventajas de la ubicación en el techo se puede mencionar el impacto térmico en los dispositivos electrónicos y electrodomésticos, lo que puede afectar negativamente su funcionamiento. Además, si hay más apartamentos encima de la vivienda, existe el riesgo de inundación, lo que provocará la falla de todo el sistema.

La ubicación en el piso carece de estos inconvenientes, pero en este caso se debe proteger especialmente los calentadores de posibles daños accidentales.

Gracias a que el calentador radiante de tipo película Zebra es muy delgado, el espacio libre en la habitación prácticamente no se “consume”

Los calentadores de película ubicados debajo del revestimiento del piso calientan muy bien el suelo: estén donde estén, en el techo o en el piso, la distribución de temperatura en la habitación no cambia.

La excepción es la ubicación en la pared. Teóricamente es posible, pero en la práctica es raro. Esto se debe a su baja eficiencia. La radiación se moverá solo en línea recta, por lo que se calentará un área estrictamente limitada del espacio. Esta opción solo es buena como calefacción adicional.

Tecnología de instalación del calefactor infrarrojo Zebra

Una gran ventaja del sistema de calefacción infrarroja es que su cálculo e instalación se pueden realizar de forma independiente. Veamos las etapas principales del proceso.

Trabajos preparatorios y cálculos

Hay que empezar a instalar la película, por extraño que suene, con un aislamiento cuidadoso de la vivienda. Los creadores de la Zebra la desarrollaron como un dispositivo que mantiene casi perfectamente la temperatura establecida.

Si la habitación pierde calor rápidamente, el calefactor funcionará de forma continua. Y esto resulta muy costoso para el propietario. Por esta razón, se debe comenzar por identificar las zonas de fuga de calor y eliminarlas.

Otro punto importante es el cálculo de la cantidad de película necesaria para la instalación. Para no equivocarse, se deben determinar las dimensiones de las habitaciones y dibujar un plano del techo.

Luego, guiándose por el tamaño del paño, se debe intentar «colocarlo» en el techo de manera óptima. Hay que recordar que el calefactor está dividido en segmentos y solo se puede cortar por la línea de separación entre ellos.

Cada paño del calefactor está dividido en segmentos. Solo se puede cortar por las líneas marcadas, sin olvidar cortar correctamente el cable de fase y el neutro. Las diferentes modificaciones de Zebra varían ligeramente en el tamaño de los segmentos.

Una vez que se haya podido marcar la ubicación de la película en el croquis, se debe calcular el número de segmentos y, en consecuencia, el número de paquetes del rollo. Si se planea la instalación independiente del suelo IR o del techo, es recomendable adquirir adicionalmente el llamado kit de instalación, que incluye un tubo termorretráctil, ojales, abrazaderas ZPO, etc.

Instalación de la capa reflectante

Debajo de la película IR, se instala obligatoriamente un sistema de aislamiento. A pesar del reflector de aluminio integrado en el calentador, parte de la radiación sigue yendo hacia la base. Para evitarlo, se fija una pantalla reflectante sobre la base.

Para su fabricación se debe tomar un material a base de papel de aluminio. Se considera que la opción óptima es Izolón – polietileno espumado laminado con papel de aluminio. Para fijarlo al techo se necesitarán fijaciones. Su tipo se determina según el material de la base.

Por ejemplo, para un forjado de hormigón se utilizan tacos con arandela de presión, para madera, una grapadora de construcción o tornillos autorroscantes con arandela de presión. Para empezar, se corta el material, teniendo en cuenta que las tiras del aislante deben unirse con un pequeño solapamiento. Sus dimensiones se deben consultar en las instrucciones del material.

La pantalla reflectante es más fácil de fijar sobre una base de madera o sobre listones. En este caso, se puede realizar el trabajo con la ayuda de una grapadora de construcción.

Las tiras preparadas se colocan sobre el techo. Una persona no puede hacerlo sola, por lo que se necesitará ayuda. Luego se colocan las fijaciones. Lo más difícil será trabajar con una base de hormigón, ya que primero se debe hacer un agujero y solo luego colocar un taco en él, y luego fijar el paño con una arandela de presión. Fijando tira tras tira, se monta toda la pantalla reflectante.

Preparación de los calefactores de película

Se comienza con el corte de la película. Se debe hacer correctamente. Primero se mide la cantidad necesaria de segmentos y se encuentra la línea de corte entre ellos. Luego se corta la película con tijeras.

Además, es importante cortar correctamente los cables, el de fase y el neutro. De un extremo deben quedar aproximadamente 100-150 mm de cable, mientras que del otro no más de 10 mm. Este último se considera un extremo muerto y debe aislarse obligatoriamente con una pistola de pegamento o con un tubo termorretráctil.

Al cortar, hay que recordar que los cables neutro y de fase no están diseñados para una carga alta. Por esta razón, la longitud de un panel no debe exceder los 6 m, de lo contrario pueden surgir graves problemas en el funcionamiento.

A las tiras de película cortadas se debe conectar un cable de tierra. Para ello, se inserta un perno de 4 mm en el orificio especialmente diseñado para este fin, y en él se fija el cable.

Colocación de los calefactores radiantes

La instalación de los paneles preparados del calentador se realiza de manera similar a las tiras aislantes, pero sin superposición. Se utilizan fijaciones similares. Aquí hay una observación.

Los fijadores deben colocarse con mucho cuidado – de manera que estén lo más alejados posible de los cables conductores laminados en la película. De lo contrario, el riesgo de daño mecánico es demasiado grande, lo que dejaría fuera de servicio un segmento del calentador.

Si el calentador radiante se monta directamente sobre la losa del techo, habrá que fijarlo con tacos y arandelas de presión. La fijación se realiza de manera similar a la que se utilizó durante la instalación del aislamiento.

La película se fija al techo con cierta tensión para evitar un posible combado no deseado del panel. Esto es necesario, teniendo en cuenta que la distancia desde el calentador hasta el acabado final que se instalará posteriormente no puede exceder los 150 mm ni ser inferior a 10 mm. Al montar los paneles, los cables neutro y de fase se sacan estrictamente hacia un lado.

Conexión y empalme de los cables

A continuación, se coloca el cable principal a lo largo del techo. Debe ubicarse en el lado donde están sacados los cables de los calentadores. Para la colocación se utiliza un elemento especial: un canal de cables. En él se realizan pequeños orificios situados frente a los cables que salen de la película.

A través de ellos, cada fase y neutro se introduce dentro del canal de cables. Allí deben estar conmutados con el cable principal. Lo óptimo es utilizar soldadura para ello.

Durante el proceso de montaje, los cables neutro y de fase de cada tira del calentador se sacan estrictamente hacia un lado. Para ello, lo mejor es utilizar un cable de cobre de sección adecuada.

Los demás métodos no son tan fiables. Los cables se sueldan cuidadosamente en su lugar y se aíslan obligatoriamente. Después, el cable principal listo para funcionar se coloca en su sitio y se cubre.

El montaje posterior depende del esquema de control del sistema. Para la opción manual, se conecta un termostato. Si se prevé un funcionamiento automático, se añaden detectores de temperatura y un controlador. Un punto muy importante: para conectar el sistema a la red, se debe utilizar obligatoriamente una línea dedicada y un interruptor diferencial (RCD).

Conclusiones y video útil sobre el tema

Los materiales presentados en los videos le ayudarán a comprender mejor cómo funciona el dispositivo de calefacción, en qué se diferencia de otros similares y cómo se puede instalar rápidamente.

Vídeo #1. Principio de funcionamiento de la calefacción por infrarrojos:

Vídeo #2. Breve reseña del sistema de calefacción Zebra EVO:

Vídeo #3. Cómo instalar el sistema Zebra:

La calefacción por infrarrojos, y Zebra pertenece precisamente a este tipo, – es una alternativa práctica a los sistemas convectivos. Su eficiencia y economía están demostradas por numerosos estudios y años de aplicación práctica.

Al decidirse a instalar calentadores infrarrojos, debe entender que todas sus ventajas se revelarán plenamente solo si los espacios cuentan con un aislamiento térmico muy exhaustivo; de lo contrario, Zebra solo traerá decepción.

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