Cable calefactor autorregulable: resumen de tipos y características de uso

La baja temperatura invernal puede causar muchos problemas si no se cuida a tiempo el aislamiento de tuberías de drenaje y alcantarillado, elementos del tejado y el suelo del invernadero. El agua congelada se convierte en grandes tapones de hielo y daña el sistema de suministro de agua, y la acumulación de hielo en el tejado es incluso peligrosa para la vida.

Un cable calefactor autorregulable, colocado a lo largo de tuberías, techos y canales, ayuda a cambiar la situación desagradable.

En este material, le explicaremos detalladamente cómo elegir correctamente un cable calefactor, describiremos sus características constructivas y principio de funcionamiento. Además, en el artículo se presentan dos opciones de instalación de sistemas autorregulables.

Diferencias constructivas de los sistemas autorregulables

Los autorregulables (abreviadamente) no deben confundirse con los análogos resistivos, las primeras modificaciones de los cables calefactores.

En resumen, las desventajas del tipo resistivo, por las cuales se usa cada vez menos, son las siguientes:

• longitud determinada, imposibilidad de alargar o acortar;
• resistencia constante en toda la longitud, lo que imposibilita la regulación de temperatura en secciones individuales;
• conexión por ambos extremos, lo que causa dificultades durante la instalación;
• riesgo de sobrecalentamiento en los puntos de cruce;
• ausencia de reparación como tal, hay que cambiar todo el sistema por completo.

La característica positiva del tipo resistivo es su bajo costo, por lo que se usa en lugares donde se necesita calentar pequeñas áreas protegidas.

El esquema del cable resistivo unipolar contiene cuatro elementos principales: un conductor de cobre que combina las funciones de calentamiento y transmisión de calor, protección interna y externa, y una trenza de refuerzo.

En la construcción del cable calefactor autorregulable hay diferencias fundamentales:

• Dos conductores de cobre con alto grado de resistencia. Cuanto mayor sea la resistencia, mayores serán las posibilidades de regulación de temperatura.
• Matriz semiconductora. Es un elemento significativo del cable que lo hace autorregulable. La matriz reacciona con sensibilidad a la temperatura ambiente. Tan pronto como la temperatura baja, aumenta la resistencia del material y comienza a emitir más calor.
• Aislamiento interno. El material de calidad se distingue por una estructura uniforme y la máxima conductividad térmica.
• Trenza de blindaje. La mayoría de las veces se trata de una rejilla de cobre o una pantalla de aluminio. Para la protección del cable, la alimentación debe conectarse mediante un interruptor diferencial (RCD).
• Aislamiento exterior. Su función es proteger todos los elementos del cable. La vida útil del producto depende de las características del aislamiento exterior.

La capacidad del cable autorregulable de cambiar su propia resistencia (y por lo tanto, la potencia) según las variaciones de temperatura evita la necesidad de comprar equipos adicionales, como diversos termostatos con sensores.

Esquema del cable autorregulable. El elemento distintivo principal – una matriz semiconductora ubicada entre dos conductores de cobre. Es la que regula el nivel de producción de calor.

El cable se puede cortar, y la longitud del producto terminado se puede acortar o alargar según sea necesario.

Si dos ramas del cable se cruzan accidentalmente, no se producirá sobrecalentamiento ni fallo del sistema. En cualquier momento se puede cortar o reemplazar algún fragmento sin perjudicar a toda la estructura de calefacción.

Pero la principal ventaja del cable autorregulable es su «selectividad». La matriz determina por sí misma las zonas frías y lleva su temperatura al valor óptimo.

En las zonas suficientemente caldeadas, simplemente mantiene los parámetros necesarios (normalmente +3-5 °C). Esto es muy práctico cuando es necesario proteger contra la congelación un cable que presenta diferentes condiciones de calefacción a lo largo de su recorrido (por ejemplo, pasa por una habitación con calefacción y por suelo frío).

Al final de la temporada de frío, desaparece la necesidad de calentar tuberías, suelo o techo, por lo que se desconecta el cable de la alimentación eléctrica. Cuando existe la probabilidad de fuertes heladas nocturnas, se puede utilizar un termostato que conecte el sistema automáticamente.

¿Dónde se utilizan los sistemas de calefacción?

El ámbito de aplicación de los cables calefactores para tuberías (y no solo) es bastante amplio. Se instalan en lugares donde se requiere un calentamiento regulable de las superficies o materiales adyacentes (circundantes).

Algunos tipos de cable están especialmente diseñados para sistemas de «suelo radiante». Se colocan debajo de baldosas cerámicas, madera, laminado, moqueta, y a veces se vierten con una capa de mortero de cemento.

La última opción es la menos eficaz, ya que la capa de mortero «roba» calor y solo una parte pasa a través del revestimiento final.

Esquema de colocación del cable calefactor en el baño mediante el sistema de «suelo radiante». El cable se dispone en forma de «serpiente» por toda el área de la habitación, de modo que los dos extremos queden en esquinas opuestas.

La calefacción por cable es común en los sistemas de fontanería y alcantarillado. Las tuberías enterradas en el suelo o que pasan sobre el suelo, en las regiones del norte de Rusia, corren el riesgo de congelarse por completo durante medio año, de octubre a abril.

Si la tubería está colocada por encima del nivel de congelación del suelo y no está suficientemente aislada, perderá rápidamente su funcionalidad. Por lo tanto, le recomendamos que obtenga más información sobre los tipos de cable calefactor para calefacción de tuberías de agua.

Un cable calefactor fijado a la tubería puede reemplazar el «capullo» aislante térmico. Existen diferentes métodos de instalación, los más comunes son el lineal y el helicoidal. El segundo cubre una mayor superficie de la tubería.

Si las tuberías ya están enterradas en zanjas y el desmontaje es imposible o no deseable, se aplica la instalación del cable dentro de la tubería de agua (alcantarillado) a través de una te insertada en el lugar más conveniente.

La siguiente aplicación del cable autorregulable son los sistemas de calefacción de techos y canalones.

Los cables se fijan de manera especial en los bordes del tejado, en canaletas y canalones, y en las tuberías de bajada de aguas pluviales. Previenen la formación de hielo, que daña los sistemas de drenaje.

Bajo la influencia de la alta temperatura, la nieve y el hielo se convierten gradualmente en agua, que fluye hacia abajo por los canales y tuberías. Los techos se vuelven seguros para las personas y los vehículos que se encuentran en el patio.

Uso práctico de los cables calefactores para aquellos a quienes no les gustan los vidrios y espejos empañados: fijación del cable autorregulable en la parte posterior del espejo, después de lo cual la condensación ya no será un problema.

En la producción y durante los trabajos de construcción, la calefacción a menudo es necesaria como ayuda para la «maduración» de las soluciones de hormigón.

Para que las características del material terminado cumplan con las normas, es necesario crear un régimen de temperatura especial. Con este fin, en el lugar donde se verterá la solución, se colocan uniformemente cables autorregulables, y para fijarlos se utiliza armadura. Después del fraguado, permanecen dentro de la estructura.

Una situación similar ocurre con los líquidos, para los cuales también se utilizan cables autorregulables para mantener una temperatura determinada. En lugar de calentar el depósito de líquido técnico de forma tradicional, se sumerge un cable en él, como resultado, las características de las soluciones químicas o alimentarias no cambian durante un tiempo.

Los sistemas de calefacción también han llegado al sector agrícola. El cable se coloca directamente en el suelo, debajo de la capa superior de nutrientes, protegiendo así las raíces de los cultivos de la congelación.

¿En qué características hay que fijarse?

Antes de comprar el cable, es necesario conocer las condiciones en las que se utilizará. Es importante calcular correctamente la potencia, establecer la longitud, tomar las lecturas de temperatura y determinar el método de instalación: interior o exterior.

Características que se necesitarán al elegir

Potencia. Los parámetros de potencia/resistencia y transferencia de calor están interrelacionados. Además, las propiedades del cable dependen de la sección transversal del conductor. También debe guiarse por esta al elegir la longitud. Supongamos que un sistema con cable de sección 1,1 mm² y potencia de 25 W no debe superar los 80 m de longitud.

La potencia media de los cables autorregulables que se pueden encontrar a la venta es de 5 W/m a 25 W/m. Los sistemas con el valor mínimo son adecuados para calefacción interior de tuberías enterradas. Para estas mismas tuberías, pero con calefacción exterior, el cable debe ser un poco más potente: 10 W/m. Las condiciones más severas son sobre el suelo, por lo que para ubicaciones aéreas se recomienda la potencia máxima de 25 W/m.

Temperatura. Debe recordarse que no todos los tipos de tuberías soportan el calor igual de bien. Supongamos que los productos de plástico (especialmente los de alcantarillado y de agua fría) no están diseñados para un calentamiento intenso.

Para calentar líquido en tuberías de agua de polipropileno se recomienda usar sistemas de baja temperatura, que tengan una temperatura máxima de trabajo de +65 ºC.

En la industria se encuentran cables que se calientan hasta +190 ºC (con potencia de hasta 90 W/m), pero no tienen aplicación doméstica.

Presencia de una trenza de puesta a tierra. Este elemento de protección es igualmente importante tanto para el sistema como para las personas: garantiza la seguridad de la instalación. Para que la trenza funcione, se conecta a través de un dispositivo de corriente residual (DCR). Sin embargo, en el mercado se pueden encontrar versiones sin conexión a tierra; en algunos casos su uso es completamente comprensible.

Material del aislamiento exterior. Como material aislante externo se utilizan varios tipos de polímeros. Algunos son más finos y elásticos, otros rígidos a la flexión. Todos los tipos, sin excepción, protegen las partes internas del cable de daños, ambientes agresivos y humedad.

Tabla de características técnicas de varios tipos de cables. Entre otras cosas, se diferencian por el material de la cubierta exterior de protección: poliolefina y fluoroplástico.

El aislamiento exterior afecta el ámbito de uso del cable. La protección de poliolefina (el material más común) no es adecuada para todos los métodos de instalación.

Por ejemplo, para la instalación en el tejado se utiliza cable con aislamiento de fluoropolímeros (con protección contra rayos UV), y para el montaje interior, sistemas con aislamiento de fluoroplástico.

Instrucciones para la instalación del cable autorregulable

Existen múltiples variantes para la colocación del cable; la elección depende del lugar y las condiciones de montaje. Al instalar comunicaciones domésticas autónomas, generalmente se deben aislar las tuberías, por lo que nos centraremos en la descripción de los procesos de montaje interno y externo del cable en la tubería.

Opción #1 – instalación interna

El montaje del cable calefactor en el interior de una tubería de agua o saneamiento se lleva a cabo por diversas razones. La principal es la imposibilidad de fijación debido a que la tubería ya se encuentra en la zanja y está cubierta por una capa de suelo.

Por supuesto, este tipo de instalación tiene algunos inconvenientes:

• uso de una pieza adicional: el empalme en T;
• disminución de las propiedades del cable debido a la incrustación que aparece con el tiempo (depende de las características del agua);
• reducción del diámetro de la tubería, un obstáculo adicional para el flujo del agua;
• longitud limitada y uso preferente en tramos rectos.

Un punto importante: el cable autorregulable solo se introduce a través de un empalme en T especial; está prohibido utilizar válvulas de cierre al conectar los sistemas de calefacción.

Es fácil realizar el mantenimiento o el reemplazo del cable; todas las acciones se realizan a través del mismo empalme en T. La principal ventaja es que, en el montaje interno, el contacto del cable con el líquido aumenta directamente la potencia de calefacción, lo que supone un ahorro directo.

Instrucciones para el uso del kit listo:

• conexión al cable de todos los componentes funcionalmente importantes (preparación del extremo, conexión del cable de alimentación);
• inserción en la tubería de un empalme en T con una salida libre para el cable;
• introducción del cable en el interior de la tubería a una longitud determinada;
• sellado del conjunto mediante elementos de paso o tuercas de unión.

No se recomienda insertar el cable autorregulable en una tubería con un diámetro inferior a 40 mm, ya que esto afectará la velocidad y el volumen del líquido transportado.

Cómo preparar el cable y colocar el manguito terminal, se puede ver en las siguientes instrucciones:

Ahora el cable está completamente listo para el montaje en el interior de una tubería de agua o saneamiento.

Opción #2 – instalación externa

No se recomienda insertar más de un cable dentro del tubo, especialmente de sección estrecha; en el exterior se pueden colocar de 1 a 4 cables autorreguladores. Normalmente, uno es suficiente para un tubo de pequeño diámetro (40-50 mm), y se utilizan de 2 a 4 para tubos grandes ubicados en zonas de baja temperatura.

Para las instalaciones enterradas en el suelo, a menudo se aplica el «término medio» – dos cables que discurren paralelos a lo largo de lados opuestos.

Para la fijación se utiliza cinta adhesiva de aluminio, diseñada para aumentar la transferencia de calor y proporcionar protección al mismo tiempo. Sin embargo, a veces se requiere una sujeción más resistente: con bridas. Si sobre un tramo de tubería inciden rayos directos del sol, se recomienda utilizar bridas negras resistentes a los rayos UV.

El tipo de colocación se elige según el grado de calefacción necesario: en espiral o lineal. Para la instalación en espiral, un solo cable es suficiente.

El método en espiral cubre la máxima superficie de la tubería. Cuanto menor sea el paso entre las vueltas del cable, más eficaz será el calentamiento. El intervalo medio es de 5-6 cm. La espiral es aproximadamente 1,7-1,8 veces más larga que un cable colocado linealmente. Como fijación se utiliza cinta de montaje.

Instrucciones de colocación:

1. Disposición del cable a lo largo de todo el tramo de tubería que requiere calefacción, de forma lineal o en espiral.
2. Bobinado de los nudos de conexión, válvulas y otros elementos de cierre durante la instalación.
3. Fijación con cinta de montaje (cinta adhesiva de aluminio, bridas).
4. Aislamiento térmico «en manga».

El último punto es obligatorio. Gracias al aislante, el calor emitido por el cable se mantendrá en la zona de la tubería. El tipo y grosor del aislamiento se eligen en función del tipo de tubería y las condiciones externas.

Supongamos que para colocar una tubería de agua en una zanja, además del cable calefactor, se necesitará un aislamiento de 25-30 mm de espesor: «cáscara» de espuma de poliestireno, poliestireno extruido o lana de basalto.

Matices de la calefacción de techos

Para crear condiciones favorables para el deshielo continuo de nieve y hielo en el tejado y el sistema de canalones, el cable calefactor se instala en los siguientes lugares:

• en el borde del tejado (preferiblemente en todo el perímetro);
• en los canalones bajo los aleros;
• en las bajantes;
• en las limahoyas.

Existen varias opciones de instalación del sistema de calefacción: desde un solo cable tendido a lo largo del punto más crítico, hasta toda una red de cables con termostato y sensores.

En lugares abiertos, el cable se fija con abrazaderas y soportes; en tuberías, se suspende de un cable o cadena.

Opción de instalación del sistema «antihielo»:

La etapa final se realiza en el interior. Instale el cuadro eléctrico de control y conecte el sistema de calefacción. Luego encienda el termostato y verifique el funcionamiento del sistema.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Los siguientes videos le indicarán cómo elegir e instalar correctamente el sistema de calefacción.

Cómo fijar un cable autorregulable en una tubería de alcantarillado de 110 mm de diámetro:

Instalación del sistema de cable Deviflex para calefacción de desagües y techos:

Aspecto del aislamiento con cable de una estructura de hormigón:

Para el correcto funcionamiento de tuberías o desagües, a menudo se utilizan cables autorregulables, que crean las condiciones de temperatura más adecuadas. Los requisitos de instalación son razonables si el cable se ha seleccionado correctamente.

Preste atención a las marcas Raychem, Heat Trace, Nelson, Lavita y siga claramente las instrucciones adjuntas al cable. Si surge alguna dificultad, consulte a los representantes de la empresa; ellos le ayudarán sin duda.

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