Calefactores eléctricos para suelo

Calefacción por suelo eléctrico pertenece a los sistemas de calefacción localizados. La conversión de la energía eléctrica en calor y su transferencia y entrega al espacio tiene lugar en una unidad compacta directamente en la habitación calentada. La eficiencia de la conversión es casi del 100%, sin pérdidas innecesarias durante el transporte de energía al lugar de consumo. La calefacción es ecológica, no hay contaminación del entorno local. No se necesita chimenea, almacenamiento de combustible ni espacio para una caldera o sala de calderas. La distribución de energía eléctrica, en comparación con otros fluidos térmicos, es mucho más sencilla y económicamente más barata, con menores intervenciones en las estructuras constructivas o requisitos de espacio. En cuanto a la propagación del flujo térmico desde el suelo calefactado al interior, se aplican los mismos principios que en el tipo de calefacción por agua caliente. Una gran ventaja de la calefacción con energía eléctrica es la posibilidad de medirla con precisión para cada consumidor individualmente, lo que lo anima a intentar reducir su consumo en la medida de lo posible.

Las posibilidades de aplicación de los sistemas de calefacción por suelo eléctrico son muy amplias. El sistema puede proporcionar comodidad térmica como fuente básica de calor o puede servir como calefacción complementaria para calentar el suelo a una temperatura agradable. Dado que la calefacción puede operar con diferentes regímenes de calefacción, de los cuales depende la construcción del suelo y la potencia de la fuente de calor, el sistema es adecuado no solo para edificios nuevos, sino también como una de las opciones durante la reconstrucción. Puede instalarse en toda la superficie del suelo o solo en ciertas partes. Dado que no existe el riesgo de congelación del sistema, es adecuado también para habitaciones o edificios que se calientan ocasionalmente. El espectro de aplicaciones de los sistemas de elementos eléctricos de calefacción puede resumirse en estos ámbitos:

• calefacción y templado de grandes superficies,

• sistemas de protección,

• aplicaciones especiales.

Desarrollo histórico de la calefacción eléctrica

La calefacción con energía eléctrica no tiene una tradición rica en Eslovaquia. Sus comienzos se remontan a los años 30 del siglo XX, cuando solo unas decenas de casas unifamiliares se calentaban eléctricamente. Después de la Segunda Guerra Mundial, este tipo de calefacción prácticamente se prohibió debido a la escasez crítica de energía eléctrica y redes de distribución. La electricidad se utilizaba preferentemente para garantizar las necesidades de aquellas áreas donde era irremplazable (iluminación, motores), así como para cocinar, planchar y preparar agua caliente.

El comienzo del desarrollo de la calefacción eléctrica se sitúa en los años 60 del siglo pasado, cuando la energía eléctrica comenzó a promover principalmente los consumos acumulativos, que debían servir para equilibrar la carga de la red eléctrica. Para este tipo de consumo se introdujo una tarifa preferente. También se creó el primer reglamento para permitir la calefacción eléctrica en edificios, que imponía estrictos requisitos sobre las propiedades térmicas del revestimiento perimetral. El desarrollo de la calefacción eléctrica avanzó lentamente, ya que faltaba una gama de electrodomésticos de calefacción, tecnología de regulación y experiencia en el ámbito de los proyectos. Además, el precio de la electricidad era considerablemente más alto en comparación con otros tipos de combustible.

Después de 1969, la energía eléctrica se convirtió en uno de los medios mediante los cuales se podría resolver la limpieza del aire. Se permitía especialmente en nuevas construcciones y como sustituto de combustibles sólidos en la esfera no industrial. Comenzaron a crearse condiciones adecuadas para el desarrollo de la calefacción acumulativa mediante la reconstrucción de redes secundarias, estableciendo una tarifa adecuada para hogares con consumo acumulativo, así como mediante actividades promocionales y asesoras. En este período, en Eslovaquia, aproximadamente 10 000 hogares se calentaban eléctricamente, siendo calefacción complementaria o calefacción en un período transitorio.

La presión para el desarrollo de la calefacción eléctrica aumentó después de la crisis del petróleo en 1973, cuya consecuencia fue el aumento de los precios de los combustibles líquidos. Aumentó la proporción de producción de energía eléctrica en centrales nucleares y también se desarrollaron progresivamente los medios técnicos de control del consumo de electricidad por parte de la energía. En el mercado comenzó a aparecer una gama más amplia de electrodomésticos de calefacción, medios modernos de automatización y tecnología de regulación. En los años 80, en Eslovaquia, aproximadamente 25 000 hogares se calentaban con hornos acumulativos y la gama se amplió también a hornos eléctricos híbridos.

El rápido desarrollo de la calefacción eléctrica comenzó en los años 90. La gama de equipos de calefacción de fabricantes domésticos y extranjeros se enriqueció con nuevos tipos. La crisis del petróleo en 1991 tuvo como consecuencia el aumento de los precios de los combustibles gaseosos, lo que provocó un cambio inesperadamente favorable en el precio de la energía eléctrica. Se creó una nueva tarifa para la calefacción eléctrica directa. En este período, aproximadamente 40 000 apartamentos se calentaban solo con electricidad, de los cuales aproximadamente el 90% correspondía a hornos acumulativos. Los cambios en el consumo de energía eléctrica tuvieron lugar no solo en su volumen, sino también en su estructura. Aumentó la proporción del consumo en hogares y en la esfera terciaria.

Desde 1993 tuvo lugar un rápido y casi descontrolado desarrollo de la calefacción eléctrica directa. Esta situación se debió a una tarifa muy ventajosa para los consumos directos, a los bajos costos de inversión en el sistema de calefacción y a una amplia gama de equipos de calefacción directa. Esta explosión trajo consigo una serie de problemas. La capacidad de las redes eléctricas, especialmente a nivel de baja y alta tensión, era insuficiente. Se acentuaron las diferencias en el diagrama diario de carga; para su estabilización debía servir la calefacción acumulativa. Se ignoraron los requisitos de los reglamentos vigentes que establecían las condiciones para la instalación de calefacción eléctrica en edificios. La calefacción se realizó en edificios con grandes pérdidas térmicas, lo que tuvo como consecuencia un aumento de los costos operativos del 100 al 250 %.

Desde finales de los años 90 se puede observar un ligero descenso del interés por la calefacción eléctrica, causado por el constante aumento de los precios de la energía eléctrica. Actualmente, en Eslovaquia, la calefacción eléctrica representa aproximadamente el 4% en comparación con otros tipos de calefacción. A modo de comparación, en la República Checa es aproximadamente el 8%, en Austria el 10%, en Alemania el 10%.

Cálculo de calefacción por suelo eléctrico

El cálculo térmico de calefacción por suelo eléctrico incluye:

• diseño de la composición de la estructura del suelo y los materiales de cada capa;

• determinación de las condiciones térmicas en el suelo durante el funcionamiento del sistema;

• determinación de la potencia de la fuente de calor.

Tipos básicos de calefacción por suelo eléctrico

La construcción de la superficie del suelo calefactado depende del régimen de trabajo del sistema de calefacción elegido, que puede ser acumulativo, semiacumulativo o directo. El régimen de trabajo determina los requisitos sobre el espesor de la capa acumulativa, la profundidad de colocación de los elementos de calefacción, la calidad de la aislación térmica y el tipo de revestimiento del suelo, o posiblemente el tipo de elemento de calefacción utilizado. La construcción del suelo y la profundidad de colocación del plano de los cables de calefacción también determinan el tamaño y la proporción de los flujos térmicos desde el plano del eje del cable calefactado en ambas direcciones verticales.

Modo de acumulación de calefacción

El sistema de calefacción, debido al tiempo limitado de carga y a la necesidad de acumulación prolongada de calor, se caracteriza por la estructura de suelo más masiva. La placa acumuladora está formada por una capa de hormigón cuyo espesor varía entre 90 y 150 mm dependiendo de la necesidad de acumulación. Los elementos de calefacción se colocan aproximadamente en la tercera inferior, por lo que el hormigonado transcurre en dos fases. Para minimizar la pérdida de calor hacia abajo, es necesaria una buena aislación térmica colocada debajo de la superficie de calefacción (50 a 60 mm). La potencia instalada de la fuente de calor varía entre 160 y 200 W/m2 dependiendo del uso del espacio calentado.

Modo de calefacción semiacumulativo

El tiempo de carga distribuido con la posibilidad de recarga en caso necesario permite un espesor menor de la capa acumuladora. Un espesor de 60 a 90 mm es suficiente para la acumulación necesaria y la colocación de los cables de calefacción se sitúa aproximadamente en la mitad de la capa. La capa aislante térmica tiene una construcción y calidad similares a las del modo acumulativo. La potencia instalada de la fuente de calor varía entre 120 y 160 W/m2.

Modo directo de calefacción

Dado que el consumo de energía eléctrica de la red ocurre durante todo el ciclo de trabajo, no es necesario almacenar calor en una reserva. La capa de hormigón sirve únicamente para alojar los elementos de calefacción y su espesor es máximo de 50 mm, o bien los elementos de calefacción pueden colocarse directamente debajo de la capa de pisado, lo que proporciona una mayor dinamismo al sistema. La colocación de los cables de calefacción se sitúa lo más cerca posible de la superficie del suelo. La potencia instalada de la fuente de calor es un tercio a la mitad menor que en el caso del modo acumulativo, varía entre 80 y 140 W/m2. La aislación térmica inferior puede ser más delgada.

Cálculo térmico de la calefacción por suelo eléctrico

Al diseñar es necesario respetar estas condiciones de contorno:

• pérdidas totales de calor de la habitación;

• característica del espacio calentado (habitación, cocina, pasillo, etc.);

• régimen de operación de la habitación (permanente, irregular u otra presencia de personas);

• régimen de operación del sistema de calefacción (acumulativo, semiacumulativo, directo);

• tamaño de la superficie del suelo disponible para la colocación de los cables de calefacción;

• requisitos para el revestimiento del suelo.

Diseño de la composición de la estructura del suelo

Para el óptimo funcionamiento del sistema de calefacción por suelo eléctrico es importante un diseño correcto de la composición de las capas individuales por encima y por debajo del plano de colocación de los cables de calefacción, su espesor y conductividad térmica. Las resistencias térmicas de estas capas influyen en la temperatura superficial de los elementos del sistema de calefacción, por lo tanto, es necesario asegurar que no se supere su valor máximo establecido por el fabricante. En caso contrario, se produce un sobrecalentamiento de los revestimientos aislantes y su posterior degradación, lo que reduce la vida útil del elemento completo. Por lo tanto, es necesario garantizar una evacuación sin problemas del calor del plano de colocación de los cables de calefacción, lo cual garantiza un material que rodea al elemento de calefacción con una conductividad térmica superior a 0,1 W/m. K.

Núcleo resistivo

Aquí ocurre la conversión directa de energía eléctrica en energía térmica. Con una elección adecuada del material conductor y sus dimensiones geométricas se puede influir significativamente en la potencia térmica resultante del cable, así como en la carga térmica de los materiales del cable. Según su construcción, se pueden dividir en tres grupos:

• hilos resistentes,

• cuerdas resistentes,

• mezclas de polímeros semiconductores entre dos conductores de cobre.

Los núcleos resistentes pueden tener una sección transversal circular o pueden fabricarse en forma de cinta plana. Se fabrican a partir de aleaciones metálicas de cobre con adiciones de níquel, manganeso o cromo. Su propiedad característica es un bajo coeficiente de dilatación térmica y un bajo coeficiente térmico de resistencia. Se fabrican con diámetros de 0,1 a 4 mm, con una potencia térmica de 5 a 70 W/m, que depende en gran medida del diámetro del cable y del número de núcleos. Un grupo especial de cables calefactores son los conductores autorregulables. Están compuestos por dos hilos de cobre paralelos, entre los cuales se crea un puente de un elemento resistivo dependiente de la temperatura. La potencia del cable disminuye a lo largo de toda su longitud al aumentar la temperatura (y viceversa), por lo tanto, en ningún caso puede ocurrir un sobrecalentamiento térmico, ni siquiera en caso de intersección de varios elementos.

Cubierta aislante

Puede ser simple o doble según el uso del cable, fabricada normalmente a partir de materiales basados en polímeros. Su función básica es la aislación del conductor y al mismo tiempo la evacuación del calor generado. Por lo tanto, debería destacar por buenas propiedades de aislamiento eléctrico, alta resistencia térmica permanente, alta conductividad térmica, buenas propiedades mecánicas y buena procesabilidad. El material de las cubiertas aislantes y posiblemente el revestimiento de los cables calefactores puede variar y en tal caso puede ocurrir una influencia mutua, lo cual puede ser bastante notable especialmente a altas temperaturas. Por lo tanto, se recomiendan combinaciones mutuas de materiales de polímeros.

Elementos de protección

Están formados por un tejido metálico, un revestimiento o su combinación mutua. Sirven para aumentar la resistencia mecánica del conductor de calefacción o como una protección eléctrica adicional en condiciones donde es necesario (por ejemplo, entornos con riesgo de explosión).

Los cables calefactores tienen amplias posibilidades de aplicación en estos ámbitos:

• calefacción y regulación de temperatura a gran escala,

• protección contra el congelamiento y el hielo,

• aplicaciones tecnológicas en la industria,

• aplicaciones en la agricultura,

• casos especiales de uso.

Cables para calefacción y regulación de temperatura a gran escala

Se utilizan con mayor frecuencia conductores con uno o dos núcleos y con una cubierta aislante doble, posiblemente con un tejido protector. Sirven para la calefacción y regulación de temperatura a gran escala de interiores o de superficies funcionales exteriores como protección contra el hielo de caminos peatonales, rampas de acceso, puentes, carreteras, etc. Se colocan en capas de hormigón o de madera de suelos o bajo baldosas, son adecuados también para habitaciones con humedad elevada. Para la aplicación de calefacción de interiores se utilizan cables con una potencia de 10 a 20 W/m, para la calefacción de exteriores se permiten cargas de potencia más altas, que sin embargo dependen de las condiciones concretas de enfriamiento. Los cables forman circuitos de calefacción que tienen conductores fríos en los extremos; estos permiten la conexión a una tensión de 230 V, raramente 400 V. Se calientan a una temperatura máxima del núcleo de 80 °C. El espesor total de los cables utilizados en interiores varía entre 4,5 y 8,5 mm dependiendo del tipo concreto utilizado.

Alfombra eléctrica de calefacción

Está compuesta por un tejido portante al que se fija en forma de meandro un cable de calefacción con un diámetro máximo de 3 mm, que tiene conductores fríos de cobre en ambos extremos. El espesor total de la alfombra es aproximadamente de 2,5 a 3,5 mm. Las alfombras se fabrican en una anchura estándar de 0,5 m y en longitudes de 1 a 20 m, con una potencia superficial de 100 a 160 W/m2 (dependiendo del fabricante). El potencia total de calefacción requerida se alcanza mediante una combinación adecuada de piezas individuales.

Las alfombras están destinadas principalmente a la calefacción de interiores para calefacción principal o complementaria, pero también se pueden utilizar para otras aplicaciones. Debido a su pequeño espesor, son adecuadas para la renovación de suelos. Su ventaja es un ahorro significativo del tiempo de instalación, una limitación de la posibilidad de errores durante la instalación y el daño al cable de calefacción. La adecuación del uso de las alfombras para fines individuales depende del tipo de cable utilizado.

Folie de calefacción eléctrica

El elemento calefactor está compuesto por dos láminas de poliéster laminadas, entre las cuales hay una capa de grafito homogeneizado. A los lados de la lámina están dispuestos los conductores de alimentación. El ancho activo de la lámina es de 0,5 m, a ambos lados hay bandas pasivas de 0,05 m de ancho, destinadas a fijar la lámina a la estructura del suelo. El ancho total de la lámina es de 0,6 m. Se fabrica con potencias superficiales de 150 y 200 W/m2 para calefacción por suelo eléctrica para instalación en hormigón, 60 W/m2 para suelos de madera y 80 W/m2 para suelos laminados. El espesor total de la lámina es de aproximadamente 0,4 mm. Se utiliza para calefacción por suelo eléctrica y para el acondicionamiento térmico de interiores en nuevas construcciones, pero debido a su pequeño espesor es especialmente adecuada para su uso en reformas, ya que se puede colocar directamente sobre el suelo original bajo la nueva capa de revestimiento.

Instalación de calefacción por suelo

La instalación de calefacción por suelo eléctrica transcurre en las siguientes etapas:

• creación de la superficie calefactora del suelo,

• trabajos de montaje,

• pruebas de la calefacción del suelo.

Creación de la superficie calefactora para calefacción por suelo eléctrica

La composición final de la estructura del suelo, en comparación con el sistema de calefacción por agua caliente, puede ser diferente debido a algunas especificidades del tipo eléctrico, como el modo de calefacción diferente o el elemento calefactor utilizado.

Formas de ejecutar la superficie calefactora del suelo

Desde el punto de vista de la tecnología de ejecución, podemos realizar la superficie calefactora del suelo de tres maneras básicas:

• instalación en hormigón,

• instalación directamente bajo la capa de revestimiento del suelo,

• instalación en suelos de madera con vigas.

Instalación en hormigón

Los elementos calefactores se vierten en una capa de hormigón, que consta de dos partes:

• una capa niveladora, en la que se coloca la superficie calefactora y forma 1/3 a 1/2 del espesor total de la losa de hormigón, dependiendo del régimen;

• una capa de cubierta, con la que se vierten los elementos calefactores.

En el caso del modo directo de calefacción, los elementos calefactores se pueden colocar directamente sobre la aislación térmica y luego se vierten con una capa de mortero de cemento o con una capa de mortero. Al utilizar cables térmicos, entre ellos y la aislación se coloca una red de alambre; la manta o lámina calefactora se fija directamente a la aislación. Debe garantizarse un adecuado disipamiento del calor desde la superficie de los elementos calefactores, de lo contrario se produce un sobrecalentamiento y, como consecuencia, una reducción de la vida útil. Por lo tanto, no deben estar incrustados en el material aislante térmico ni rodeados por él.

Instalación bajo la capa de revestimiento del suelo

Este método se utiliza en el modo directo para lograr la máxima dinámica del sistema de calefacción y en la renovación de suelos antiguos, o allí donde no haya suficiente altura constructiva en la habitación. Los elementos calefactores se colocan directamente sobre la capa aislante térmica de la estructura del suelo nueva o existente, según las normas indicadas. La superficie calefactora se cubre con una capa de material nivelador o con mortero y se coloca la capa de revestimiento, normalmente baldosas o suelo laminado.

Instalación en suelos de madera con vigas

Al instalar el sistema de calefacción en suelos de madera, los elementos calefactores se colocan sobre la aislación térmica, siguiendo la misma norma que en el método húmedo. Entre la superficie calefactora y la cara inferior del suelo de madera debe crearse una capa de aire de al menos 25 mm.

Formas de colocar los elementos calefactores para calefacción por suelo eléctrica

Los elementos calefactores para calefacción por suelo eléctrica son cables calefactores, mantas calefactoras y láminas calefactoras.

Cables calefactores

Durante el funcionamiento del sistema, los elementos calefactores se calientan uniformemente a lo largo de toda su longitud o superficie, lo que permite alcanzar una temperatura superficial uniforme en la zona calefactora del suelo. Desde el punto de vista del gradiente térmico horizontal, se puede observar una disminución de la temperatura en dirección desde la pared exterior hacia la interior, de manera similar a como ocurre con el sistema de agua caliente. Este fenómeno se puede mitigar parcialmente creando zonas perimetrales con mayor potencia superficial. El circuito calefactor se crea colocando los cables calefactores en forma de meandro, donde la distancia entre los conductores individuales depende de la carga de potencia del cable y del potencia superficial requerida del sistema.

Tecnología y montaje de calefacción por suelo eléctrica

En este capítulo describimos el método de fabricación de la superficie calefactora del suelo con elementos calefactores eléctricos incrustados en hormigón o colocados directamente bajo la capa de revestimiento del suelo, siendo el orden de los pasos el mismo que en el caso del sistema de agua caliente realizado mediante el método húmedo. Nos centraremos en las diferencias que residen en ciertos aspectos de la propia tecnología y del montaje.

Preparación del edificio

La superficie calefactora del suelo se coloca después de finalizar todos los trabajos de yeso y de colocar el aislamiento. Antes del yeso interior, es necesario instalar las conexiones eléctricas y los conductos del sistema de calefacción, cuyos conductores de alimentación se dimensionan según el potencia diseñado de los circuitos calefactores correspondientes y deben cumplir estos parámetros:

• alimentación para calefacción de espacios < 10 m2, conductor de cobre 3 x 1,5 mm2;

• alimentación para calefacción de espacios > 10 m2, conductor de cobre 3 x 2,5 mm2;

• alimentación para calefacción de zonas perimetrales y para otras fuentes de calor adicionales < 2 kW, conductor de cobre 3 x 1,5 mm2;

• al utilizar relojes de encendido centralizados, es necesario instalar un conductor de control de cobre 1 x 1,5 mm2 para cada termostato.

En los lugares donde estarán los reguladores, se instalan cajas de instalación. La colocación de los reguladores depende de la función de la habitación y de las exigencias del inversor. Los termostatos con sensores de temperatura ambiental deben colocarse de manera que su funcionamiento no se vea afectado por factores no deseados (sobrecalentamiento, radiación directa del cuerpo calefactor, corrientes de aire, etc.). Los termostatos se conectan a la alimentación eléctrica. Los elementos calefactores deben conectarse firmemente a través del regulador, no se permite una alimentación móvil. La distribución de los puntos de alimentación se realiza según la documentación técnica. Desde el termostato hacia el suelo deben instalarse dos tubos flexibles de instalación eléctrica para conectar la parte fría del cable calefactor y para el sensor de temperatura del suelo. Toda la instalación eléctrica debe realizarse de acuerdo con las normas vigentes.

Las normas para la preparación del suelo, colocación de bandas aislantes perimetrales, aislamiento térmico y acústico, lámina de impermeabilización, creación de juntas de dilatación, colocación de mortero de hormigón y capa de revestimiento son las mismas que en el sistema de agua caliente.

Puesta de elementos calefactores eléctricos

Los elementos calefactores eléctricos se colocan según planos previamente preparados para cada habitación, donde se dibuja la distribución de los meandros calefactores, o bien cintas de mantas o láminas calefactoras y las posiciones de los extremos fríos conectados a las cajas de distribución. Es importante recordar que los elementos calefactores se colocan solamente en zonas libres, no ocupadas, por lo que es necesario conocer al menos una distribución aproximada de los muebles en la habitación. Si se coloca mobiliario encima del nivel de colocación de los cables calefactores, es necesario garantizar una libre circulación del aire.

Montaje en hormigón

En este método se utilizan con mayor frecuencia como elementos calefactores cables calefactores y mantas calefactoras. En el modo acumulativo y semiacumulativo, primero se coloca una capa de hormigón niveladora sobre la impermeabilización (1/3 a 1/2 del espesor de la placa de hormigón final, que determinará el proyectista mediante cálculo). La mezcla de hormigón debe estar perfectamente compactada, sin esquinas afiladas, la superficie debe ser lisa, sin salientes ni irregularidades, y debe estar lijada. Antes de colocar los elementos calefactores, se aplica un tratamiento impermeabilizante.

Para evitar daños a los elementos y cumplir con el espaciado prescrito entre los cables o para evitar que las mantas se superpongan, los cables deben fijarse firmemente al sustrato durante la instalación. Para fijar firmemente los cables calefactores se utilizan normalmente cintas de instalación, que se anclan a la losa de hormigón perpendicularmente al supuesto sentido de colocación de los cables térmicos. La distancia entre las cintas no debe ser mayor de 1 m, ya que en distancias mayores podría violarse el espaciado uniforme de los cables durante el hormigonado. Las cintas tienen enganches para los cables a distancias normalizadas, por ejemplo 25 mm.

Otra posibilidad es fijar los cables a una red de acero. Este método se elige en el caso de una losa de hormigón de pequeño espesor en el modo directo, o cuando la armadura para el suelo dado se prescribe por razones estáticas. El inconveniente es el mayor trabajo de instalación de los elementos y el mayor riesgo de daños mecánicos durante la colocación. En superficies adecuadas, se puede fijar el meandro calefactor, extendido libremente sobre el sustrato, con cinta adhesiva. Los cables se fijan a intervalos según el cálculo, teniendo en cuenta que el fabricante prescribe el mínimo doblado del cable. La distancia de los cables respecto a las paredes verticales y a los muebles es mínimamente de 50 a 100 mm. Si el elemento calefactor está rígido, se extiende y durante un breve tiempo se conecta a la tensión, hasta que se vuelve suficientemente flexible. Los elementos calefactores se colocan solamente después de que la losa de hormigón haya endurecido suficientemente (2 a 4 días), normalmente desde las ventanas hacia las puertas. Al colocar los cables eléctricos, es necesario cumplir con estas normas:

• Es necesario prestar atención para que los cables no se dañen, por ejemplo, con herramientas de trabajo. Si el cable se daña, no se puede reparar provisionalmente, sino que se sustituye por otro.

• Las partes activas de los cables no deben cruzarse, tocar ni pasar libremente por el aire, ni deben estar en contacto con tuberías de agua, bañeras, etc.

• Los cables no deben cortarse. Sólo se pueden cortar sus extremos fríos.

• La unión entre el extremo frío y el cable calefactor no debe instalarse en una curva.

• Los cables nunca deben pasar por juntas de dilatación.

• Si los extremos fríos pasan por juntas de dilatación, deben colocarse libremente en dos tubos concéntricos de protección.

Simultáneamente con los elementos calefactores, se coloca en el nivel de colocación de los cables calefactores un sensor de suelo para el termostato, según las siguientes normas:

• El sensor junto con el cable se coloca en una tubería de protección de instalación eléctrica en el centro de dos cables adyacentes.

• El extremo de la tubería se sella para evitar la entrada de la mezcla de hormigonado.

• La tubería de protección se instala antes de colocar los cables.

Los elementos calefactores se instalan a temperaturas superiores a 5 °C. Después de fijar los elementos, se mide la resistencia del conductor y de sus revestimientos aislantes. Si todo está en orden, se aplica una capa de hormigón. La mezcla debe envolver perfectamente al elemento calefactor para evitar la formación de burbujas de aire, que reducirían la eficacia de la disipación del calor desde la superficie de los cables. Al aplicarla, hay que prestar atención para que los elementos no se dañen. Finalmente, se vuelve a medir la resistencia de los circuitos calefactores. Las partes activas de los elementos y los conductores fríos deben estar sumergidos en el hormigón, en ningún lugar deben entrar en contacto con el aire. La capa de pisado del suelo se coloca solamente después de que la mezcla de hormigón se haya secado suficientemente (28 a 30 días).

Después de terminar todas las obras de construcción, se montan los termostatos, los sensores de temperatura del suelo y se pone en marcha todo el sistema.

Montaje directamente debajo de la capa de pisado del suelo

En este método es deseable que el espesor final de la estructura del suelo sea mínimo, por lo que normalmente se utilizan mantas calefactoras finas y láminas calefactoras como elementos calefactores. El sustrato sobre el que se colocan debe estar perfectamente limpio, liso, libre de polvo y objetos afilados. Se trata con un barniz impermeabilizante adecuado y los elementos calefactores se colocan solamente después de que se haya secado. En el caso de una reconstrucción, se puede colocar la superficie calefactora del suelo directamente sobre la capa original de pisado. Si está formada por baldosas, debe ser suficientemente plana, corrigiendo pequeños defectos. En el caso de que la capa original esté formada por productos de madera (parquet, madera compuesta), no debe alterarse su capacidad de carga. El sustrato debe tratarse con un barniz impermeabilizante y cubrirse con una capa niveladora para separar los elementos calefactores. Su espesor, por razones de seguridad contra incendios, debe ser mínimo de 5 mm.

En el suelo se taladra una ranura para colocar la tubería de protección con el sensor de temperatura del suelo, que conducirá a la caja de distribución. El extremo de la tubería se sella y su posición se fija. Además, en el sustrato se forman cápsulas para colocar las partes activas y los extremos fríos.

Los elementos calefactores se extienden según el plano de colocación y se preparan para la colocación. Para evitar su desplazamiento durante la instalación, es necesario fijarlos firmemente al sustrato. La fijación se puede realizar de varias maneras. Los elementos calefactores pueden estar preparados como autoadhesivos, permitiendo con un adhesivo especial su colocación y despegue repetido. También se pueden fijar con cinta adhesiva o insertar en una capa de masilla elástica.

Al colocarlos, es necesario prestar atención para que los elementos calefactores no se dañen y medir sus valores de resistencia. Las cintas de elementos calefactores se colocan individualmente, sin que las cintas colocadas en paralelo se superpongan. Si se requiere un cambio de dirección de colocación de una cinta, en el caso de una manta calefactora, se corta el tejido portante hasta muy cerca del conductor calefactor. Una cinta se puede desviar en un ángulo de hasta 180°, sin que el conductor quede tenso. Las partes superpuestas del tejido deben eliminarse. Si se utiliza una lámina calefactora, después de la fijación se cubre con una barrera de protección contra la humedad, que se eleva suficientemente por la pared y se fija. Los extremos fríos de los elementos deben conducirse a la caja de distribución, fuera de las cintas colocadas.

Se aplica una masa niveladora o pegamento sobre toda la superficie calefactora para cubrir uniformemente los elementos calefactores y evitar la formación de burbujas de aire. Es necesario medir nuevamente la potencia de los elementos calefactores. Si todo está en orden, se puede colocar la capa de pisado.

Pruebas de la calefacción por suelo eléctrico

La calefacción por suelo se pone en marcha solamente después de que el hormigón haya endurecido adecuadamente, después de 4 a 6 semanas. La temperatura del suelo debe aumentarse progresivamente, ya que al encender el máximo rendimiento podría ocurrir una evaporación intensa del agua del hormigón cerca de los elementos calefactores y la formación de burbujas de aire. El primer encendido se realiza a una temperatura reducida, máximo 20 °C. Es necesario seguir este procedimiento:

• La puesta en marcha se realiza con el consentimiento del proveedor del sistema de calefacción;

• el primer día la temperatura del suelo es 5 °C más alta que la temperatura del interior calefactado;

• el segundo día y los días siguientes, la temperatura aumenta cada día 5 °C, hasta que la temperatura superficial del suelo alcance 30 °C;

• la temperatura del suelo debe mantenerse en 30 °C al menos durante tres días;

• a continuación, la temperatura de la superficie disminuye cada día 10 °C, hasta que alcance el valor que tenía al comienzo de las pruebas;

• los dispositivos de control y regulación deben ajustarse a los valores estándar antes de encender el sistema.

Se elabora un informe sobre la prueba. Al finalizar todas las tareas, la empresa instaladora entrega al cliente una documentación técnica y de planos válida, el informe de la prueba y el manual de usuario.

Referencias:

Dušan Petráš, Miroslav Kotrbatý: Calefacción de grandes espacios y naves industriales