Com es disposa i funciona el sòl aïllat elèctric

El desig d’una persona per crear condicions de vida còmodes ha comportat el desenvolupament de diversos sistemes de calefacció. Entre elles, recentment, les estructures muntades al terra i que funcionen a costa de l’electricitat s’han fet cada cop més populars.

Tipus de calefacció per terra radiant

Els fabricants produeixen diverses modificacions que es poden combinar arbitràriament com a element calefactor:

1. calefacció per cable;

2. estores de calefacció;

3. emissor d’infrarojos;

4. Construccions líquid-elèctriques.

Principis físics establerts en el treball de la calefacció per terra radiant

Calefacció per cable resistent

Quan es transfereix electricitat en funció de la llei Joule-Lenz, s’allibera calor. Aquest patró és la base per al funcionament dels elements de calefacció.

Si es seleccionen metalls i la seva secció en cables ordinaris per tal de reduir la pèrdua de calor a la càrrega màxima, es creen estructures al sistema de sòls aïllats per la calor capaços d’emetre la quantitat màxima d’energia calorífica durant molt de temps sense violar les característiques de rendiment.

Per a això, es creen elements de calefacció en forma d’estructures de cables que consisteixen en:

• fil conductor de tipus resistiu que genera calor;

• una capa d’aïllament de tefló feta de plàstic de PVC resistent a la calor.

Aquests cables es poden fer amb un nucli conductor o dos interns. S'utilitzen per a diversos mètodes d'instal·lació i connexió. Els fabricants els donen una garantia de 20 anys o més, subjecte a les normes de funcionament.

El cable de dos nuclis té una capa d'aïllament addicional situada entre la trença de la pantalla d'un fil prim de coure i un recobriment dielèctric resistent al calor de nuclis. Un dels nuclis té la funció d’un element escalfador, i el segon, com a simple conductor, se situa paral·lelament al primer. La seva ubicació redueix significativament el nivell de radiació del camp electromagnètic i el seu efecte sobre el medi ambient.

A la imatge es mostra un disseny típic de cable resistiu.

Durant el funcionament d’aquestes estructures, s’ha d’observar l’equilibri de calor generat a partir del corrent elèctric que passa per les venes i la seva retirada al sòl escalfat. Per fer-ho, totes les zones del sòl adjacents al cable es creen amb una estructura uniforme que proporciona càrregues tèrmiques i mecàniques uniformes.

El cable resistent s’aboca amb un massís de ciment de sorra d’un cert gruix, que es pot recobrir addicionalment amb una capa de rajola ceràmica, laminat o altres materials del sòl.

Cables amb cables de calefacció autoregulant

Al sistema de calefacció per terra radiant, es poden utilitzar dissenys de cables de calefacció autoregulats. Tenen conductors conductors ordinaris, però no calefactors, entre els quals hi ha una matriu semiconductora amb un gran nombre d’elements independents. Les seves propietats dielèctriques són determinades precisament per aquests semiconductors que responen als canvis en la seva temperatura ambient.

Quan es refreda una part del cable d’autoregulació, es crea una estructura amb un gran nombre de pistes a la matriu degut a semiconductors per al pas de corrent a través d’elles, que escalfa el cable i les capes circumdants.

A una temperatura mitjana, l'estructura de semiconductors augmenta la resistència elèctrica, reduint les condicions per al flux de corrent que els travessa i, per tant, redueix una mica la generació de calor.

Si alguna part del cable fa molta calor, el nombre de pistes per al pas de corrent en ell és molt reduït, reduint la seva conductivitat elèctrica.

D’aquesta manera, la temperatura de la calefacció de l’entorn està regulada fins i tot sense un termòstat i sensors de temperatura. Els cables autoreguladors són més còmodes d’utilitzar perquè no necessiten crear una estructura homogènia per a la transferència de calor, com els seus anàlegs resistents. Les seves seccions individuals poden sotmetre's a diverses càrregues de temperatura.

Llegiu més informació sobre aquest tipus de cable aquí: L’ús de cables de calefacció autoregulats

Estores de cable

Inicialment, els cables resistents a l’hora d’instal·lar un sòl càlid es disposaven simplement al terra en forma de serp, i després es fixaven amb fixacions. Aquesta tecnologia s’utilitza ara per a estructures d’un sol nucli i de dos nuclis.

No obstant això, els fabricants van començar a produir estores de cable. A la imatge es mostra un exemple d'aquest disseny, on el cable ja està teixit en una xarxa dielèctrica suau d'una certa manera. Ja no s'ha de detallar amb cura. N’hi ha prou amb rodar el rotlle plegat al llarg de la superfície per fixar-lo posteriorment amb una solució.

Els extrems freds per connectar una estora de cable al circuit elèctric s’inclouen al paquet. Es connecten mitjançant acoblaments especials. La tecnologia d'instal·lació està prohibida la connexió directa.

Si cal girar la direcció del traçat, la retícula de fixació es pot tallar fàcilment amb unes tisores habituals sense tocar el cable, que simplement es desplega en la direcció correcta en qualsevol angle.

D’aquesta manera, es facilita la disposició de l’estora en qualsevol habitació d’una capa uniforme. Al mateix temps, és més fàcil evitar que es superposin diferents seccions de cable entre si.

Calefacció per terra en infrarojos

Aquesta tecnologia es basa en l’ús de raigs infrarojosque emanen d’elements de calefacció prims pels quals passa un corrent elèctric.

Estan fetes de tires de carboni situades entre dues capes d’una pel·lícula especial. El carboni (fibra de carboni) s’aplica per nano-ruixat amb un gruix de capa mesurat fins a un micró i s’aïlla a banda i banda amb una pel·lícula de polímer prima però molt forta amb altes propietats dielèctriques.

Les tires de carboni es connecten a busos de coure, que serveixen de conductors per a subministrament de tensió.

La calefacció, realitzada per raigs infrarojos des del sòl càlid, no és diferent de la calefacció natural per la llum del sol. Només la temperatura del sòl és de 30 a 35 graus i s'envia de baix a dalt.

Estructures elèctriques líquides

Els desenvolupaments d’electro-aigua d’un sòl càlid combinen l’escalfament elèctric dels filaments amb la posterior transferència de calor a través d’un refrigerant: l’aigua, situat en un tub de plàstic tancat amb característiques mecàniques d’alta resistència.

Tota l'estructura es munta en forma de cable de set nuclis amb aliatges per a fils de crom i níquel i una beina recoberta de silicona i tefló.

La capa de silicona resisteix temperatures fins a 280 graus, presentant altes propietats dielèctriques. El recobriment de tefló crea un obstacle per a la penetració de l’aigua i és altament resistent als productes químics.

El líquid que omple el cable pot suportar amb èxit gelades de vint graus sense congelar, però bull ràpidament en passar corrent elèctric pels fils. Durant la seva ebullició, la calor es transfereix a l’entorn més ràpidament. Proporciona estalvi energètic.

La transferència de calor dels filaments de calefacció al líquid bullent i més a l’entorn del sòl càlid protegeix l’aliatge níquel-crom de sobreescalfament, el protegeix de les cremades i li permet funcionar durant molt de temps.

Com que es crea una pressió de gas augmentada durant l’ebullició del líquid a l’interior del recinte tancat, s’utilitza un sistema d’absorció especial per reduir-lo, reduint aquest efecte i garantint un funcionament segur.

Els cossos de cable tubulars de polietilè de malla estructurada tenen:

• resistència al refredament a temperatures baixes;

• resistència a la fissura;

• gran resistència a l'impacte.

El disseny i composició de la calefacció per sòl elèctric

L’habitació que s’ha d’escalfar s’ha de protegir de les corrents de corrent i les fuites de calor. Per a això, tots els elements de calefacció es munten només sobre una capa d’aïllament tèrmic, que impedeix les pèrdues d’energia degudes a la calefacció de les lloses del sòl i a la fugida a l’atmosfera.

El cable de calefacció, realitzat segons un dels esquemes anteriors, està situat a la capa aïllant, fixat amb una cinta de muntatge. A l'interior de la serp, a la mateixa distància que hi ha entre els girs, es disposa un tub corrugat amb un sensor de temperatura que hi ha situat, que controlarà el grau de calefacció per terra.

Aquest tub està hermèticament tancat en un extrem. Està pensat no només per allotjar el sensor de temperatura, sinó també per a la possibilitat de substituir convenientment en cas d’avaria.

Tots els elements de calefacció instal·lats junt amb aquest tub s’ompliran amb un cargol de ciment de sorra. El seu gruix depèn del disseny del cable i s’ha de realitzar amb cura en una capa uniforme. No es permeten els voids. Les rajoles de ceràmica estan enganxades a la part superior o es munten altres terres.

A una alçada convenient per a la paret de la sala regulador de temperatura, que controla el funcionament del sòl càlid en mode automàtic. Quan la connecteu, haureu de portar els cables de:

• cable d'alimentació;

• elements de calefacció;

• Sensor de temperatura.

Per realitzar un cablejat encobert, cal proporcionar canals per cable o tapar les parets.

Esquemes de connexió d’elements de calefacció per terra amb cablejat elèctric

És important recordar que la instal·lació i el muntatge del circuit s’han de completar comprovant el funcionament dels equips elèctrics sota tensió abans d’omplir els cables de calefacció amb solució de fixació. En aquest moment, és més senzill resoldre problemes.

La reincorporació als treballs es realitzarà després que la solució es solidifiqui completament en un mes. Prèviament, l’empat del cable no s’endureixerà i el cable es farà mal.

A la imatge es mostra un exemple de connexió d’un sòl càlid, que inclou dos conjunts de cables de calefacció i un termòstat amb un sensor.

Al quadre elèctric de l'interruptor automàtic hi ha connectat un RCD. Protegeix tot el circuit de possibles corrents de fuita a través de tancaments elèctrics lligats Conductor de PE.

El sensor de temperatura està connectat per un cable a un controlador de temperatura, que es connecta als circuits d’alimentació mitjançant un RCD i, al mateix temps, controla el contactor mitjançant un cable separat. Els circuits de sortida del contactor es connecten als elements de calefacció mitjançant una caixa de connexions.

La inclusió d’un contactor al circuit permet controlar simultàniament el funcionament de diverses seccions de calefacció i reduir la càrrega als circuits elèctrics del termòstat.

Els termòstats més senzills de tipus mecànic o elèctric permeten establir només els límits de temperatura per controlar la calefacció del revestiment del sòl.

Els models més sofisticats controlats electrònicament tenen la possibilitat d’utilitzar una programació setmanal basada en el temps per al funcionament dels escalfadors en un moment del dia definit per l’usuari. A causa d'això, es redueix el consum d'energia per a la calefacció per terra quan els propietaris no hi ha l'apartament.

Recomanacions per a la selecció, instal·lació i funcionament de la calefacció per terra radiant

Selecció de sòls

Els fabricants recomanen utilitzar el següent com a capa superior en un massís de ciment de sorra:

• pedra natural;

• rajola ceràmica;

• rajola de porcellana.

El millor és transferir calor a si mateix a l’habitació. També es permet l’ús de fusta, parquet, laminat i altres materials. Tot i això, tenen pitjor transferència de calor i poden reduir l'efecte de la calefacció.

Deformació del recobriment

Els elements de calefacció creen diferències de temperatura en què el revestiment del sòl canvia lleugerament de mida. Per evitar les seves deformacions, haureu de crear petits buits per als elements laminats. No podeu tancar-lo a les parets i fixar-lo al tauler base. Quan camp d'exposició tèrmica ha de ser lliure per a expandir-se i romandre perfectament plana.

Aïllament del sòl

L'elecció del material per a ell permet l'ús racional de l'electricitat, ja que afecta la pèrdua de calor. Per crear un escalfament còmode, s’utilitza un aïllament del paper, format per materials polimèrics espumats amb un gruix de capa de 3 a 10 mm. El seu ús estalvia l’electricitat del 10 al 20%.

L'ús de graus sòlids de poliestirè expandit amb un gruix de capa de 3 cm i una làmina recoberta de polímer pot reduir les pèrdues fins a un 30%.

Consum d’electricitat

L’eficiència de qualsevol estructura elèctrica està determinada per la quantitat d’energia gastada en ella. Per tal que el sistema de calefacció per sòl radiant pugui satisfer les vostres necessitats, determineu les tasques que poden ser:

• calefacció constant de l’habitació;

• calefacció per terra només al matí i al vespre, quan el propietari és a casa;

• mantenir una temperatura estable durant el dia per a una estada còmoda al sòl dels nens petits;

• qualsevol altra condició.

Determineu l’àrea de l’habitació i calculeu el cost aproximat de l’electricitat durant 1 hora del seu funcionament o dia, setmana, mes. Per fer-ho, podeu utilitzar les dades de funcionament mitjanes del cable de calefacció resistent per crear condicions còmodes:

• a les habitacions seques, es consumeixen 120 W per 1 m2;

• en habitacions humides: 140 W per 1 m2.

Per exemple, una habitació de 2 a 3 metres en una hora de calefacció per terra radiant consumirà 2x3x0,12 = 0,72 kW. Amb un funcionament continu durant 10 hores, el consum d’energia serà de 7,2 kW.

El consum d’electricitat per a un sòl d’infrarojos pel·lícula i aigua elèctrica és una mica més econòmic.

Mantenibilitat

Tot i que els fabricants garanteixen el funcionament a llarg termini del sòl càlid, el millor és preveure l’ocurrència d’avaries de les peces individuals i l’eliminació de la seva substitució a la fase del projecte. Per fer-ho, els mètodes de connexió d’un sensor de temperatura amb un termòstat han d’excloure l’obertura d’un paviment de sorra de ciment assecat quan sigui necessari reparar-los.

La substitució del film pel sòl infraroig no ha de crear problemes sense resoldre amb un desmuntatge complex del revestiment del sòl.

En els mòduls elèctric-líquid, la substitució del líquid i l’element de calefacció es pot realitzar mitjançant una caixa especial de muntatge. Està muntat a la línia de meta del cargol del terra. I en cas de violació de la integritat de la canonada, una petita quantitat de líquid filtrat indicarà el lloc del dany. Simplement es talla després de l'obertura. A continuació, poseu els acoblaments i connecteu l’encaix de doble sentit.