Il n’y a pas de limite précise mais je ne dis plus à tout de suite si l’intervalle attendu dépasse quelques minutes.

Ce sera donc à tout à l’heure dès une dizaine de minutes.

Voir aussi: Quand utiliser « à tout à l'heure », « à plus tard », « à la prochaine », « à bientôt » ?

« À tout de suite » ne devrait pas être utilisé pour des périodes qui excèdent une demi-heure ou trois quarts d’heure.

Ce n’est pas tout bêtement une limite de une heure qui est spécifiée, et possiblement ne l’a jamais été ; il serait intéressant de savoir cela. Deux ou trois heures peuvent constituer la période de temps que l’on peut impliquer en utilisant cette expression mais pas tellement plus ; en passant du matin à l’après-midi on dira « à cet après-midi ». Par exemple quelqu’un qui va prendre son repas juste avant midi et qui revient après une pause traditionnelle de deux heures pour son repas peut dire « à tout à l’heure »; il en va de même pour des évènements similaires.

L’étymologie pour cette expression semble manquer, tout au moins en grande partie puisque elle provient de la combinaison de la préposition « à » avec l’expression « tout à l’heure », laquelle est plutôt ennuyeuse puisqu’elle peut être utilisée aussi bien pour parler d’un moment dans le futur proche que dans le passé récent. « À tout à l’heure » ne sert que pour le futur proche.

D’après le TLFi on ne peut pas dire qu’à l’origine l’expression de base (tout à l’heure) aurait été fondée sur la notion d’une heure de temps précise ;

h) 1549 tout a ceste heure « tout de suite, à l’instant même » (Est.); 1628 tout à l’heure « id. » (Sorel, Francion, I ds Dub.-Lag.); 1647 tout à l’heure « il y a un instant » (Corneille, Héraclius, II, IV, éd. Ch. Marty-Laveaux, V, 181); 1694 (Ac. : On dit… tout à cette heure, tout à l’heure pour dire, Dans un moment);

Anecdote intéressante

Il y a maintenant de nombreuses années, lorsque le BBC World Service pouvait encore être écouté au moyen d’une radio ondes courtes, il y avait une émission hebdomadaire sur cette station dans laquelle l’animateur, quand il prenait congé de ses auditeurs jusqu’à la semaine suivante, les quittait régulièrement avec un « à tout à l’heure ».