Clasificación de las instalaciones de calefacción eléctrica.
La obtención de calor a partir de la electricidad es posible según dos esquemas fundamentalmente diferentes:
1) en régimen de conversión directa, cuando Energía eléctrica (la energía de varias formas de movimiento de partículas cargadas en un campo eléctrico) se convierte en térmica (energía de vibraciones térmicas de átomos y moléculas de sustancias),
2) según un esquema de conversión indirecta, cuando la energía eléctrica no se convierte directamente en energía térmica, sino que se utiliza para transferir calor de un ambiente (fuente de calor) a otro (consumidor de calor), y la temperatura de la fuente puede ser -más baja que la temperatura del usuario.
Según la clase de materiales calentados (conductores, semiconductores, dieléctricos) y los métodos para excitar una corriente o campo eléctrico en ellos, se distinguen los siguientes métodos de calentamiento eléctrico: resistencia (resistiva), arco eléctrico, inducción, dieléctrico, electrónico, luz (láser).
Cualquiera de los métodos de calentamiento eléctrico puede ser directo o indirecto.
La electricidad de calentamiento directo se convierte en energía térmica en el propio medio calentado (cuerpo), en el que se excita una corriente eléctrica (ciertas formas de movimiento de partículas cargadas).
Con el calentamiento indirecto, la conversión de energía eléctrica en energía térmica se lleva a cabo en convertidores especiales: calentadores eléctricos, y luego de ellos, por medio de conducción térmica, convección, radiación o una combinación de estos métodos, se transfiere al ambiente calentado.
De hecho, el calentamiento eléctrico del material es un calentamiento directo según el esquema de conversión directa.
El esquema de conversión indirecta de energía eléctrica en calor se implementa en bombas de calor eléctricas y transformadores de calor. Hasta el momento, no está muy extendido, pero tiene grandes perspectivas de desarrollo.
Para el calentamiento eléctrico de diversos medios y materiales, se utilizan equipos electrotérmicos, incluidos varios calentadores eléctricos e instalaciones de calefacción eléctrica.
Un calentador eléctrico (calentador eléctrico) es una fuente de calor que convierte la energía eléctrica en calor. De acuerdo con los métodos de calentamiento eléctrico, se distinguen los calentadores eléctricos con resistencia, inducción (inductores), dieléctricos (condensadores) y otros.
Una instalación de calefacción eléctrica es una unidad o equipo que incluye calentadores eléctricos, una cámara de trabajo y otros elementos conectados en un complejo estructural y diseñado para realizar un proceso tecnológico.
Las instalaciones de calefacción eléctrica se clasifican según el método de calentamiento eléctrico (resistencia, arco eléctrico, inducción, dieléctrico, etc.), la finalidad (hornos eléctricos, calderas, calderas, etc.), el principio de calentamiento (directo e indirecto), la principio de funcionamiento (funcionamiento intermitente y continuo), frecuencia actual, método de transferencia de calor de los calentadores al medio calentado, temperatura de funcionamiento (temperatura baja, media, alta), tensión de alimentación (baja tensión, alta tensión).
Lea más sobre los principales métodos y métodos para convertir energía eléctrica en energía térmica aquí: Métodos de calefacción eléctrica.
Los principales parámetros de las instalaciones de calefacción eléctrica incluyen potencia térmica, voltaje de suministro, frecuencia actual, eficiencia, factor de potencia (cosφ), dimensiones geométricas básicas.
Obtención de agua caliente y vapor — una de las aplicaciones más comunes de la energía eléctrica en la producción y la agricultura, especialmente en la ganadería. Sin contaminar el aire y los locales con productos de combustión y residuos, la calefacción eléctrica cumple al máximo los requisitos zootécnicos y sanitario-higiénicos. En muchos casos, esta es también la forma más económica de obtener agua caliente y vapor, que no requiere costos de transporte de combustible, construcción y operación de salas de calderas.
La industria produce una variedad de equipos para calentar agua y generar vapor, que está constantemente listo para trabajar en condiciones operativas y requiere costos mínimos de mantenimiento.
Calentadores de agua eléctricos y termos eléctricos Se clasifican según el método de calentamiento, principio de calentamiento (directo, indirecto), principio de funcionamiento (periódico, continuo), temperatura de trabajo, presión, tensión de alimentación.
Las calderas suelen trabajar a presión atmosférica y están diseñadas para producir agua caliente con una temperatura de hasta 95 °C. Las calderas de agua caliente funcionan a sobrepresión (hasta 0,6 MPa) y permiten producir agua con una temperatura superior a 100 °C. Las calderas de vapor eléctricas producen vapor saturado con una presión de hasta 0,6 MPa.
Las calderas elementales funcionan según el principio de calentamiento eléctrico indirecto del agua con la ayuda de elementos calefactores. Poseen suficiente seguridad eléctrica en su funcionamiento y son muy utilizados para calentar agua directamente en los puntos de su consumo.
Calentadores de agua de electrodos Funcionan según el principio de calentamiento directo: el agua se calienta mediante una corriente eléctrica que fluye a través de ella, alimentada por electrodos. Los sistemas de electrodos (calentadores de electrodos) son más simples, económicos y duraderos que los elementos calefactores.
Calderas eléctricas de agua caliente y vapor de producción de electrodos. El calentamiento por electrodos proporciona a las calderas simplicidad de diseño y regulación de potencia, alta confiabilidad y vida útil, alta eficiencia energética. Las calderas se fabrican para baja (0,4 kV) y alta (6 - 10 kV) tensión y potencia de 25 a 10 000 kW por unidad.