La calefacción es necesaria tanto para fines industriales como domésticos. En las industrias, la calefacción es necesaria para la fusión de metales, el moldeado de vidrio, el esmaltado de cobre, la cocción de aislantes y la soldadura, etc. En el ámbito doméstico, la calefacción es necesaria para cocinar, calentar agua, calentar habitaciones en invierno, planchar ropa y muchas otras cosas.
Todos esos propósitos de calefacción pueden ser cumplidos por la electricidad. La calefacción eléctrica tiene algunas ventajas.
- La calefacción eléctrica está libre de suciedad, por lo que se requiere un mínimo esfuerzo para su limpieza.
- La calefacción eléctrica está libre de gases de combustión, por lo que no necesita un sistema de escape para la generación de calor.
- El control de la temperatura se puede hacer muy fácilmente.
- Un sistema de calefacción eléctrica es económico en comparación con otros sistemas de calefacción convencionales disponibles en la industria. Tanto el costo de instalación como los costos de funcionamiento son bastante bajos.
- La protección automática contra cualquier anormalidad en el sistema de calefacción se puede proporcionar fácilmente en la calefacción eléctrica.
- La eficiencia del sistema es bastante alta en comparación con otros sistemas de calefacción equivalentes.
- El sistema de calefacción eléctrica no tiene ruido.
- El arranque del sistema es bastante más rápido que otros sistemas de calefacción.
Métodos de calentamiento eléctrico
Calentamiento de la frecuencia de energía
En este método, la energía eléctrica se utiliza directamente para calentar cualquier sustancia. El calentamiento por frecuencia de energía se subdivide de nuevo en dos categorías
Calentamiento de la resistencia
Calentamiento de arco
El calentamiento de la resistencia puede ser de calentamiento directo de la resistencia, o de calentamiento indirecto de la resistencia.
Calentamiento de resistencia directa
En el calentamiento por resistencia directa, la corriente fluye directamente a través de la sustancia a calentar. La sustancia que debe ser calentada en un sistema de calefacción eléctrica se llama carga. Como aquí la carga en sí proporciona el camino para pasar la corriente y el calor se produce en la propia carga, la eficiencia del sistema es bastante alta. Los ejemplos populares de calentamiento por resistencia directa son la soldadura por resistencia y la caldera de electrodos.
Calentamiento de resistencia indirecta
En este método, la corriente eléctrica pasa a través de un elemento resistivo donde se produce calor debido a la pérdida óhmica. Este calor se transfiere entonces a la sustancia que se va a calentar. Los ejemplos populares de calentamiento eléctrico por resistencia indirecta son el calentador de agua de inmersión, los hornos calentadores eléctricos de cocina y los sistemas de tratamiento térmico de metales, etc.
Calentamiento de arco
El de temperaturas muy altas se puede obtener del arco. El arco puede formarse entre dos electrodos de suficiente diferencia de potencial o entre un electrodo y la propia carga. En el segundo caso, la carga en sí se comporta como el otro electrodo.
Calentamiento de arco indirecto
En el horno eléctrico donde el arco se produce entre dos electrodos y el calor generado en el arco se transfiere a la carga se conoce como el horno de arco indirecto.
Calentamiento de arco directo
En el horno eléctrico donde se produce el arco entre el electrodo y la propia carga se llama horno de arco directo.
Calentamiento de alta frecuencia
Este tipo de calefacción eléctrica se puede clasificar como
- Calentamiento por inducción
- Calentamiento dieléctrico
- Calefacción por infrarrojos
Calentamiento por inducción
El calentamiento por inducción es de dos tipos
- Calentamiento por inducción directa
- Calentamiento por inducción indirecta
Calentamiento por inducción directa
En el calentamiento por inducción directa, la corriente es inducida en la propia carga debido al cambio de corriente en la zona. Debido a la resistencia inherente de la carga, se produce calor en la propia carga. El horno de inducción y el calentador de corriente de Foucault son dos ejemplos bien conocidos de calentamiento eléctrico por inducción directa.
Calentamiento por inducción indirecta
En este método, los elementos calefactores del horno se calientan por la corriente inducida en ellos por la inducción mutua de la bobina fuente. Este calor se transfiere a la carga por radiación y convección. Los hornos de inducción indirecta se utilizan principalmente para la fusión de metales.
Calentamiento dieléctrico
Es muy difícil calentar uniformemente un material de instalación como la madera, la cerámica y el plástico, etc. Aquí se emplea el calentamiento capacitivo dieléctrico de alta frecuencia. El material dieléctrico conectado entre dos electrodos se comporta como un condensador, y la corriente de alta frecuencia puede pasar a través del condensador. La corriente que pasa a través del condensador causa un calentamiento uniforme en el material dieléctrico. La frecuencia aplicada en el calentamiento del dieléctrico es muy alta en el rango de 10 a 50 kHz, pero la eficiencia de este sistema es baja, alrededor del 50%.
Calefacción por infrarrojos
Este es el método más ineficiente de calefacción eléctrica. También es la forma más simple de calefacción eléctrica. Aquí la radiación electromagnética que sale de una bombilla incandescente se enfoca a la superficie a calentar. Se utiliza principalmente para secar la superficie pintada de un objeto.
