La calefacción eléctrica es un proceso en el que la energía eléctrica se convierte en energía térmica. Las aplicaciones comunes incluyen calefacción de espacios, cocción, calentamiento de agua y procesos industriales. Un calentador eléctrico es un dispositivo eléctrico que convierte una corriente eléctrica en calor. El elemento calefactor dentro de cada calentador eléctrico es una resistencia eléctrica, y funciona según el principio de la calefacción Joule: una corriente eléctrica que pasa a través de una resistencia convertirá esa energía eléctrica en energía térmica. La mayoría de los dispositivos modernos de calefacción eléctrica utilizan alambre de nicromo como elemento activo; El elemento calefactor, representado a la derecha, utiliza alambre de nicromo sostenido por aisladores cerámicos.

Alternativamente, una bomba de calor utiliza un motor eléctrico para impulsar un ciclo de refrigeración, que extrae energía térmica de una fuente como el suelo o el aire exterior y dirige ese calor hacia el espacio a calentar. Algunos sistemas pueden invertirse para que el espacio interior se enfríe y el aire caliente se descargue al exterior o al suelo.

La calefacción radiante eléctrica utiliza elementos calefactores que alcanzan una temperatura elevada. El elemento generalmente se empaqueta dentro de una envoltura de vidrio que se asemeja a una bombilla y con un reflector para dirigir la salida de energía lejos del cuerpo del calentador. El elemento emite radiación infrarroja que viaja a través del aire o el espacio hasta que golpea una superficie absorbente, donde se convierte parcialmente en calor y se refleja parcialmente. Este calor calienta directamente a las personas y los objetos en la habitación, en lugar de calentar el aire. Este estilo de calentador es particularmente útil en áreas a través de las cuales fluye aire no calentado. También son ideales para sótanos y garajes donde se desea calefacción por puntos. En términos más generales, son una excelente opción para el calentamiento específico de la tarea.

Los calentadores radiantes funcionan en silencio y presentan el mayor peligro potencial de ignición de los muebles cercanos debido a la intensidad focalizada de su salida y la falta de protección contra el sobrecalentamiento. En el Reino Unido, estos aparatos a veces se llaman fuegos eléctricos, porque originalmente se usaron para reemplazar fuegos abiertos.

El medio activo del calentador representado en esta sección es una bobina de alambre de resistencia de nicromo dentro de un tubo de sílice fundida, abierto a la atmósfera en los extremos, aunque existen modelos donde la sílice fundida está sellada en los extremos y la aleación de resistencia no es de nicromo. .

En un calentador de convección, el elemento calefactor calienta el aire en contacto con él por conducción térmica. El aire caliente es menos denso que el aire frío, por lo que se eleva debido a la flotabilidad, permitiendo que fluya más aire frío para tomar su lugar. Esto establece una corriente de convección de aire caliente que se eleva desde el calentador, calienta el espacio circundante, se enfría y luego repite el ciclo. Estos calentadores a veces se llenan de aceite. Son ideales para calentar un espacio cerrado. Funcionan silenciosamente y tienen un menor riesgo de ignición si hacen contacto involuntario con los muebles en comparación con los calentadores eléctricos radiantes.

Un sistema eléctrico de calefacción por suelo radiante tiene cables calefactores incrustados en el piso. La corriente fluye a través de un material de calentamiento conductivo, suministrado directamente desde el voltaje de línea (120 o 240 voltios) o a bajo voltaje desde un transformador. Los cables calentados calientan el piso por conducción directa y se apagarán una vez que alcance la temperatura establecida por el termostato del piso. Una superficie de piso más cálida irradia calor a las superficies circundantes más frías (techo, paredes, muebles) que absorben el calor y reflejan todo el calor no absorbido a otras superficies aún más frías. El ciclo de radiación, absorción y reflexión comienza lentamente y se ralentiza lentamente cerca de las temperaturas de punto de ajuste y deja de tener lugar una vez que se alcanza el equilibrio en todos los sentidos. Un termostato de piso o un termostato de ambiente o combinación controla el encendido / apagado del piso. En el proceso de calentamiento radiante, una fina capa de aire que está en contacto con las superficies calentadas también absorbe algo de calor y esto crea una pequeña convección (circulación de aire). Contrariamente a lo que se cree, las personas no se calientan por este aire o convección circulante caliente (la convección tiene un efecto de enfriamiento), sino que se calientan por la radiación directa de la fuente y el reflejo de sus alrededores. La comodidad se alcanza a una temperatura del aire más baja debido a la eliminación del aire circulante. La calefacción radiante experimenta los más altos niveles de confort ya que la energía propia de las personas (± 70 vatios para un adulto) (debe irradiarse en la temporada de calefacción) está en equilibrio con sus alrededores. En comparación con el sistema de calefacción por convección basado en investigaciones académicas, la temperatura del aire puede reducirse hasta 3 grados. Una variación es usar tubos llenos de agua caliente circulante como fuente de calor para calentar el piso. El principio de calentamiento sigue siendo el mismo. Los sistemas de calefacción por suelo radiante eléctricos y de agua caliente (hidrónicos) de estilo antiguo integrados en la construcción del piso son lentos y no pueden responder a los cambios climáticos externos ni a la demanda interna / requisitos de estilo de vida. La última variante coloca sistemas especializados de calefacción eléctrica y mantas directamente debajo de la decoración del piso y encima del aislamiento adicional, todo colocado encima de los pisos de construcción. Los pisos de construcción se mantienen fríos. El cambio principal del posicionamiento de la fuente de calor le permite responder en cuestión de minutos a los cambios en el clima y los requisitos de demanda interna, como el estilo de vida de estar dentro / fuera, en el trabajo, descansar, dormir, más personas presentes / cocinando, etc.

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