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Il riscaldamento elettrico è un processo in cui l'energia elettrica viene convertita in energia termica. Le applicazioni comuni includono riscaldamento degli ambienti, cottura, riscaldamento dell'acqua e processi industriali. Un riscaldatore elettrico è un dispositivo elettrico che converte una corrente elettrica in calore. L'elemento riscaldante all'interno di ogni riscaldatore elettrico è un resistore elettrico e funziona secondo il principio del riscaldamento Joule: una corrente elettrica che passa attraverso un resistore convertirà quell'energia elettrica in energia termica. La maggior parte dei moderni dispositivi di riscaldamento elettrico utilizzano il filo di nicromo come elemento attivo; l'elemento riscaldante, raffigurato a destra, utilizza un filo di nicromo sostenuto da isolanti in ceramica.
In alternativa, una pompa di calore utilizza un motore elettrico per guidare un ciclo di refrigerazione, che assorbe energia termica da una fonte come il suolo o l'aria esterna e dirige il calore nello spazio da riscaldare. Alcuni sistemi possono essere invertiti in modo che lo spazio interno venga raffreddato e l'aria calda venga scaricata all'esterno o nel terreno.
Il riscaldamento radiante elettrico utilizza elementi riscaldanti che raggiungono una temperatura elevata. L'elemento è generalmente impacchettato all'interno di un involucro di vetro simile a una lampadina e con un riflettore per dirigere l'energia emessa dal corpo del riscaldatore. L'elemento emette radiazione infrarossa che viaggia attraverso l'aria o lo spazio fino a quando non colpisce una superficie assorbente, dove viene parzialmente convertita in calore e parzialmente riflessa. Questo calore riscalda direttamente le persone e gli oggetti nella stanza, piuttosto che riscaldare l'aria. Questo stile di riscaldamento è particolarmente utile nelle aree in cui scorre aria non riscaldata. Sono inoltre ideali per scantinati e garage dove si desidera il riscaldamento a punti. Più in generale, sono una scelta eccellente per il riscaldamento specifico dell'attività.
I riscaldatori radianti funzionano silenziosamente e presentano il più grande potenziale pericolo di accensione degli arredi vicini a causa dell'intensità focalizzata della loro potenza e della mancanza di protezione dal surriscaldamento. Nel Regno Unito, questi apparecchi sono talvolta chiamati incendi elettrici, poiché originariamente venivano utilizzati per sostituire gli incendi aperti.
Il mezzo attivo del riscaldatore raffigurato in questa sezione è una bobina di filo di resistenza al nicromo all'interno di un tubo di silice fuso, aperto all'atmosfera alle estremità, sebbene esistano modelli in cui la silice fusa è sigillata alle estremità e la lega di resistenza non è nicromo .
In un riscaldatore a convezione, l'elemento riscaldante riscalda l'aria a contatto con esso per conduzione termica. L'aria calda è meno densa dell'aria fredda, quindi aumenta a causa della galleggiabilità, consentendo all'aria più fredda di entrare per prendere il suo posto. Questo imposta una corrente di convezione di aria calda che sale dal riscaldatore, riscalda lo spazio circostante, si raffredda e quindi ripete il ciclo. Questi riscaldatori sono talvolta pieni di olio. Sono ideali per il riscaldamento di uno spazio chiuso. Funzionano silenziosamente e hanno un rischio minore di rischio di accensione se entrano in contatto involontario con gli arredi rispetto ai riscaldatori elettrici radianti.
Un sistema di riscaldamento a pavimento elettrico ha cavi di riscaldamento incorporati nel pavimento. La corrente fluisce attraverso un materiale di riscaldamento conduttivo, alimentato direttamente dalla tensione di rete (120 o 240 volt) o a bassa tensione da un trasformatore. I cavi riscaldati riscaldano il pavimento per conduzione diretta e si spengono quando raggiunge la temperatura impostata dal termostato a pavimento. Una superficie del pavimento più calda irradia calore alle superfici circostanti più fredde (soffitto, pareti, mobili.) Che assorbono il calore e riflettono tutto il calore non assorbito su altre superfici ancora più fredde. Il ciclo di radiazione, assorbimento e riflessione inizia lentamente e rallenta lentamente avvicinandosi alle temperature prefissate e cessa di avvenire una volta raggiunto l'equilibrio a tutto tondo. Un termostato a pavimento o un termostato ambiente o una combinazione controlla il pavimento acceso / spento. Nel processo di riscaldamento radiante un sottile strato d'aria che è in contatto con le superfici riscaldate assorbe anche un po 'di calore e questo crea una piccola convezione (circolazione dell'aria). Contrariamente a quanto si crede, le persone non sono riscaldate da questa aria calda circolante o convezione (la convezione ha un effetto di raffreddamento) ma sono riscaldate dalla radiazione diretta della sorgente e dal riflesso dei suoi dintorni. Il comfort viene raggiunto a una temperatura dell'aria più bassa grazie all'eliminazione dell'aria in circolazione. Il riscaldamento radiante ha i massimi livelli di comfort in quanto l'energia delle persone (± 70 Watt per un adulto) (deve irradiarsi durante la stagione di riscaldamento) è in equilibrio con l'ambiente circostante. Rispetto al sistema di riscaldamento a convezione basato sulla ricerca accademica, le temperature dell'aria possono essere abbassate fino a 3 gradi. Una variante è l'utilizzo di tubi riempiti con acqua calda circolante come fonte di calore per riscaldare il pavimento. Il principio di riscaldamento rimane lo stesso. I sistemi di riscaldamento a pavimento elettrico e ad acqua calda (idronico) di vecchio stile incorporati nella costruzione del pavimento sono lenti e non possono rispondere ai cambiamenti climatici esterni o ai requisiti interni di domanda / stile di vita. L'ultima variante pone sistemi di riscaldamento elettrici specializzati e coperte direttamente sotto l'arredamento del pavimento e sopra l'isolamento aggiuntivo tutto posizionato sopra i piani di costruzione. I pavimenti delle costruzioni rimangono freddi. Il principale cambiamento nel posizionamento della fonte di calore gli consente di rispondere in pochi minuti alle mutevoli condizioni meteorologiche e ai requisiti della domanda interna come lo stile di vita in entrata / in uscita, al lavoro, a riposo, a dormire, più persone presenti / in cucina, ecc.
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