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O aquecimento elétrico é um processo no qual a energia elétrica é convertida em energia térmica. Aplicações comuns incluem aquecimento de ambientes, cozimento, aquecimento de água e processos industriais. Um aquecedor elétrico é um dispositivo elétrico que converte uma corrente elétrica em calor. O elemento de aquecimento dentro de cada aquecedor elétrico é um resistor elétrico e funciona com o princípio do aquecimento de Joule: uma corrente elétrica que passa através de um resistor converterá essa energia elétrica em energia térmica. A maioria dos modernos dispositivos de aquecimento elétrico usa fio de nicromo como elemento ativo; o elemento de aquecimento, representado à direita, usa fio de nicrómio suportado por isoladores de cerâmica.
Como alternativa, uma bomba de calor usa um motor elétrico para acionar um ciclo de refrigeração, que extrai energia térmica de uma fonte como o solo ou o ar externo e direciona esse calor para o espaço a ser aquecido. Alguns sistemas podem ser revertidos para que o espaço interior seja resfriado e o ar quente seja descarregado para fora ou para o chão.
O aquecimento radiante elétrico utiliza elementos de aquecimento que atingem altas temperaturas. O elemento geralmente é embalado dentro de um envelope de vidro semelhante a uma lâmpada e com um refletor para direcionar a energia emitida para fora do corpo do aquecedor. O elemento emite radiação infravermelha que viaja pelo ar ou pelo espaço até atingir uma superfície absorvente, onde é parcialmente convertida em calor e parcialmente refletida. Esse calor aquece diretamente pessoas e objetos na sala, em vez de aquecer o ar. Esse estilo de aquecedor é particularmente útil em áreas através das quais o ar não aquecido flui. Eles também são ideais para porões e garagens onde o aquecimento local é desejado. De um modo mais geral, são uma excelente opção para o aquecimento específico da tarefa.
Os aquecedores radiantes operam silenciosamente e apresentam o maior perigo potencial de ignição de móveis próximos, devido à intensidade concentrada de sua produção e à falta de proteção contra superaquecimento. No Reino Unido, esses aparelhos são chamados de incêndios elétricos, porque foram originalmente usados para substituir incêndios a céu aberto.
O meio ativo do aquecedor descrito nesta seção é uma bobina de fio de resistência de nicrromo dentro de um tubo de sílica fundida, aberto para a atmosfera nas extremidades, embora existam modelos em que a sílica fundida é selada nas extremidades e a liga de resistência não é nicrômica .
Em um aquecedor de convecção, o elemento de aquecimento aquece o ar em contato com ele por condução térmica. O ar quente é menos denso que o ar frio, por isso aumenta devido à flutuabilidade, permitindo que mais ar fresco flua para ocupar seu lugar. Isso configura uma corrente de convecção de ar quente que sobe do aquecedor, aquece o espaço circundante, esfria e repete o ciclo. Às vezes, esses aquecedores são preenchidos com óleo. Eles são ideais para aquecer um espaço fechado. Eles operam silenciosamente e têm um risco menor de risco de ignição se entrarem em contato não intencionalmente com o mobiliário, em comparação com aquecedores elétricos radiantes.
Um sistema de aquecimento elétrico por piso radiante possui cabos de aquecimento embutidos no piso. A corrente flui através de um material de aquecimento condutor, fornecido diretamente da tensão da linha (120 ou 240 volts) ou a baixa tensão de um transformador. Os cabos aquecidos aquecem o piso por condução direta e desligam quando atingir a temperatura definida pelo termostato do piso. Uma superfície mais quente do piso irradia calor para superfícies mais frias ao redor (teto, paredes, móveis.) Que absorvem o calor e refletem todo o calor não absorvido para outras superfícies ainda mais frias. O ciclo de radiação, absorção e reflexão começa lentamente e diminui lentamente, aproximando-se das temperaturas do ponto de ajuste e deixa de ocorrer quando o equilíbrio é atingido em todas as direções. Um termostato de piso ou um termostato de sala ou combinação controla o piso on / off. No processo de aquecimento radiante, uma fina camada de ar que está em contato com as superfícies aquecidas também absorve um pouco de calor e isso cria uma pequena convecção (circulação de ar). Ao contrário do que se pensa, as pessoas não são aquecidas por esse ar ou convecção aquecida em circulação (a convecção tem um efeito de resfriamento), mas são aquecidas pela radiação direta da fonte e pelo reflexo de seus arredores. O conforto é atingido na temperatura mais baixa do ar devido à eliminação do ar circulante. O aquecimento radiante apresenta níveis mais altos de conforto, já que a energia das pessoas (± 70 Watt para um adulto) (deve irradiar na estação de aquecimento) está em equilíbrio com o ambiente. Comparado ao sistema de aquecimento por convecção baseado em pesquisa acadêmica, a temperatura do ar pode ser reduzida em até 3 graus. Uma variação é usar tubos cheios de água quente circulante como fonte de calor para aquecer o chão. O princípio de aquecimento permanece o mesmo. Os sistemas de aquecimento de piso elétrico e de água quente (hidrônica) de estilo antigo incorporados na construção do piso são lentos e não podem responder a mudanças climáticas externas ou exigências internas de demanda / estilo de vida. A mais recente variante coloca sistemas especializados de aquecimento elétrico e cobertores diretamente sob a decoração do piso e em cima de isolamento adicional, todos colocados no piso de construção. Os pisos da construção permanecem frios. A principal mudança no posicionamento da fonte de calor permite que ela responda em poucos minutos às mudanças nas exigências do clima e da demanda interna, como entrada / saída de estilo de vida, trabalho, descanso, sono, mais pessoas presentes / cozinhando, etc.
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