Classificação das instalações de aquecimento elétrico

A obtenção de calor da eletricidade é possível de acordo com dois esquemas fundamentalmente diferentes:

1) sob um esquema de conversão direta, quando Energia elétrica (a energia de várias formas de movimento de partículas carregadas em um campo elétrico) se transforma em térmica (energia de vibrações térmicas de átomos e moléculas de substâncias),

2) de acordo com um esquema de conversão indireta, quando a energia elétrica não é convertida diretamente em energia térmica, mas é usada para transferir calor de um ambiente (fonte de calor) para outro (consumidor de calor), e a temperatura da fonte pode ser menor que a temperatura do usuário.

Dependendo da classe de materiais aquecidos (condutores, semicondutores, dielétricos) e dos métodos de excitação de uma corrente ou campo elétrico neles, distinguem-se os seguintes métodos de aquecimento elétrico: resistência (resistiva), arco elétrico, indução, dielétrico, eletrônico, luz (laser).

Qualquer um dos métodos de aquecimento elétrico pode ser direto ou indireto.

A eletricidade de aquecimento direto é convertida em energia térmica no próprio meio aquecido (corpo), no qual uma corrente elétrica é excitada (certas formas de movimento de partículas carregadas).

Com o aquecimento indireto, a conversão de energia elétrica em energia térmica ocorre em conversores especiais - aquecedores elétricos e, a partir deles, por meio de condução térmica, convecção, radiação ou uma combinação desses métodos, é transferida para o ambiente aquecido.

Na verdade, o aquecimento elétrico do material é um aquecimento direto de acordo com o esquema de conversão direta.

O esquema de conversão indireta de energia elétrica em calor é implementado em bombas de calor elétricas e transformadores de calor. Até agora, não é difundido, mas tem grandes perspectivas de desenvolvimento.

Para o aquecimento elétrico de vários meios e materiais, são utilizados equipamentos eletrotérmicos, incluindo vários aquecedores elétricos e instalações de aquecimento elétrico.

Um aquecedor elétrico (aquecedor elétrico) é uma fonte de calor que converte energia elétrica em calor. De acordo com os métodos de aquecimento elétrico, são distinguidos aquecedores elétricos com resistência, indução (indutores), dielétricos (capacitores) e outros.

Uma instalação de aquecimento elétrico é uma unidade ou equipamento que inclui aquecedores elétricos, uma câmara de trabalho e outros elementos conectados em um complexo estrutural e projetados para executar um processo tecnológico.

As instalações de aquecimento elétrico são classificadas de acordo com o método de aquecimento elétrico (resistência, arco elétrico, indução, dielétrico, etc.), finalidade (fornos elétricos, caldeiras, caldeiras, etc.), o princípio de aquecimento (direto e indireto), o princípio de operação (operação intermitente e contínua), frequência atual, método de transferência de calor de aquecedores para meio aquecido, temperatura operacional (baixa, média, alta temperatura), tensão de alimentação (baixa tensão, alta tensão).

Leia mais sobre os principais métodos e métodos de conversão de energia elétrica em energia térmica aqui: Métodos de aquecimento elétrico

Os principais parâmetros das instalações de aquecimento elétrico incluem potência térmica, tensão de alimentação, frequência atual, eficiência, fator de potência (cosφ), dimensões geométricas básicas.

Obtenção de água quente e vapor — uma das aplicações mais comuns da energia elétrica na produção e na agricultura, principalmente na pecuária. Sem contaminar o ar e as instalações com produtos de combustão e resíduos, o aquecimento elétrico atende ao máximo os requisitos zootécnicos e higiênico-sanitários. Em muitos casos, esta é também a forma mais econômica de obter água quente e vapor, o que não requer custos de transporte de combustível, construção e operação de caldeiras.

A indústria produz diversos equipamentos para aquecimento de água e geração de vapor, que estão sempre prontos para funcionar em condições operacionais e requerem custos mínimos de manutenção.

Aquecedores elétricos de água e caldeiras elétricas São classificados quanto ao método de aquecimento, princípio de aquecimento (direto, indireto), princípio de funcionamento (periódico, contínuo), temperatura de trabalho, pressão, tensão de alimentação.

As caldeiras geralmente funcionam à pressão atmosférica e são projetadas para produzir água quente com temperatura de até 95 ° C. As caldeiras de água quente funcionam em sobrepressão (até 0,6 MPa) e permitem a produção de água com temperatura acima de 100 ° C. As caldeiras elétricas a vapor produzem vapor saturado com pressão de até 0,6 MPa.

As caldeiras elementares funcionam com base no princípio do aquecimento elétrico indireto da água com a ajuda de elementos de aquecimento. Possuem suficiente segurança elétrica no funcionamento e são amplamente utilizados para aquecer água diretamente nos pontos de seu consumo.

Aquecedores de água com eletrodos Funcionam com base no princípio do aquecimento direto: a água é aquecida por uma corrente elétrica que passa por ela, alimentada por eletrodos. Os sistemas de eletrodos (aquecedores de eletrodos) são mais simples, baratos e duráveis ​​do que os elementos de aquecimento.

Eletrodo produziu caldeiras elétricas de água quente e vapor. O aquecimento por eletrodo fornece caldeiras com simplicidade de design e regulação de potência, alta confiabilidade e vida útil, alta eficiência energética. As caldeiras são produzidas para baixa (0,4 kV) e alta (6 - 10 kV) tensão e potência de 25 a 10.000 kW por unidade.