Principe van weerstandsverwarming
Dat elektriciteit kan worden gebruikt voor verwarming, is gebaseerd op de wet van elektrische weerstand. Het wordt ook wel de wet van Ohm genoemd, naar zijn ontdekker. De fysieke eenheid die wordt gebruikt voor de weerstand van een elektrische geleider is de ohm. 1? komt overeen met 1 V / A (volt per ampère).
Werkingsprincipe van elektrische weerstand
De huidige stroom is gebaseerd op de beweging van elektronen. Elke geleider heeft echter een bepaalde weerstand tegen de beweging van de elektronen. Dit betekent dat een deel van de energie niet meer wordt getransporteerd, maar wordt omgezet in thermische energie.
De weerstandswaarden van individuele stoffen zijn verschillend. Ook de doorsnede van de geleider speelt een belangrijke rol. Daarnaast heeft de temperatuur ook invloed op de weerstand van een geleider.
Door het juiste ontwerp ontstaan geleiders met een bijzonder hoge weerstand. Dit kunnen de volgende componenten zijn:
- Verwarmingsgeleider (een eenvoudige draad met hoge weerstand)
- Verwarmingsspiraal (een opgerolde draad, die een hogere weerstand heeft)
- Verwarmingstape
- Verwarming jas
- Verwarmingstape
- Verwarmingsregister
- of speciale weerstandselementen
Efficiëntie
De omzetting van de elektriciteit in warmte verloopt vrijwel zonder verlies. Elektrische verwarming is daarom behoorlijk efficiënt. Fysiek gezien is het zeker niet waar dat elektrische verwarming inefficiënt zou werken. Bij elektrische verwarming moet u echter altijd rekening houden met het algehele rendement.
Andere opties
Opslag kachels
Niet elke elektrische kachel is een weerstandsverwarmer. Naast directe verwarming is er ook opslagverwarming (zoals nachtopslagverwarming). Ook hier kunnen geheugenverliezen optreden, waarmee fysiek en technisch rekening moet worden gehouden.
Warmtepomp
De warmtepomp gebruikt ook elektriciteit om warmte op te wekken. Het werkingsprincipe lijkt hier meer op een koelkast: warmte wordt onttrokken aan een medium (lucht, grondwater of de grond), net zoals de koelkast dat doet met het voedsel dat erin zit.
De warmte wordt vervolgens afgegeven aan de lucht of aan een vloeistof. In het ideale geval, bijvoorbeeld in zorgvuldig ontworpen geothermische systemen, kan de warmteopbrengst vele malen groter zijn dan de gebruikte elektrische energie.
Stralingsverwarming
Bij stralingsverwarming zoals infraroodverwarming wordt elektriciteit ook omgezet in thermische energie. Hier wordt echter geen convectiewarmte gegenereerd, maar thermische straling, vergelijkbaar met de opwarmende straling van de zon wanneer deze de aarde raakt.
Het rendement van stralingsverwarming is extreem hoog - het is ongeveer 2,5 keer dat van een moderne condensatieketel op gas. Vanuit technisch oogpunt is stralingsverwarming een van de meest geavanceerde en toekomstgerichte technologieën voor het verwarmen van een kamer.
Het enige probleem hierbij is het ecologische evenwicht bij het verwarmen met elektriciteit. Bij de beoordeling van het totale rendement moet ook rekening worden gehouden met het rendement van de elektriciteitsopwekking; daarnaast heeft elektriciteitsopwekking zeker enkele nadelige ecologische effecten.
