Instalatii electrotermice industriale. Definitii, clasificari

Instalatii electrotermice industriale. Definitii, clasificari

Electrotermia se ocupa cu studiul transformarii energiei electrice in caldura.

Instalatie electrotermica este ansamblul utilajelor care concura la conversia energiei electrice in energie termica, utila proceselor industriale.

Structura generala a unei instalatii electrotermice este data in figura 5.1.

Fig.4.1. Structura generala a unei instalatii electrotermice

industriale.

Sursa de alimentare, care primeste energie electrica din reteaua de distributie, are rolul de a modifica tensiunea, frecventa, numarul de faze si puterea electrica transmisa cuptorului electric. Se deosebesc urmatoarele categorii de surse:

surse de curent continuu (redresoare, masini rotative);

cicloconvertoare de joasa frecventa ;

transformatoare si variatoare de curent alternativ;

multiplicatoare de frecventa;

convertoare de medie frecventa;

generatoare electronice de medie si inalta frecventa.

Reteaua scurta este ansamblul de conductoare care leaga sursa de alimentare, de cuptor. Ea se construieste astfel incat sa reduca cat mai mult pierderile proprii de energie electrica.

Cuptorul electric este utilajul in care are loc conversia energiei electrice in energie termica. Se compune din:

• incinta de incalzire, avand geometria adaptata destinatiei cuptorului;
• elemente incalzitoare, care realizeaza conversia propriu-zisa a energiei electrice in energie termica si care pot fi: rezistoare, bobine, condensatoare etc.;
• incarcatura reprezentata prin substanta solida sau lichida, metalica, semiconductoare sau dielectrica ce urmeaza sa fie incalzita;
• elemente auxiliare, care produc si mentin atmosfera controlata sau vidul in incinta, realizeaza racirea cu apa sau cu aer, masoara si controleaza temperatura din incinta, efectueaza incarcarea si golirea incintei etc.

Clasificarea instalatiilor electrotermice se face dupa modul de transformare a energiei electrice in caldura:

• Cuptoare cu rezistoare - functioneaza pe baza efectului Joule al curentului electric.

Cuptoare de inductie - se bazeaza pe efectul Joule al curentilor turbionari indusi in incarcatura de un camp magnetic variabil produs de curentul care parcurge o bobina.

Cuptoare cu arc electric - au la baza caldura degajata de radiatia termica a arcului electric amorsat intre electrozi sau intre electrozi si incarcatura.

Cuptoare cu plasma - folosesc caldura arcului electric pentru incalzirea unui gaz ionizat.

Cuptoare capacitive si cu microunde - la care incarcatura dielectrica se incalzeste prin efectul termic al pierderilor prin conductie electrica si histerezis electric in prezenta unui camp electric de inalta frecventa.

Cuptoare ca fascicol de electroni - la care incalzirea are la baza transformarea in caldura a energiei cinetice a unui fascicol de electroni care bombardeaza incarcatura.

Avantajele incalzirii electrice fata de incalzirea cu flacara:

• Posibilitatea reglarii in limite largi, in timp si spatiu a producerii caldurii si mentinerea cu precizie a regimurilor termice la valorile prescrise;
• Posibilitatea izolarii spatiului de lucru fata de mediul ambiant si utilizarii vidului sau atmosferei controlate in incinta cuptorului;
• Posibilitatea obtinerii unor temperaturi foarte ridicate;
• Posibilitatea mecanizarii si automatizarii;
• Lipsa produselor de ardere si conditii mai bune de lucru.

Dezavantajele incalzirii electrice fata de cea cu flacara:

• Costul ridicat al energiei electrice;
• Complicatia constructiva a unor echipamente si utilizarea unor materiale deficitare si scumpe;

• Durata de functionare si siguranta mai reduse pentru anumite cuptoare.