El elemento de calentamiento

Un elemento de calentamiento convierte la electricidad en calor por el proceso de calentamiento resistivo o Joule. Corriente eléctrica que pasa a través del elemento encuentra resistencia, lo que resulta en el calentamiento del elemento. A diferencia del efecto Peltier este proceso es independiente de la dirección del flujo de corriente.

Elementos de calentamiento del metal

Nichrome: La mayoría de los elementos de calentamiento utilizan Nichrome 80/20 (80% de níquel, 20% de cromo) de alambre, cinta o tira. Nichrome 80/20 es un material ideal, ya que tiene resistencia relativamente alta y forma una capa adherente de óxido de cromo cuando se calienta por primera vez. Material de debajo de esta capa no se oxida, evitando que el hilo se rompa o queme.
Alambre de resistencia: los elementos de calentamiento de resistencia metálicos puede ser alambre o cinta, recta o en espiral. Se utilizan en aparatos de calentamiento comunes como tostadoras y secadores de pelo, hornos para calentamiento industrial, calefacción por suelo radiante, calefacción de techo, calefacción vía para derretir la nieve, secadoras, etc. Las clases más comunes de los materiales utilizados son:
Kanthal (FeCrAl) cables
Nichrome 80/20 alambre y tira
Cuproníquel (CuNi) aleaciones para calentamiento de baja temperatura
De aluminio grabados: Grabado elementos de papel de aluminio se hacen generalmente de las mismas aleaciones como elementos de alambre de resistencia, pero se producen con un proceso de fotograbado sustractivo que comienza con una lámina continua de hoja de metal y termina con un patrón de resistencia compleja. Estos elementos se encuentran comúnmente en aplicaciones de calentamiento de precisión como el diagnóstico médico y aeroespacial.
Elementos de calentamiento por radiación (lámparas de calor): Una lámpara incandescente de alta potencia funcionan generalmente a menos de potencia máxima para irradiar la mayoría de infrarrojos en lugar de luz visible. Éstos se encuentran generalmente en los calefactores radiantes y calentadores de alimentos, ya sea tomando una forma larga, tubular o una forma del reflector con lámpara R40. El estilo lámpara reflectora es a menudo teñida de rojo para minimizar la luz visible producida; la forma tubular es siempre clara.

Elementos de calefacción de cerámica

El molibdeno disiliciuro: molibdeno disiliciuro (MoSi2) un compuesto intermetálico, un siliciuro de molibdeno, es un refractario de cerámica utilizadas principalmente en elementos de calentamiento. Tiene densidad moderada, punto de fusión 2030 ° C, y es conductora de la electricidad. A altas temperaturas que se forme una capa de pasivación de dióxido de silicio, que lo protege de la oxidación adicional. El área de aplicación incluye la industria del vidrio, la sinterización de cerámica, hornos de tratamiento térmico y hornos de difusión de semiconductores.
PTC elementos cerámicos: material cerámico PTC se nombra para su coeficiente térmico positivo de la resistencia (es decir, la resistencia aumenta al calentarse). La mayoría de la cerámica tiene un coeficiente negativo, mientras que la mayoría de los metales tienen valores positivos. Mientras que los metales se vuelven ligeramente más resistente a temperaturas más altas, esta clase de cerámica (a menudo de titanato de bario y titanato de plomo composites) tiene una respuesta térmica altamente no lineal, de modo que se convierte en extremadamente resistiva por encima de un umbral de temperatura dependiente de la composición. Este comportamiento hace que el material para actuar como su propio termostato, ya que la corriente pasa cuando está fresco, y no lo hace cuando está caliente. Las películas delgadas de este material se utilizan en los calentadores de descongelación posterior-ventanas de automóviles, y los elementos con forma de panal se utilizan en los secadores de pelo y calentadores de espacio más caro.

Compuesto de elementos de calentamiento

Elementos de calentamiento tubulares: Tubular (enfundadas) elementos comprenden normalmente una fina bobina de cable calentador de resistencia de la aleación, por lo general de nicromo (NiCr) que está conectado en cada extremo a una clavija de terminal y está aislado eléctricamente de un tubo metálico, de aleaciones de acero inoxidable, tales como Incoloy, o cobre, por un material aislante de cerámica, fusionado polvo de óxido de magnesio. Los extremos del tubo están equipados con frecuencia con los granos de material aislante como cerámica o de caucho de silicona, o una combinación de ambos para evitar la penetración de humedad en al elemento. Estos pueden ser una varilla recta (como en hornos tostadores) o doblada a una forma de abarcar un área a calentar (como en estufas, hornos, y cafetera eléctrica). Hay dos tipos de elementos de calentamiento tubulares ampliamente utilizados, es decir,
Elementos serigrafiados: pistas de metal-cerámica serigrafiados depositadas en metálico aislado de cerámica (generalmente de acero) placas han encontrado una amplia aplicación como elementos de calderas y otros aparatos domésticos desde mediados de la década de 1990.

Cocina de quemadores resistencia eléctrica

Sistemas de elementos de calentamiento combinado

elemento enfundado corte de sección transversal

La tecnología de película gruesa: Resistencias para hornos de alta temperatura son a menudo hechos de materiales exóticos, incluyendo platino, disiliciuro molibdeno, molibdeno (hornos de vacío) y carburo de silicio. Encendedores de carburo de silicio son comunes en los hornos de gas.
Cocina eléctrica: Muchas estufas eléctricas tienen tres tipos de elementos de calefacción, quemadores de superficie, elementos de hornear y asar elementos. Elementos de los quemadores de superficie son típicamente un tipo de bobina, tipo sólido o una bobina de cinta, como se usa en rangos suave-top. Todos estos normalmente consisten de alambre de calentamiento que utiliza una corriente eléctrica para producir calor. El elemento de asar es el elemento de calentamiento que se encuentra en la parte superior del horno y produce un nivel muy alto de calor para asar a la parrilla. Este elemento no se utiliza para la mayoría de bicarbonato y sólo proporciona alrededor del 10% del calor. El elemento de horneado se encuentra en la parte inferior del horno. La mayoría de los hornos utilizan tanto el elemento de horneado y el elemento de asar a la parrilla en un ciclo de horneado, pero con el elemento de horneado realización de 90% de la calefacción.

Cocina de inducción

Una cocina de inducción es un tipo de cocina vitrocerámica que calienta directamente el recipiente mediante un campo electromagnético en vez de calentar mediante calor radiante por el uso de resistencias. Estas cocinas utilizan un campo magnético alternante que magnetiza el material ferromagnético del recipiente en un sentido y en otro. Este proceso tiene menos pérdidas de energía, el material se agita magneticamente, la energía absorbida se desprende en forma de calor, calentando el recipiente. Los recipientes deben contener un material ferromagnética al menos en la base, por lo que los de aluminio, terracota, cerámica, vidrio o cobre no son utilizables con este tipo de cocinas.

Actualmente el coste de la tecnología de inducción dobla al de una vitrocerámica tradicional, pero las elevadas prestaciones así como su mayor eficiencia energética la convierten en una inversión atractiva. El coste de la producción de esta tecnología se centra en la electrónica de potencia necesaria para su funcionamiento.

Aspecto exterior de una cocina de inducción.

Funcionamiento

La naturaleza de este calentamiento lo hace mucho más eficiente que el tradicional, pues se calienta directamente el recipiente a utilizar, y no indirectamente como se hace con las tradicionales vitrocerámicas basadas en resistencias. Esto contribuye a un ahorro de energía cada vez más apreciado en la sociedad actual. La vitrocerámica de inducción detecta gracias a un sistema de sensores si hay o no recipiente sobre su superficie. En caso de no haberlos, no funciona. Además incorpora las más modernas técnicas de procesado de señal para lograr un control eficiente de la potencia.

El modelo de inducción calienta dos veces más rápido que una placa vitrocerámica convencional. Son capaces de detectar la forma y tamaño del recipiente y se puede elegir la temperatura exacta de cocción (termostato). Además, el tiempo de cocción es muy reducido tardando muy poco en conseguir la temperatura deseada. Esta vitrocerámica facilita la limpieza por su superficie lisa y porque al permanecer fría los posibles desbordamientos no se requeman o incrustan en el vidrio, bastando pasar sobre ella un paño húmedo.

A la hora de decantarse por esta opción tampoco hay que desdeñar la seguridad. Con ella, se evitan posibles quemaduras, ya que no se calienta. La placa de inducción alcanza como temperatura máxima la del calor residual producido por el recipiente. Asimismo, no existe ningún riesgo de explosión fortuita al no utilizar combustibles. Por su seguridad, son las únicas que pueden colocarse con cualquier electrodoméstico debajo: sólo es necesario dejar una distancia. Tienen el problema de que solamente pueden utilizarse ciertos materiales para el menaje de cocina y la condición de que no puede ser usada por personas que lleven marcapasos.

Es posible fabricar una cocina de inducción que funcione con cualquier metal conductor, sin embargo el sistema convencional es más simple y barato. Para calentar metales como el aluminio, se pueden utilizar varias bobinas que se activan cíclicamente, una después de otra, generando un campo magnético móvil como en un motor de corriente alterna. Este mismo efecto se aprovecha para usar el aluminio en velocímetros y motores de jaula de ardilla.

Aunque el coste de la cocina de inducción suele rondar el doble del precio de una cocina eléctrica vitroceramica de resistencia convencional o halogena, el gasto eléctrico del hogar suele ser un 40% menor y resulta rentable si se usa la cocina con frecuencia. Sobre todo con usos cortos como freír un filete, donde una cocina vitroceramica convencional perdería gran parte de la energía usada en el calor residual de la placa de la cocina.

Respecto a una cocina de gas, aprovecha mejor la energía eléctrica (84%) que el gas producido (40%). Sin embargo, en el proceso total que incluye la generación eléctrica en el país, a partir de combustibles fósiles, solo un 30% (o casi un 60% en ciclo combinado) se convierte en electricidad y el resto en calor, que muchas veces no se aprovecha y genera contaminación térmica.

Historia

La aparición de los primeros conceptos de la cocina de inducción se remota a principios del siglo veinte. Alrededor de los años cincuenta la división de frigoríficos de General Motors hizo una demostración con cocinas en una gira por los Estados Unidos. La inducción se mostraba calentando un cazo y situando al mismo tiempo un trozo de papel de periódico entre la placa de inducción y el cazo. Nunca llegó a la fase de producción.

A principios de los años setenta se realizaron nuevos estudios en los Estados Unidos en conjunción con el Centro de Investigación y desarrollo de Westinghouse Electric Corporation en Churchill Borough, cerca de Pittsburgh. Ese desarrollo se hizo público en 1971 durante la exposición llevada a cabo por la National Association of Home Builders convention in Houston, en Texas, como parte de la muestra de Productos para el consumidor de la Westinghouse. Se produjeron cientos de unidades para impulsar la entrada del producto en el mercado a las que se denominaron "Cool Top 2" de inducción. El desarrollo se llevó a cabo en el laboratorio de investigación dirigido por Bill Moreland y Terry Malarkey.

El precio de cada unidad era de unos 1500 US$. La producción se realizó entre 1973 y 1975 acabando con la venta de la División de Productos de Consumo de Westinghouse a la White Consolidated Industries Inc.. El modelo CT2 contaba con cuatro hornillos de 1600 vatios cada uno. La superficie estaba constituida por una capa de priocerámica. Cada módulo se alimentaba a 240V que se trasformaban a 20 - 200V mediante una fuente continua variable con un rectificador controlado por fase. La fuente de alimentación lo convertía en una onda de 27 kHz de una intensidad de 30 A (pico) mediante dos amplificadores en paralelo de seis transistores de potencia (Motorola) en configuración medio-puente formando un Oscilador LCresonante, donde el componente inductor era de hilo de cobre enrollado y la sartén u olla como carga. El diseño fue realizado por Ray Mackenzie, que superó los problemas de sobrecarga que aparecieron anteriormente.

Más adelante otras patentes fueron apareciendo con mejoras como la reducción de sobrecalentamientos, la detección de sartenes o la radiación de los campos electromagnéticos.

La inducción no llegó a entrar del todo en el mercado estadounidense. Donde finalmente si entró fue en Europa gracias a las colaboraciones que se realizaron entre el departamento de I+D+i de la entonces Balay S.A. (ahora BSH) y la Cátedra de Electrónica de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Zaragoza con proyectos dirigidos por Armando Roy, que iniciaron investigaciones sobre la tecnología innovadora de inducción, dentro del Plan Concertado de Investigación Científica y Técnica (CAICYT).

Finalmente, en 1996 comenzó el proyecto de I+D Inducción III, realizado por BSH en colaboración con la Universidad de Zaragoza, que dio lugar en 1999 al lanzamiento del primer modelo compacto, en el que la electrónica ya estaba integrada en la zona de cocción.

Ventajas

La cocina de inducción tiene numerosas ventajas:

Según el U.S. Department of Energy, la eficiencia de transmisión de energía en la cocina de inducción es del 84% frente al 74% de las cocinas vitrocerámicas convencionales. Lo que significa un ahorro de aproximadamente 12% para la misma cantidad de calor generada.

La alta eficiencia en la transferencia de calor de esta nueva tecnología hace que se cocine más rápido, que en las cocinas eléctricas convencionales. También supone un ahorro de energía.

Al calentarse el puchero directamente evita que se queme cualquier cosa que se haya quedado interpuesta entre la cocina y el puchero. Esta característica hace que las cocinas de inducción sean más seguras, reduciendo el riesgo de incendio considerablemente y eliminan el de explosión, lo cual es especialmente importante para las personas mayores. Como el calor se genera por una corriente inducida, la unidad detecta si el puchero está presente lo que permite que la cocina se apague automáticamente si detecta que el puchero ha sido retirado. Estas cocinas se pueden completar, en un sistema domótico como X10, con un detector de calor, que apague la cocina cuando se advierta que algo se está quemando, mediante el corte de electricidad a la misma.

Además, estas cocinas, al no quemarse la superficie resultan más fáciles de limpiar, porque no quedan restos adheridos y quemados.

Se deterioran poco, por lo que suelen durar más tiempo como nuevas.

A pesar de todo, hay que tener en cuenta que estas placas requieren recipientes especiales con fondo ferromagnético, cada vez más habituales, que permitan cerrar el circuito de inducción. En general, se puede decir que cualquier recipiente en cuya base se "pegue" un imán es válida para este tipo de cocinas.

Proveedores

Las alemanas AEG, Bosch, Fissler, Miele and Siemens. Las españolas Fagor y BSH, Italiana [ Barazza [Smeg (appliances)|Smeg]] y Sueca Electrolux

En Asia también se están comercializando cocinas de inducción de alta potencia principalmente por compañías Taiwanesas y Japonesas como Power HK Ltd,UNIVERSAL, icMagIC, Zanussi, iLighting, German Pool. [URL="http://bepam.net/bep-tu_128.html"]BẾP TỪ[/URL] | [URL="http://bepam.net/bep-dien-tu_126.html"]BẾP ĐIỆN TỪ[/URL] | [URL="http://bepam.net/bep-ga"]BẾP GA[/URL] |[URL="http://bepam.net/may-hut-mui"] MÁY HÚT MÙI[/URL] |[URL="http://bepam.net/may-rua-bat"] MÁY RỬA BÁT[/URL] | [URL="http://bepam.net/may-say-bat"]MÁY SẤY BÁT [/URL]| [URL="http://bepam.net"]BEPAM.NET[/URL] [URL="http://www.noithatkuongthinh.com/bep-dien-tu-munchen-1068257.html"]bếp điện từ Munchen[/URL] | [URL="http://www.noithatkuongthinh.com/bep-tu-munchen-1068126.html"]Bếp từ Munchen [/URL]

Ver También

Aspecto interior de una cocina de inducción.

Aspecto lateral de una cocina de inducción.

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