Un calentador de agua eléctrico es un dispositivo que calienta el agua al convertir la energía eléctrica en energía térmica, y su principio de trabajo se basa principalmente en el principio de calentamiento resistivo. La siguiente es una introducción detallada:
Estructura y composición básica: un calentador de agua eléctrico generalmente consiste en componentes como un tanque de almacenamiento, elementos de calefacción eléctrica, un controlador de temperatura, una varilla de magnesio y una válvula de seguridad. El tanque de almacenamiento se utiliza para almacenar agua; Los elementos de calentamiento eléctrico son los componentes clave para convertir la energía eléctrica en energía térmica; El controlador de temperatura se usa para controlar la temperatura del agua; La varilla de magnesio juega principalmente un papel en la protección del tanque interno y la reducción de la corrosión; y la válvula de seguridad garantiza la seguridad del calentador de agua durante el uso.
Proceso de calentamiento resistivo: cuando el calentador de agua eléctrico está conectado a la fuente de alimentación, la corriente eléctrica pasa a través de los elementos de calentamiento eléctrico. Dado que los elementos de calefacción eléctricos (generalmente hechos de materiales de aleación metálica con alta resistencia, como la aleación de níquel-cromo) tienen una cierta resistencia a la corriente eléctrica, según la ley de Joule (, donde está el calor, es la corriente, es la resistencia y es la hora)) la corriente eléctrica funciona en la resistencia, y la energía eléctrica se convierte en energía térmica, causando la temperatura de la temperatura de la temperatura eléctrica.
Transferencia de calor y aumento de la temperatura del agua: después de que aumenta la temperatura de los elementos de calefacción eléctricos, el calor se transfiere al agua en contacto con ellos a través de la conducción de calor. A medida que el agua absorbe el calor, su temperatura aumenta gradualmente. Dado que la densidad del agua caliente es menor que la del agua fría, el agua caliente se elevará y el agua fría se hundirá, formando una convección natural dentro del tanque de almacenamiento, lo que hace que la temperatura del agua dentro del tanque sea más uniforme.
La función del controlador de temperatura: el controlador de temperatura monitorea la temperatura del agua dentro del tanque de almacenamiento en tiempo real. Cuando la temperatura del agua alcanza el límite de temperatura superior preestablecido, el controlador de temperatura cortará automáticamente la fuente de alimentación y detendrá el funcionamiento de los elementos de calefacción eléctricos para evitar que la temperatura del agua sea demasiado alta. Cuando la temperatura del agua dentro del tanque de almacenamiento cae a una cierta temperatura (el límite de temperatura menor preestablecido) debido al uso de agua caliente o disipación de calor natural, etc., el controlador de temperatura conectará automáticamente la fuente de alimentación nuevamente, haciendo que los elementos de calefacción eléctricos funcionen nuevamente para calentar el agua a la temperatura preestablecida.
Principio de trabajo de elementos de calefacción duales (para algunos calentadores de agua eléctricos): algunos calentadores de agua eléctricos están equipados con elementos de calefacción eléctricos superiores e inferiores. En la etapa inicial de uso, el elemento de calefacción eléctrica superior funciona primero, dando prioridad al calentar el agua en la parte superior del tanque de almacenamiento para satisfacer la necesidad del usuario de obtener rápidamente agua caliente. Cuando la temperatura del agua en la parte superior alcanza la temperatura preestablecida, el controlador de temperatura superior cortará la fuente de alimentación del elemento de calentamiento eléctrico superior y conectará la fuente de alimentación del elemento de calentamiento eléctrico inferior para continuar calentando el agua en la parte inferior del tanque de almacenamiento, de modo que la temperatura del agua en todo el tanque de almacenamiento puede alcanzar la temperatura preestablecida, mejorando la eficiencia de calentamiento y la tasa de utilización del agua caliente.
Principio de protección de la varilla de magnesio: durante el proceso de calentamiento, el calcio, el magnesio y otros iones en el agua se depositarán en la superficie del tanque interno para formar escala, y el oxígeno disuelto en el agua también corroe el tanque interno. Las propiedades químicas de la varilla de magnesio son más activas que las del metal del tanque interno, y reaccionará preferentemente con el oxígeno disuelto y otras sustancias corrosivas en el agua, protegiendo así el tanque interno de la corrosión y extender la vida útil del calentador de agua eléctrica.
A través de la serie anterior de procesos de trabajo, el calentador de agua eléctrico se da cuenta de la conversión de energía eléctrica en energía térmica, proporcionando a los usuarios agua caliente estable a una temperatura adecuada.
Anatomía de elementos de calefacción eléctrica:
Los elementos de calefacción eléctricos son los componentes principales de un calentador de agua eléctrico y juegan un papel crucial en el calentamiento del agua. Comprender su diseño y funciones es clave para diagnosticar y resolver problemas potenciales. Estos elementos suelen tener forma de varilla y ubicados dentro del tanque de almacenamiento, que consta de varios componentes centrales:
Varela de metal: la capa externa del elemento es una vaina de metal, típicamente hecha de cobre, acero inoxidable o aleación de níquel. Esta vaina encierra el elemento de calefacción, proporcionando una barrera robusta contra el entorno corrosivo dentro del tanque de agua.
Alambre de resistencia: dentro de la vaina está el cable de resistencia, generalmente hecho de aleación de níquel-cromo. El cable es el núcleo del elemento, donde la energía eléctrica se convierte en energía térmica a través de la resistencia. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de este cable, su resistencia natural genera calor, que luego se transfiere al agua.
Aislamiento: hay una capa de aislamiento eléctrico alrededor del cable de resistencia, generalmente hecha de óxido de magnesio. Este aislamiento es altamente efectivo en la realización de calor, pero previene el contacto eléctrico con la vaina, asegurando la seguridad y la eficiencia.
Puntos de terminación: ambos extremos del elemento de calentamiento tienen puntos de terminación donde se realizan conexiones eléctricas. Estos puntos sobresalen desde la parte superior del tanque del calentador de agua y están donde está conectado la fuente de alimentación.
Termostato y interruptor de seguridad: cada elemento está regulado por un termostato, que controla la temperatura cambiando la fuente de alimentación al elemento y apagado. El interruptor de seguridad (interruptor de límite alto) está integrado para evitar el sobrecalentamiento y cortará la fuente de alimentación si la temperatura del agua excede el límite seguro.
Comprender estos componentes es esencial para diagnosticar problemas con los elementos de calefacción. Los problemas generalmente son causados por la falla de uno o más de estos componentes, como un cable de resistencia quemado o una corrosión de la vaina, lo que resulta en baja eficiencia de calentamiento o falla completa.
Problemas comunes con elementos de calefacción eléctrica:
Los elementos de calefacción de los calentadores de agua eléctricos a menudo enfrentan varios mal funcionamiento comunes debido a su entorno de trabajo:
1.Proute: la corriente excesiva del voltaje inestable o el uso a largo plazo pueden hacer que el cable de resistencia en el elemento de calentamiento se queme, lo que hace que el calentador de agua no pueda calentarse y posiblemente disparar el circuito.
2. Daño de aislamiento: Erosión por agua, envejecimiento de alta temperatura o daño externo puede dañar la capa de aislamiento, lo que provoca fugas eléctricas y cortocircuitos.
3. Corrosión de Sheath: la vaina metálica puede corroerse debido a los productos químicos en el agua. La corrosión severa puede causar perforación, brindar riesgos de seguridad y afectar el calentamiento.
4. Problemas terminales: las conexiones terminales sueltas u oxidadas aumentan la resistencia, causando problemas como el calentamiento lento o intermitente.
5. Problemas relacionados con el termostato: un termostato defectuoso puede hacer que el elemento de calentamiento se sobrecaliente o no comience correctamente.
6. Drop de eficiencia: la acumulación de escala en el elemento de calentamiento reduce su eficiencia de transferencia de calor, ralentizando el calentamiento de agua y la energía del desperdicio.
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