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Stufe elettriche: caratteristiche, prezzi, funzionamento

Riscaldamento

Le stufe elettriche sono dispositivi utilizzati per riscaldare ambienti, per lo più interni, che producono calore trasformando l'energia elettrica con cui vengono forniti. Il principio fisico su cui si basa il loro funzionamento è l'effetto Joule, che stabilisce che un conduttore attraversato da una corrente elettrica dissipa energia e quindi produce calore. Per coloro che desiderano maggiori dettagli su questo fenomeno, ecco una breve notazione per ulteriori studi.

La legge di Ohm e l'effetto Joule

La legge di Ohm stabilisce che se una tensione V viene applicata a un conduttore, sarà attraversata da una corrente di intensità I uguale a V / R dove R (resistenza elettrica) è un parametro che dipende dalla struttura atomica del conduttore stesso e dalle sue caratteristiche fisiche (direttamente proporzionale alla lunghezza e inversamente proporzionale all'area della sua sezione). Ricordiamo anche che un conduttore è un materiale che consente a una corrente elettrica di fluire all'interno con facilità. La corrente elettrica che passa attraverso un conduttore dissipa energia, che sarà trasformata in calore. Questo in parole semplici è l'effetto Joule. Se si vuole quantificare il calore prodotto si avrà che la potenza dissipata e quindi la potenza termica prodotta è uguale a P = RI2. Pertanto, il calore prodotto nell'unità di tempo sarà proporzionale al quadrato della corrente e alla resistenza del conduttore.

Le stufe elettriche trasmettono calore alla stanza in cui sono collocate in un modo che è un mix di radiazioni e convenzioni.

Naturalmente, a seconda della costruzione della stufa, sarà predominante una delle due modalità.

Esistono molti tipi di stufe elettriche che saranno naturalmente realizzate in un modo molto diverso, ma nonostante questo tutte avranno due caratteristiche essenziali in comune:

  • Stesso alimentatore, cioè potenza che viene naturalmente assorbita dalla rete elettrica attraverso una presa comune.
  • Stesso principio operativo dell'effetto Joule

Stufe elettiche, tipologie e caratteristiche

Come già accennato ci sono vari tipi di stufe elettriche e precisamente:

Tipologia tradizionale. Sono le più comuni e anche le più vecchie. Sono dotate di uno o più conduttori molto lunghi e sottili fatti di metalli speciali con elevate caratteristiche di resistenza elettrica (la lunghezza costante e la piccola sezione trasversale sono progettate per aumentare ulteriormente questa caratteristica). Conduttori, arrotolati su un cilindro di materiale refrattario, che, una volta sotto tensione, saranno attraversati dalla corrente e produrranno quindi calore per effetto Joule. Il calore verrà trasmesso principalmente per convenzione (riscaldando l'aria nella stanza) e, per questo motivo, devono necessariamente avere un consumo piuttosto elevato (devono riscaldare l'intero volume d'aria che riempie la stanza in cui sono collocate) tipicamente circa 2000 watt. Se si vuole aumentare la quota di calore trasmessa dalle radiazioni, basta posizionare dietro la resistenza un riflettore metallico che si scalderà a causa del calore prodotto da queste e irradierà onde elettromagnetiche con frequenza infrarossa. Se, al contrario, si desidera aumentare ulteriormente la quota già significativa di calore trasmessa per convenzione, bisognerà dotare la stufa di ventilatori che distribuiranno l'aria calda aumentando i movimenti convettivi.

Alogena. Le stufe alogene invece di generare calore con i riscaldatori elettrici utilizzano lampade alogene. Si tratta di lampade a incandescenza (hanno un filamento, racchiuso in un bulbo di vetro che, una volta attraversato dalla corrente, si riscalda per effetto Joule e diventa incandescente). Il bulbo che racchiude il filamento è riempito con un gas alogeno, solitamente iodio, mescolato con un gas nobile come xeno o kripton. Questa speciale configurazione della lampada consente al filamento di raggiungere temperature molto elevate (circa 3000 ° C) senza evaporare rapidamente. Infatti, l'aumento di temperatura porta le molecole del metallo che compone il filamento (tungsteno) ad evaporare ma immediatamente dopo la reazione con l'alogeno formano un alogenuro che, sempre per l'alta temperatura, si decompone e si deposita nuovamente sul filamento. Questo innesca un ciclo che preserva la lampada. È abbastanza chiaro che tali lampade genereranno calore che sarà trasmesso in gran parte dalle radiazioni e in parte minoritaria da moti convenzionali. Tutto ciò significa che queste stufe possono riscaldare consumando meno energia elettrica, in quanto non devono riscaldare l'intero volume di aria nella stanza. Se si desidera aumentare la quota di calore trasmessa per convenzione, è possibile posizionare i dei ventilatori dietro le lampade che costringeranno l'aria riscaldata a contatto con le lampade ad accelerare i moti convettivi.

Quarzo. Le stufe al quarzo sono simili alle stufe alogene infatti utilizzano lampade simili. La differenza sta nel bulbo di queste lampade che, al posto di essere realizzato in vetro, è fatto di quarzo. Il quarzo ha la proprietà di bloccare l'ultravioletto che può essere emesso dal filamento della lampada a causa dell'effetto della temperatura elevata. Radiazioni che possono essere dannose per gli occhi.

Infrarossi. Queste stufe sono composte da uno o più radiatori a infrarossi alimentati a corrente. I radiatori a infrarossi sono una resistenza comune incorporata in una massa ceramica. La ceramica protegge la resistenza che si riscalda a causa dell'effetto Joule e consente di raggiungere temperature elevate. Il calore prodotto dalla resistenza passa alla ceramica che la irradia nell'ambiente sotto forma di radiazione elettromagnetica. La proporzione di calore irradiato sarà predominante, sebbene una quota di minoranza sarà comunque trasmessa per convenzione. Anche in questo caso sarà possibile risparmiare energia in quanto non è necessario riscaldare l'aria nella stanza.

Vantaggi delle stufe elettriche

  • Sono pratiche e facili da usare. È sufficiente avere una presa di corrente e non richiede ulteriori interventi per il loro funzionamento,
  • Sono leggere e possono essere facilmente spostate,
  • Sono molto efficienti, infatti, viene utilizzata l'intera quantità di calore prodotto, a differenza delle stufe a combustione dove una parte del calore si allontana con i fumi,
  • Scaldano in fretta e, il calore prodotto, viene immediatamente trasmesso all'ambiente circostante in quanto di solito hanno una bassa capacità di immagazzinamento. Sono quindi adatte per richieste di calore discontinuo,
  • Non richiedono una canna fumaria poiché il riscaldamento delle resistenze e delle lampade non produce sottoprodotti nocivi per la salute,
  • Hanno un costo di acquisto molto basso.

Quanto consuma una stufa elettrica?

Una stufa elettrica tradizionale per riscaldare una stanza di 20/30 metri quadrati consuma circa 2000 watt all'ora. considerando il costo dell'elettricità, il consumo di queste stufe è di circa 30/35 centesimi in un'ora. Le stufe alogene o al quarzo, consumano circa 800 watt all'ora con un costo orario, quindi, pari a circa 15 centesimi circa.

Quanto costa una stufa elettrica?

Il prezzo delle stufe elettriche varia da poche decine di euro a qualche centinaia per i modelli più sofisticati dotati di timer e telecomando. Il prezzo medio per un buon prodotto che offre sicurezza, prestazioni e design accurato è di circa 100/120 euro.

Listino prezzi stufe elettriche