Logotipo Caloryfrio
Menu

¿Qué es el Efecto Joule? Aplicaciones para calefacción

Efecto Joule y su explicaciónEl efecto Joule es un fenómeno por el que los electrones en movimiento de una corriente eléctrica impactan contra el material a través del cual están siendo conducidos. La energía cinética que tienen los electrones se convierte entonces en energía térmica, calentando el material por el que circulan. El aumento de esta temperatura tiene distintas aplicaciones, entre ellas el uso en sistemas de calefacción de distintos tipos.

A continuación, profundizaremos en esta explicación y también en las particularidades de sus distintas aplicaciones.

Explicación del Efecto Joule

James Prescott Joule descubrió en 1841 que cuando una corriente eléctrica fluye por un sólido o líquido con una cierta conductividad, la energía eléctrica se convierte en calor a través de las pérdidas resistivas de forma irreversible. Los electrones que colisionan, tal y como se ha explicado, con los átomos del material conductor, causando que el calentamiento de éste. Pero ¿de qué factores depende este fenómeno?

La Resistencia (R): Es la oposición que ejerce un material al paso de los electrones. Cuanto mayor sea, más colisiones ocurrirán y el material se calentará más. Se expresa en ohmios.

La Intensidad (I): La cantidad de electrones que recorren el circuito por unidad de tiempo. Se expresa en amperios.

Energía disipada (E): La energía que se disipa en un conductor al circular por él energía eléctrica. Se expresa en Joules o Julios.

Tiempo (t): El tiempo durante el que fluye la corriente.

Por lo tanto, la fórmula que relaciona estos conceptos a través de Efecto Joule es la siguiente:

E = R·I2·t

Debemos recordar que esta fórmula puede expresarse de distintas maneras teniendo en cuenta la correlación de los parámetros. En algunos casos también aparece expresada en función de la Potencia (P), siendo ésta el Voltaje (V) por la Intensidad, y siendo el Voltaje, la Intensidad por la Resistencia. Es decir:

E = P·t = V·I·t = (R·I)·I·t= R·I2·t

El efecto Joule en calefacción

El Efecto Joule tiene diversas aplicaciones en calefacción, conocidos todos ellos como sistemas de calefacción eléctricos. A pesar de que todos los sistemas funcionan mediante el mismo principio, hay notables diferencias con respecto a la forma en la que se difunde el calor. De hecho, los sistemas existentes de calefacción se pueden dividir en sistemas de convección y sistemas de radiación.

Sistemas de Convección

La convección se basa en el calentamiento del aire de una estancia. Este aire cambiará de densidad, ascendiendo y haciendo a su vez descender el aire más frío, que se calentará a su vez al descender. De esta forma se crea un ciclo que acaba conllevando una climatización de la estancia. A su vez, también existen distinciones con respecto a los sistemas que utilizan la convección:

  • Convección natural: Es una fuente de calor a través de una resistencia, en forma de panel o de cable retorcido. Es un sistema lento que crea corrientes ascendientes de aire para la convección. También es importante mencionar que las corrientes de aire que se generan hacen que el polvo de la estancia se queme en la resistencia, dejando en ocasiones una mancha negruzca en la pared.
  • Convección con inercia: Son radiadores eléctricos en los que la resistencia interna está sumergida en un fluido (como aceite). Al calentarse el aceite calienta el radiador, y este calienta la estancia. Tarda en arrancar, pero calienta bien las estancias.
  • Convección forzada: Son los calefactores o termoventiladores. Estos sistemas hacen pasar aire a través de las resistencias expulsando aire caliente. Estos sistemas son más rápidos calentando las estancias, pero también tienen un consumo elevado.

Sistemas de radiación

Estos sistemas de emisión de calor calientan mediante radiación electromagnética los objetos que se encuentran cerca de las fuentes de emisión. La ventaja de estos sistemas es que no consumen una gran cantidad de energía, pero si no nos colocamos en la trayectoria del calor irradiado es posible que nuestra sensación térmica sea de frío, ya que no calientan la estancia igual de bien que los sistemas eficientes de convección.

A este tipo de estufas que se iluminan con una luz rojiza se la llama también calefacción infrarroja de onda corta. Existe también una calefacción infrarroja de onda larga, que difunfunde el calor de una forma menos directa.

Esta radicación no genera ningún tipo de problema en la salud, a excepción de las quemaduras o el envejecimiento de la piel si nos acercamos demasiado a los focos intensos de calor.

Efecto Joule y eficiencia

La calefacción eléctrica mediante efecto Joule no suele ser muy recomendable como sistema de calefacción principal en primeras viviendas. Si bien es cierto que el rendimiento de estos equipos a base de resistencias suele ser que por 1 kWh de energía eléctrica consumida se consigue emitir un 1 kWh de energía térmica, la obtención de ese kWh de energía eléctrica ha supuesto unas importantes cantidades de emisiones en el mix energético español actual. En el momento en el que toda la energía eléctrica sea limpia, será un sistema sostenible, aunque no eficiente.

¿Por qué se dice que, si con un rendimiento cercano al 100%, no es un sistema eficiente? Porque hoy en día existen sistemas eléctricos que son 1 kWh de energía eléctrica consumida se consiguen un mínimo de 4 kWh de energía térmica mediante sistemas a base de bomba de calor. Y además estos sistemas están en continuo desarrollo, mejorando esas eficiencias día a día. Por ello, la calefacción eléctrica mediante efecto Joule puede ser una solución válida para ciertos casos concretos, pero para una calefacción central convencional se debe estudiar cuál es el sistema más apropiado.

Modificado por última vez enMiércoles, 01 Julio 2020 11:46
volver arriba

Calderas de condensación Wolf CGB-2 38/55

La nueva caldera de condensación a gas Wolf CGB-2, disponible en los modelos CGB-2 38kW y 55kW, fusiona el generador de calor más eficiente de su categoría con una fiabilidad absoluta y un atractivo diseño. Con esta nueva caldera de condensación a gas CGB-2 de Wolf los profesionales encontrarán un excelente aliado para sus proyectos y los clientes un equipo altamente eficiente. La CGB-2 38/55 cuenta con un equipo pensado, diseñado y desarrollado para largos tiempos de funcionamiento y máxima exigencia energética. Los equipos se suministran para presión máxima de trabajo a 6 bar. Y su eficiencia energética en calefacción, según ErP, alcanza la clasificación A+ cuando se combina con BM-2 y sonda exterior. Asimismo, posee un amplio rango de modulación del 15-100 %, detector de caudal, sensor de presión y sensor de gases de combustión de serie para una máxima seguridad. Además, tiene una combustión silenciosa de muy bajas emisiones nocivas.

ORKLI GROUP fabricante de componentes y sistemas para el confort y la seguridad en el hogar

Presentación de ORKLI GROUP en la que se transmite el papel que juega la empresa como fabricante global de sistemas para el confort y la seguridad en el hogar, mercados en los que son considerados referentes. En el caso de la seguridad de gas, Orkli es el líder mundial en termopares y grupos magnéticos. Un grupo global, multicultural e integrado con más de 40 años de experiencia. Referente mundial en los sectores en los que opera gracias a la apuesta por la innovación y el desarrollo de soluciones. Orkli es una referencia mundial en la solución de sistemas de alta eficiencia y generación de agua caliente mediante combustión y energías renovables. #orkli

Aerotermia Ferroli para calefacción, refrigeración y agua caliente

La amplia gama de equipos de aerotermia Ferroli es capaz de aprovechar hasta el 78% de la energía contenida en el aire para climatizar tu hogar. Con un elevado rendimiento que minimiza el consumo de energía y las emisiones de CO2 al ambiente ayudando a reducir el efecto invernadero. Están diseñadas para proporcionar calefacción en invierno, refrigeración en verano y ACS todo el año. Disponibles en dos formatos: compacto, como la gama RVL I PLUS con un rango de potencias de 7 a 16 kW. Y partido (split) como la gama OMNIA H de 6 a 16 kW, ambos con eficiencia energética A+++ Indicados para pequeños apartamentos o chalets, gracias a sus reducidas dimensiones. Además son capaces de proporcionar el nivel de calefacción adecuado incluso con temperaturas exteriores bajo cero. En caso de necesitar sólo únicamente agua caliente, la mejor solución son las bombas aerotérmicas EGEA para ACS, también denominadas termos termodinámicos, con SCOP de hasta 3,6. Además, se pueden conectar a paneles solares fotovoltaicos, lo que los convierte en sistemas con un gran ahorro energético.

Ventajas de la unidad de mando termostato WOLF RM-2

Controlador único para calefacción, ACS y Ventilación Diseño moderno Versión cableada e inalámbrica Combinable con todos los equipos WOLF Sonda de temperatura integrada para control modulante Diversas funciones Instalación sencilla Termostato interior modulante, controlador de ventilación. Como termostato modulante reconoce el sistema de calefacción y ventilación (sin necesidad de BM-2)

Q-TON: Bomba de calor para la producción de agua caliente de Mitsubishi Heavy Industries

El Sistema Q-TON es una bomba de calor de Mitsubishi Heavy Industries que sirve para la producción de agua caliente sanitaria desde 60°C a 90°C. Este sistema funciona mediante aerotermia utilizando un compresor de CO2. Es capaz de alcanzar los 90°C incluso con temperaturas exteriores de -25°C y sin utilizar ninguna energía convencional de apoyo, reduciendo los costes de funcionamiento y el impacto medioambiental. Aplicación: Es un sistema idóneo para grandes demandas de ACS, como hoteles, centros deportivos, residencias, comunidades de vecinos con sistema de agua centralizada, etc.

Consumo cero con aerotermia, geotermia y energía solar fotovoltaica - Taller TAC 3 de Agremia

Talleres sobre técnicas aplicadas para climatización: práctica de instalaciones organizados por la asociación AGREMIA durante la Feria Climatización & Refrigeración 2019. CALEFACCIÓN Y A.C.S.: CONSUMO CERO MEDIANTE HIBRIDACIÓN DE AEROTERMIA, GEOTERMIA Y ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Con la colaboración de la Asociación EPYME de Sevilla, la Escola Gremial D´Installadors de Barcelona y la Asociación ASINEM de Mallorca. La finalidad de esta exposición fue demostrar a los visitantes a Feria que ya es posible conseguir técnicamente el consumo cero o casi cero en edificios de viviendas mediante la combinación de varios tipos de energías renovables, optando por la geotermia y la aerotermia, la segunda como solución general cuando no sea posible la instalación geotérmica y en ambos casos con el apoyo energético de instalaciones solares fotovoltaicas que proporcionan la energía renovable necesaria para hacer funcionar todo el sistema. La demostración duró 45 minutos y se realizó con un soporte consistente en una doble instalación de geotermia y aerotermia con sistema partido (en el caso de la geotermia se simuló con maqueta el pozo), hibridadas en ambos casos con una instalación solar fotovoltaica que funcionaba con aplicación de luz artificial mediante potentes focos adaptados. #talleresTACagremia

Búsquedas de Interés

Síguenos en Redes