¿Cómo podría un calentador convector de "control inversor" ser más eficiente eléctricamente que otro?

Tendré que explicarlo paso a paso para que no tengas ninguna posibilidad de malinterpretar lo que estoy preguntando.

Primero, qué es un calentador de convección. Es una caja con forma de TV de plasma generalmente hecha de chapa de acero. Allí no hay televisión de plasma, está hueca. Se hace un conjunto de agujeros en el lado inferior de la caja. Se hace otro conjunto de agujeros en el lado superior o en el lado frontal cerca de la parte superior de la caja. Un elemento de calentamiento resistivo está instalado dentro de la caja cerca de su parte inferior. La caja se monta en una pared o se instala sobre pequeñas ruedas o patas. El elemento calefactor está conectado a la red eléctrica de CA para que pueda extraer electricidad y producir calor que calienta el aire dentro de la caja y provoca un flujo de aire convectivo a través de la caja. Así que es otra forma de producir un calentador eléctrico viejo y aburrido.

Ese era un calentador no regulado que subcalentaba o sobrecalentaba la habitación la mayor parte del tiempo. Por lo tanto, un calentador generalmente está equipado con un termostato que se monta en algún lugar de la caja. Un termostato puede tener una perilla giratoria y una placa bimetálica o puede ser un termostato electrónico que tiene algunos circuitos electrónicos y botones de control para establecer la temperatura deseada. De cualquier manera, enciende y apaga el elemento calefactor. Entonces, el calentador está completamente encendido y produciendo calor o está apagado y se está enfriando a temperatura ambiente.

Ahora dé la bienvenida a un calentador de "control inversor". Es el mismo calentador que el anterior, pero ahora tiene un circuito electrónico inteligente que puede hacer funcionar el mismo elemento calefactor a diferentes niveles de potencia. No puedo encontrar los detalles de cómo se implementa exactamente (y si pudiera, preferiría no entenderlos), pero suena muy similar a cómo se activan los LED con un controlador de modo conmutado: se aplica exactamente la potencia promedio correcta al elemento calefactor por lo que siempre está "30% activado".

Luego hay dos calentadores de convección muy similares, casi de la misma forma y tamaño, la misma potencia y ambos con "control inversor", producidos por dos fabricantes diferentes. Un distribuidor afirma que un laboratorio de certificación probó ambos calentadores y uno de ellos resultó ser un siete por ciento más eficiente eléctricamente que el otro . No sé qué significa exactamente "eléctricamente eficiente", pero el distribuidor lo enmarca de tal manera que el calentador "mejor" consumirá menos electricidad por la misma cantidad de calor.

¿Cómo puede ser esto posible? Si se tratara de LED, las pérdidas del controlador serían calor inútil (e incluso dañino). Esta vez el calor es útil y no importa dónde se produzca el calor: en el calefactor o en su unidad de control que está conectada al calefactor. De cualquier manera, debería producir un kilovatio-hora de calor por cada kilovatio-hora de electricidad consumida.

¿Cómo podría un calentador ser "más eficiente eléctricamente" que el otro? ¿Es técnicamente posible?

Lo único que me vino a la mente es que el más eficiente mantiene mejor la tensión de alimentación y la corriente en fase al estar más cerca de una carga puramente resistiva.
El término eficiencia normalmente se aplica a los dispositivos de conversión de energía, de modo que la salida de energía es energía en una forma diferente al calor, y la diferencia entre la entrada y la salida es calor perdido. Dado que todo el calor producido en un calentador se puede considerar salida, los calentadores según la definición normal son 100% eficientes. "Algún comerciante" debe tener su propia definición de eficiencia, tal vez "más rentable". El laboratorio de pruebas puede haber determinado que el mejor calentador mantiene la temperatura más constante. El distribuidor puede haberlo traducido de alguna manera a "eficiencia".

Respuestas (1)

Estás en lo correcto. Un calentador ineficiente simplemente desperdiciaría energía como calor que calentaría la habitación de todos modos.

Debido a la lenta respuesta térmica de una habitación, la mayoría de los sistemas de calefacción funcionan con un ciclo de trabajo lento por termostato. Por lo tanto, el 30 % de la potencia podría ser la máxima potencia durante 30 s encendido y 70 s apagado. Debido a la histéresis en el termostato, este enfoque provocaría cierta oscilación de la temperatura alrededor del punto de referencia. Y esta es realmente la única oportunidad de mejorar la "eficiencia".

Si se usa algún tipo de controlador de atenuación en el calentador y se usa un algoritmo de control PID (proporcional-integral-derivativo), entonces el calentador podría funcionar al 30% de forma continua y evitar la oscilación. Esto podría mejorar un poco la eficiencia para un punto de ajuste dado. Probablemente necesite comparar con el peor tipo de termostato para obtener una mejora del 7%.

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Figura 1. La mejora de Pavel Rojtberg a su máquina meCoffee da una idea del control mejorado disponible usando PID en relación con un termostato. Fuente: rojtbert.net .

En cuanto a lo que significa "inversor" en este contexto, necesitaría hablar con su gente de marketing. Por lo general, se usa para describir un dispositivo para convertir CC en CA, pero el calentador funciona con un suministro de CA para empezar, por lo que no es necesario.

¿Hay alguna manera de que dos calentadores controlados por PID, cada uno con "atenuador", tengan una diferencia de eficiencia del 7 por ciento?
No si mantienen la temperatura cerca del punto de referencia.
¿Cómo podría un calentador convector de "control inversor" ser más eficiente eléctricamente que otro?
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