Grzałka elektryczna do bojlera
Urządzenie grzewcze wykorzystujące przemianę energii elektrycznej w ciepło podczas przepuszczania prądu elektrycznego przez materiał oporowy elementu grzewczego.
Konstrukcja grzałki musi być zaprojektowana tak, aby działać poprawnie w żądanym zakresie temperatur, oraz zazwyczaj musi być odpowiednio odizolowana elektrycznie od otoczenia i ogrzewanego ośrodka.
Najczęściej spotykane konstrukcje:
grzałka rurkowa
grzałka patronowa
mata grzejna
grzałka PTC
grzałka silikonowa
grzałka opaskowa
grzałka płaska
grzałka zwojowa
grzałka ceramiczna
Grzałki są jednymi z najbardziej sprawnych urządzeń elektrycznych – niemal 100% pobieranej energii elektrycznej jest zamienianej na energię termiczną. Ponadto są elementami nie wprowadzającymi do sieci zasilającej zakłóceń z powodu braku elementów pojemnościowych lub indukcyjnych.
Grzałki elektryczne są szeroko używane w gospodarstwie domowym (czajnik elektryczny, pralka, suszarka do włosów) oraz w przemyśle do podgrzewania gazów, cieczy oraz ciał stałych (np. materiałów sypkich).
Grzałki posiadają charakterystykę rezystancyjną, co oznacza, że moc P wydzielona na grzałce jest opisana następująco:
P=U\cdot I={\frac {U^{2}}{R}}=I^{2}\cdot R}
Zwiększenie napięcia przyłożonego do grzałki powoduje więc wzrost wydzielonej mocy do kwadratu. Jednym z głównych problemów grzałek cieczy jest współczynnik przewodnictwa ciepła na granicy grzałka-ośrodek. Osadzanie się zanieczyszczeń na powierzchni grzałki powoduje zmniejszenie tego współczynnika, co z kolei skutkuje pogorszeniem oddawania ciepła, a tym samym zwiększeniem temperatury grzałki. Wyższa temperatura pracy powoduje natomiast szybszą degradację właściwości izolacji elektrycznej (tzw. starzenie) wewnątrz grzałki, co prowadzi do jej zniszczenia. W przypadku ogrzewaczy i podgrzewaczy wody często nazywanych bojlerami związki mineralne w postaci rozpuszczonych w wodzie związków wapnia i magnezu powodujące tzw. twardość wody są sprawcami awarii grzałek elektrycznych. Użytkownicy tych urządzeń mają możliwość wydłużyć żywotność grzałki poprzez obniżenie oczekiwanej temperatury wody do maksymalnej warości poniżej 50 stopni Celsjusza . Wówczas proces osadzania sie tzw kamienia na elementach grzewczych jest znacząco spowolniony . Innym sposobem jest stosowanie zmiękczacza wody lub magnetyzera . Proces zmiękczania wody ,którego celem jest wydłużenie czasu sprawności grzałki elektrycznej nie ma związku przyczynowo skutkowego ze stosowaniem w ogrzewaczach anod magnezowych lub tytanowych - o czym napiszemy w następnych materiałach.