Tijdschrift van het Willems-Fonds. Jaargang 3

[p. 292]

Electrische verwarming.

De electrische kracht is een bijzondere vorm der energie; ze kan zich omzetten in scheikundige, in mechanische en in warmte-energie; de electrische verlichting is eene toepassing dezer laatste: de warmte wordt saamgedrongen in de kleinste ruimte mogelijk, ten einde de temperatuur zóo te doen stijgen dat het lichaam lichtgevend wordt.

Alhoewel in betrekkelijk korten tijd de electriciteit met reuzenschreden is vooruitgegaan en hare toepassingen zich in het oneindige hebben uitgebreid, kan men bemerken, dat onder de verschillende transformaties dier energie het de eigenlijke warmtewerkingen van den electrischen stroom zijn die voor alsnu het minst in het gewone leven benuttigd worden.

En inderdaad, de electrische verwarming is nog weinig bekend. In enkele, bijzondere gevallen heeft men ze met voordeel kunnen aanwenden, of wel ze heeft zich, ondanks hare bezwaren, opgedrongen.

In theorie is het zeer eenvoudig om den electrischen stroom in warmte te doen overgaan. Uit een practisch oogpunt echter is die omzetting zeer lastig, want de energie die gevergd wordt is zóo sterk; de onkosten zijn, in gewone omstandigheden, zóo hoog, dat het altijd veel minder kostelijk valt eene brandstof rechtstreeks te benuttigen dan de electriciteit als tusschenkomende kracht te gebruiken. Doch, menigvuldig zijn de toestanden waarin dit groote bezwaar wordt over het hoofd gezien en men zich enkel voor het oog stelt de onbetwistbare voordeelen die dit verwarmingstelsel oplevert.

[p. 293]

De calorifische waarde der electriciteit is zeer gering⁽¹⁾: men weet dat eene der hosdanigheden der electrische gloeilampen hierin bestaat dat ze betrekkelijk zeer weinig warmte uitstralen. Wanneer dus de beweegkracht aan het dynamo moet gegeven worden door een stoomtuig of door een gasmotor, dan zijn de uitgaven niet in verhouding met de voordeelen. Maar van het oogenblik dat men kan beschikken over eene natuurlijke kracht, zooals een waterval of een windmolen;

(1) Da calorifische werking van den electrischen stroom is uitgedrukt door de formule
W = ARI²T,
bekend onder den naam van wet van Joule. W is het aantal warmteeenheden; A, een coëfficiënt die verandert met de natuur der eenheden; R, de weerstand (in ohms) van het lichaam dat door den stroom is doorloopen; I, de stroomsterkte (in ampères) en T, het aantal seconden dat de stroom heeft gewerkt.
De ontwikkelde warmte is dus, in een gegeven tijd, evenredig aan den weerstand en aan het vierkant van de stroomsterkte.
Noemt men E het potentiaalverschil (in volts) op de twee uiteinden van den weerstand, dan is I = E/R, en W = ARI × IT = AEIT.
Nu, voor A= 1, is W = EIT. De ontwikkelde warmte is uitgedrukt door het produkt van een zeker aantal volt-ampères of watts vermenigvuldigd met een aantal seconden, of door een zeker getal joules, eenheden der electrische warmte-energie.
Voor A = 1/9.81 = 0.1020, is W = 0.1020 RI²T kilogrammeters, 9.81 is de intensiteit der zwaartekracht.
Voor A = 1/4.16 = 0.2405, heeft men W = 0.2405 RI²T calorieën. De calorie is de hoeveelheid warmte die gevergd wordt om de temperatuur van een gram water van een graad te doen stijgen en 4.16 is het mechanisch equivalent der warmte. Om in een draad van 1 ohm weerstand slechts 1 calorie te ontwikkelen in eene seconde moet dus de stroomsterkte √4.16 of meer dan 2 ampères bedragen.

[p. 294]

of wel over eene goedkoope hydraulische drukking, dan verdient dit verwarmingstelsel verreweg de voorkeur boven alle andere voor zijne hooggeschatte hoedanigheden, eenvoudigheid, zuiverheid en veiligheid. Deze laatste is de belangrijkste; want als de installatie in de beste voorwaarden geschiedt, dan is alle brandgevaar volkomen afgewend. Die eigenschappen zijn zoo gewichtig, dat men in sommige nijverheidsgestichten niet aarzelt een gedeelte van de algemeene mechanische energie af te leiden om de dynamo's in beweging te brengen die den stroom voor het electrisch verwarmen moeten opleveren.

Het omzetten van de electrische in warmte-energie geschiedt door middel van rheostaten, metallieke weerstanden in vorm van netten of weessels; of wel met behulp van weerstandskool, eene kunstmatig bereide kool van hoogen weerstand, aan dewelke men allerhande vormen kan geven.

Voor alsnu vindt men de nuttigste en meest verbreide toepassing op dit gebied in de electrische keukentoestelletjes. Een overgroot aantal vernuftige fornuisjes heeft men reeds verzonnen, die door al hunne hoedanigheden de doelmatigste gasof petroolvuurtjes verre overtreffen. Bekende huizen in de verschillende landen vervaardigen aldus allerhande keukengerief, dat men tot de meest verscheiden doeleinden kan gebruiken, bijv. kookketeltjes die toelaten een zeker aantal liters water spoedig tot het kookpunt te brengen. De wanden bestaan uit een dubbel metaalomhulsel waartusschen zich de metaaldraad bevindt die door den stroom verhit wordt; verder, keukenfornuizen, heetwaterfonteintjes, braadpannen, fornuisjes voor strijk- of friseerijzers, voetstoofjes, enz. enz.

Voor het verwarmen van kamers, bestaan de zoogenaamde radiators of uitstralers; het is eene soort van scherm van geringe dikte, wiens oppervlakte in verhouding is met de ruimte der plaats. Het beslaat uit een metallisch vlechtwerk dat men in verbinding brengt met een dynamo of met eene batterij accumulators en dat eene zachte, regelmatige warmte

[p. 295]

uitstraalt die men naar believen kan matigen of vermeerderen. In al deze toestellen hoeft men slechts een stroomverwisselaar (commutator) te draaien om ze in werking te brengen; geene zuurstos der lucht wordt verbruikt; geene luchtverdervende gassen ontsnappen; geen vervuilend stos wordt afgezet.

Men ziet dus dat, voor het oogenblik, het verbruik van den electrischen stroom tot het verwarmen, zelfs voor grootere installaties hoegenaamd niet practisch is. Daar alleen kan er van sprake zijn waar de beweegkracht, of wel niets kost, of wel zeer geringe uitgaven vergt. Wel is waar doen er zich enkele gevallen voor, waarin men de onkosten moet over het hoofd zien, daar ze ruimschoots vergoed worden door de gewichtige voordeelen die men aantreft. Zoo is het dat in nijverheidsgestichten de electrische verwarming wordt benuttigd om op zeer regelmatige wijze het drogen van zekere producten te bewerkstelligen. Zoo ook bestaan er electrische gloeiovens; het zijn koolbuizen die door een ontzaggelijk sterken stroom wit gloeiend worden gemaakt en waarin men metaalstaven in enkele minuten kan bewerken. Doch, dan alleen zal het stelsel algemeen worden wanneer men den electrischen stroom eenvoudiger zal voortbrengen dan door middel van die lastige en kostbare tuigen, zooals een dynamo met zijn motor; wanneer men de calorifische energie der kool rechtstreeks door verbranding, of wel door de tusschenkomst van een electrolyte tot electrische energie zal kunnen doen overgaan. Belangrijke uitslagen die men langs dien weg heeft verkregen, laten verhopen en schijnen te bewijzen dat het doel dat men beoogt, zich weldra zal verwezenlijken.

Ed. Verschaffelt.