Uso Doméstico de la Energía

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Cuando se considera la necesidad de ahorrar energía en el hogar, entonces debería centrarse la atención principalmente en la calefacción y la refrigeración. Ellos son los principales usos de la energía. También el calentamiento del agua supone un uso considerable de energía, así como el proceso de cocción con unidades de superficie y hornos. Es importante el uso de la energía en un frigorífico. El proceso de iluminación de una casa entera, se convierte en un consumo de energía significativo. Los aparatos electrónicos en general, utilizan una pequeña cantidad de energía, y no son una parte importante del consumo de energía

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Calentador de Agua Eléctrico

Los calentadores de agua eléctrico normalmente utilizados en los EE.UU., usan un elemento de resistencia eléctrica para calentar directamente el agua. Algunos calentadores comerciales de agua, emplean el principio de la bomba de calor y por tanto son mas eficientes, en un factor tal vez de tres, pero no están disponibles en las tiendas residenciales. A veces las compañías de servicios eléctricos, en las estrategias de marketing demasiado entusiastas, afirman de casi un 100% de eficiencia en los calentadores de agua. Esto es engañoso debido al cuello de botella térmico en la planta de energía eléctrica; se usan unas tres unidades de combustible primario para producir una unidad de energía eléctrica útil, de modo que la eficiencia real es de mas o menos el 33%. Los calentadores de agua de gas natural con un 60-70% de eficiencia, son por consiguiente unas dos veces mas eficientes en el uso de los recursos energéticos, que los calentadores de agua eléctricos.

La energía necesaria para calentar el agua está determinadaa por el calor específico del agua:

cagua = 1 caloría/gm °C = 4186 J/kg°C = 1 BTU/lb °F

Tomaremos un calentador de agua doméstico típico en los EE.UU. que tiene una capacidad de 40 galones de EE.UU. (= 320 libras, 145 kg, 151 litros). Se tomará tambien un rango típico de calentamiento de 60 °F a 140 °F (15,6 °C a 60 °C). La energía requerida para calentar el agua, se puede determinar por la fórmula del calor específico.

Q = cmΔT

La energía necesaria para calentar un tanque de agua al rango especificado es entonces

(1 BTU/lb °F)(320 lb)(140°F - 60 °F) = 25.600 BTU

o

(4186 J/kg°C)(145 kg)(60 °C - 15,6 °C) = 26,9 millones julios.

Puesto que un kilovatio-hora son 3,6 millones de julios, esta energía suma unos 7,5 kWh de electricidad. Tomando un coste de energía eléctrica de 9,5¢/kWh, supondría unos 71¢ para calentar un tanque de agua caliente con un calentador de agua eléctrico, suponiendo que toda la energía eléctrica se transformase en calor del agua.

Si se usa galones de agua caliente

y la tarifa eléctrica es de ¢/kWh

entonces, el coste de la energía será $

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Alumbrado Doméstico

Aunque hay un gran número de opciones de iluminación, la mayoría de los alumbrados de hogares se realizan bien con lámparas incandescentes o fluorescentes. El alumbrado fluorescente tiene la considerable ventaja de la eficiencia de la energía, frente al alumbrado incandescente.

En otras opciones de alumbrado, se incluyen las lámpara de mercurio de alta presión, las lámparas de haluro metálico y las lámparas de vapor de sodio. Los diodos emisores de luz (LEDs) pueden ser una opción de iluminación en aplicaciones especializadas, con un rápido aumento de la eficiencia.

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Energía para Cocinar

Cuando se usan para cocinar un horno y una unidad de superficie, consumen mucha energía, pero el uso total depende de la cantidad que se cocine. En la foto tenemos un horno eléctrico doble y una unidad de superficie eléctrica. Por otra parte, la unidad de horno y la de superficie pueden ser de gas natural o propano. La elección se hace generalmente sobre la base de preferencias individuales, pero desde un punto de vista energético, el gas es más eficiente energéticamente. La razón es que se gasta alrededor de tres unidades de energía primaria de combustible, para producir una unidad de energía eléctrica, debido a los cuellos de botella térmica en la generación de electricidad.

En algún lugar del exterior del aparato, debe figurar la etiqueta identificativa del fabricante, con las especificaciones de potencia. El voltaje para estos aparatos es de 240 voltios, 60 Hz AC. Algunas veces, en la etiqueta viene indicada la corriente, con la que podemos calcular la potencia usando la fórmula de la potencia. Puesto que estos aparatos son casi enteramente resistivos, se puede usar la fórmula de la potencia DC (es decir, voltaje por corriente), como una buena aproximación. Estos aparatos estaban etiquetados con una potencia de 7,4 kilovatios para las unidades de superficie y 7,2 kW el horno.

Funcionando durante una hora a plena potencia, la unidad de superficie gastaría 7,4 kWh de energía, que a 9,5¢/kWh costaría 70¢. Sería raro operar a plena potencia, por lo que se hace evidente que el coste de energía para cocinar, no es comparable al de la calefacción del hogar.

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