Calentador de Agua Eléctrico
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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.
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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.
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Conceptos sobre Transferencia del Calor
Ejemplos sobre Transferencia del Calor |