Calculadora de potencia calorífica necesaria (kW)

Metodología

Esta calculadora determina la potencia eléctrica mínima (kW) que debe proporcionar el sistema de resistencias de cartucho para elevar la temperatura de un material desde un valor inicial hasta el valor de trabajo, en el tiempo de calentamiento disponible. Es el primer paso en el dimensionamiento de cualquier instalación de calefacción industrial.

Fórmula

P = (V × ρ × C_p × (t₂ − t₁) × 1,2) / (860 × T)

• V — Volumen a calentar (dm³ = litros)
• ρ — Densidad del material (kg/dm³)
• C_p — Calor específico (kcal/kg·°C)
• t₁ — Temperatura inicial (°C)
• t₂ — Temperatura final deseada (°C)
• T — Tiempo de calentamiento disponible (horas)
• 1,2 — Factor de seguridad del 20 % por pérdidas térmicas al entorno
• 860 — Factor de conversión kcal/kWh

Propiedades de materiales habituales

• Acero: ρ = 7,8 kg/dm³ — C_p = 0,11 kcal/kg·°C
• Aluminio: ρ = 2,7 kg/dm³ — C_p = 0,22 kcal/kg·°C
• Bronce: ρ = 8,5 kg/dm³ — C_p = 0,09 kcal/kg·°C
• Fundición: ρ = 7,2 kg/dm³ — C_p = 0,12 kcal/kg·°C
• Acero inoxidable: ρ = 7,9 kg/dm³ — C_p = 0,12 kcal/kg·°C

Ejemplo resuelto

Bloque de aluminio de 2 litros a calentar de 20 °C a 180 °C en 30 minutos (0,5 h):

1. P = (2 × 2,7 × 0,22 × (180 − 20) × 1,2) / (860 × 0,5)
2. P = (2 × 2,7 × 0,22 × 160 × 1,2) / 430
3. P = 228,1 / 430 = 0,53 kW (530 W)

Con este resultado, se selecciona el número, diámetro y potencia de las resistencias de cartucho Maxiwatt que caben en los alojamientos disponibles del bloque, distribuyendo la carga de forma uniforme para optimizar la homogeneidad térmica.