Heizleistungsrechner (kW)

Methodik

Dieser Rechner bestimmt die minimale elektrische Leistung (kW), die das Heizpatronen-System liefern muss, um die Temperatur eines Materials von einem Ausgangswert auf den Arbeitswert zu erhöhen, und zwar innerhalb der verfügbaren Heizzeit. Es ist der erste Schritt bei der Auslegung einer industriellen Heizanlage.

Formel

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

• V — Zu erhitzendes Volumen (dm³ = Liter)
• ρ — Materialdichte (kg/dm³)
• C_p — Spezifische Wärme (kcal/kg·°C)
• t₁ — Anfangstemperatur (°C)
• t₂ — Gewünschte Endtemperatur (°C)
• T — Verfügbare Heizzeit (Stunden)
• 1,2 — Sicherheitsfaktor von 20 % für Wärmeverluste an die Umgebung
• 860 — Umrechnungsfaktor kcal/kWh

Eigenschaften gängiger Materialien

• Stahl: ρ = 7,8 kg/dm³ — C_p = 0,11 kcal/kg·°C
• Aluminium: ρ = 2,7 kg/dm³ — C_p = 0,22 kcal/kg·°C
• Bronze: ρ = 8,5 kg/dm³ — C_p = 0,09 kcal/kg·°C
• Gusseisen: ρ = 7,2 kg/dm³ — C_p = 0,12 kcal/kg·°C
• Edelstahl: ρ = 7,9 kg/dm³ — C_p = 0,12 kcal/kg·°C

Rechenbeispiel

Aluminiumblock mit 2 Litern, aufzuheizen von 20 °C auf 180 °C in 30 Minuten (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)

Mit diesem Ergebnis werden die Anzahl, der Durchmesser und die Leistung der Maxiwatt-Heizpatronen ausgewählt, die in die verfügbaren Bohrungen des Blocks passen, wobei die Last gleichmäßig verteilt wird, um eine optimale Temperaturhomogenität zu erreichen.