Análisis de la Eficiencia Energética en un Horno Eléctrico con la Implementación de un Ventilador Convectivo

Resumen

Este trabajo presenta un análisis de eficiencia energética de un horno eléctrico utilizado para tratamiento térmico de revenido, mediante la implementación de un ventilador de convección forzada. La eficiencia energética en sistemas de calentamiento industrial es un desafío actual, impulsado por la necesidad de reducir costos operativos y mejorar la sostenibilidad. Basándose en los mecanismos de transferencia de calor, se desarrolló un modelo numérico utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés) con un mallado de 138 565 elementos y validación de calidad de malla de 4.681. Se analizaron las ecuaciones de conservación de continuidad, momento y energía, bajo condiciones reales de operación. Los resultados mostraron que la temperatura máxima alcanzada se incrementó de 290 a 327.2 K con el ventilador, mientras el consumo eléctrico aumentó solo un 1.54 %, representando un costo adicional mínimo de
USD 0.0005 por ciclo de operación. Esta mejora térmica permite una mayor homogeneidad de temperatura y tiempos de operación más cortos. Por lo que, la incorporación de un sistema de convección forzada en hornos eléctricos industriales es una estrategia de alta viabilidad técnica y económica.