Un Calderas: funcionamiento, partes y tipos 4 - …

1 Unidad Generadores de Calor4 7 calderas : funcionamiento, partes y tipos Emplearemos el t rmino caldera o generador de calor para referirnos a un equipo que es capaz de producir calor al quemar un combustible en su in-terior, transmiti ndolo posteriormente a un fluido que en la mayor a de los casos ser agua y que en general se denominar fluido caloportador. Poste-riormente ese fluido se emplear para calefactar un local o producir ACS. Existen muchos tipos de calderas , fabricadas con distintos materiales, para combustibles diversos, etc. Cu l de ellas es la mejor? No existe una nica respuesta, todo depende de ciertos par metros, como por ejemplo: de la apli-caci n a que se destine la caldera, de la situaci n de la instalaci n (no puedes colocar una que funcione con gas natural si no dispones de red de gas en tu poblaci n), del coste econ mico que puedas o te quieras permitir, etc.

2 A continuaci n analizaremos las caracter sticas de las principales calderas existentes, para que cuando t como t cnico debas decidir o aconsejar cual instalar en un momento determinado, dispongas de criterio suficiente, teniendo en cuenta que pueden darse va-rias soluciones factibles para un solo caso. Conceptos b sicos Como ya comentamos antes, la caldera es un elemento en el que el calor que se pro-duce al quemar un combustible, se transmite posteriormente al agua que circula por su interior y que luego, una vez caliente, pasa hacia el circuito de radiadores, de suelo radiante, etc. El calor se transfiere al agua no solo por el contacto directo entre la llama y el cuerpo de la caldera que contiene el agua, es decir por conducci n, sino que se produce tambi n un intercambio por radiaci n desde la llama a las paredes del hogar y otro por convec-ci n, ya que los humos producidos en la combusti n y que poseen altas temperaturas calientan las partes met licas ba adas por el agua.

3 M dulo: Instalaciones de Producci n de Calor T cnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Fr o, Climatizaci n y Producci n de Calor Fig. 1: Esquema de una caldera. En la figura anterior se representa una caldera provista de quemador, en la que se apre-cian las siguientes partes : ] Quemador: es el encargado de quemar un combustible l quido, gas o s lido pro-duciendo una llama. ] El hogar o c mara de combusti n: es donde se quema el combustible y donde se alanzan las temperaturas m s altas, pr ximas a los oC. ] El circuito de humos: cumple la doble misi n de conducir los humos que se pro-ducen en la combusti n hacia la caja de humos y de arrebatarles el mayor calor posible para luego ced rselo al agua (dejarlos salir directamente a la atm sfera aca-rrear a entre otros inconvenientes una gran p rdida de energ a, al desperdiciar el calor que poseen).

4 Para aumentar al m ximo el intercambio de calor entre los gases y el agua, el cir-cuito de humos tendr la mayor superficie posible y se realizar de forma que dis-minuya en lo posible la velocidad de salida de los gases. Ten en cuenta que a mayor velocidad menos tiempo da a que los humos cedancalor, esto se puede comparar f cilmente con el gesto de pasar una mano porencima de un mechero, si lo haces r pidamente apenas sentir s calor, pero alcontrario, si lo desplazas lentamente te podr s quemar. 8 Unidad Generadores de Calor4 Esto se logra obligando a los gases a dar va-rias vueltas antes de dejarlos salir e interca-lando a su paso ciertos elementos denomi-nados turbuladores (figura 2) que les dificul-tan el paso fren ndolos. Salida de humosTurbuladorCaja de humos] Caja de humos: es la zona en la que conflu-yen todos los humos para ser enviados poste-riormente hacia el exterior por la chimenea (figura 2).

5 ] Retorno de agua: es la toma en la que se conec-ta la parte de la instalaci n por la que vuelve el agua mas fr a, puede llegar de los radiadores , de un acumulador de ACS, etc. Fig. 2: Circuito y caja de humos.] Salida de agua: una vez que el agua ha entrado en la caldera y ha absorbido calor es enviada de nuevo hacia la instalaci n. ] Circuito de agua: en este el agua circula calent ndose al absorber el calor de las paredes que la contienen y que es transmitido por radiaci n, conducci n y con-vecci n. o Clasificaci n de las calderas Las calderas se pueden clasificar seg n una serie de par metros, como son: ] El material de que se construyen. ] El servicio que suministran. ] El combustible utilizado. ] El fluido calentado. ] El tipo de c mara de combusti n y la forma de extraer los humos. A. Seg n el material de que se construyen Seg n este par metro, las calderas se pueden clasificar en: calderas de hierro fundido y calderas de chapa de acero.

6 9 M dulo: Instalaciones de Producci n de Calor T cnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Fr o, Climatizaci n y Producci n de Calor ] calderas de hierro fundido. Estas calderas est n formadas por elementos de hierro fundido, acoplados entre s mediante maguitos en un n mero que depende de la potencia de la propia caldera, de tal manera que si aumentamos el n mero de elementos elevamos la potencia y viceversa. El hierro fundido es el material usado en las primeras calderas construidas y en la actualidad aun sigue emple ndose con gran aceptaci n por su gran resistencia a la corrosi n, pudiendo utilizarlas en instalaciones con cualquier tipo de combustible. Su mayor problema radica en la relativa fragilidad ante calentamientos y enfria-mientos bruscos, y en su elevado peso; como gran ventaja destaca por su gran du-rabilidad. En la figura 3 se muestran va-rios elementos de fundici n y en la figura 4 una caldera de fundici n de la que se apre-cian los distintos elementos que la forman.

7 Fig. 3: Elementos de fundici n. Fig. 4: Esquema de una caldera de fundici n. 10 Unidad Generadores de Calor4] calderas de chapa de acero. Como su propio nombre indica est n fabricadas en chapa de acero que se confor-ma para posteriormente ser soldada. Estas calderas pueden ser pirotubulares, que son las m s comunes y en ellas los humos de la combusti n se dirigen hacia la chimenea pasando a trav s de una se-rie de tubos que est n rodeados por el agua a calentar, o acuotubulares, circulando en estas el agua por el interior de tubos que est n rodeados por los humos de la combusti n. Las calderas de chapa de acero son m s baratas que las anteriores aunque poseen una menor duraci n y soportan en menor grado las condensaciones sulfurosas de los humos. Cuando los humos se enfr an en la caldera por debajo de su punto de roc o seproducen condensaciones que contienen entre otras sustancias azufre y quecorroen la caldera.

8 B. Seg n el servicio que suministran Los generadores de calor pueden ser fabricados para calentar nicamente agua de cale-facci n o abastecer adem s de ACS, lla-m ndose a stas, calderas mixtas. A su vez, el calentamiento de ACS se puede realizar de forma instant nea o por acumulaci n. Fig. 6: Caldera mixta de acumulaci n. Fig. 5: Caldera mixta instant nea. 11 M dulo: Instalaciones de Producci n de Calor T cnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Fr o, Climatizaci n y Producci n de Calor C. Seg n el combustible utilizado Seg n el combustible utilizado, las calderas pueden ser: de combustibles s lidos, de combustibles l quidos o de combustibles gaseosos. ] calderas de combustibles s lidos. Pueden quemar le a (figura 7), carb n o las m s actuales combustibles de biomasa (pellets, c scara de almendra, hueso de oliva, etc). En las dos primeras, la combusti n se ge-nera en la parrilla de la propia caldera, regul ndose la cantidad de aire necesaria a trav s de la puerta reguladora de tiro, siendo posible automatizar la apertura y cierre de esta puerta mediante componen-tes complementarios.

9 El aire necesario para la combusti n se introduce en la caldera de modo natural por el tiro generado en la chimenea, si el tiro no es el correcto por un mal dise o o construcci n de la chimenea, el rendimiento de la caldera puede ser nefasto. Con el paso del tiempo, muchas de las calderas que empleaban combustibles s li-dos, han sido sustituidas progresivamente por otras de mayores rendimientos, que necesitan menos espacio para el almacenamiento del combustible y que permiten un funcionamiento m s aut nomo y por tanto m s c modo para el usuario. Las nuevas calderas de biomasa son una excepci n dentro de este grupo, estas incorporan un quemador y un sistema de alimentaci n de combustible que realizan todo el proceso de forma autom tica . La figura 8 muestra una caldera de este tipo, fabricada por Lasian, modelo Biomax.

10 Fig. 7: Esquema de caldera de com-bustibles s lidos. Dep sito de combustibleAlimentador de combustible QuemadorCaldera Fig. 8: Caldera de biomasa. 12 Unidad Generadores de Calor4] calderas de combustibles l quidos. En un principio estas calderas eran las construidas para quemar combustibles s lidos a las que se les adaptaba pos-teriormente un quemador para combustibles l quidos, con-sigui ndose un rendimiento considerablemente bajo. Pos-teriormente se dise aron calderas espec ficas para quema-dores de gas leo con las que se consiguen rendimientos muy superiores. Estas calderas son denominadas de pie , ya que van colo-cadas sobre el suelo y pueden ser mixtas o solo de calefac-ci n. En la figura 9 puedes ver una caldera de pie modelo Vitola 111 de Viessmann. Fig. 9: Caldera Vitola111.] calderas para combustibles gaseosos. Pueden ser murales (muy utilizadas en viviendas individuales), o de pie.