Calderas
1. Qué es una caldera
Es un equipo calentador que consta de un “hogar”, donde se produce la combustión y un intercambiador de calor, donde el agua se calienta. Tiene también un sistema para evacuar los gases resultantes de la combustión.
En calderas comunes no se suele sobrepasar los 90 °C, pero en calderas más grandes se llega hasta los 140 °C, manteniendo la presión alta en las conducciones para que el agua no se evapore.
Existen calderas de vapor, en las que el agua se lleva a la evaporación y se distribuye el vapor a los elementos terminales.
Existen también calderas en que el agua se calienta a temperaturas inferiores a 70 °C y que consiguen elevados rendimientos (caldera de condensación).
2. Partes de una Caldera
– Quemador
– Humos
– Chimenea
3. Combustión
Reacción [combustible – comburente] calor a un nivel térmico aprovechable. El quemador es el encargado de que la mezcla sea la apropiada
La cantidad de calor por unidad de masa que desprende un combustible al quemarse es el Poder Calorífico (kJ/kg)
- PCI (el vapor de agua de los humos no condensa)
- PCS (se condensa el vapor de agua de los humos)
Los elementos básicos que reaccionan son:
- El oxígeno del aire como comburente (aprox. 1m3 por kWh)
- El carbono y el hidrógeno del combustible
- Otros elementos (azufre), e inertes (cenizas)
4. Combustible
Los combustibles sólidos (leña, carbón ), importan el carbono fijo, la humedad, las cenizas y las materias volátiles; mala mezcla con el aire, ensucian superficies
Los combustibles líquidos,( fuel oil ( S2), y gas oil C) Distribución en camiones cisterna y almacenamiento en un depósito central, alcanzando la caldera por una red de tuberías
Los combustibles gaseosos, (gases licuados de petroleo GLP, gas natural,)Composición variable, y el suministro puede ser por medio de canalizaciones a alta baja o media presión, con depósitos fijos o con depósitos móviles (bombonas);necesitan vaporización
5. Tipos de calderas
Clasificación por los materiales
- Calderas de fundición; por elementos, la transmisión de calor tiene lugar en el hogar, área de intercambio pequeña y rendimientos bajo; tienen poca pérdida de carga en los humos y por ello suelen ser de tiro natural
- Calderas de acero; combustibles líquidos o gaseosos, por lo que tienen una mayor superficie de contacto y su rendimiento es mejor
- Calderas murales; de diseño compacto y reducido, empleadas para instalaciones familiares de ACS y calefacción actualmente se está incrementando su potencia y permiten asociamiento de varias
Clasificación por diseño
- Calderas pirotubulares, o de tubos de humo; la llama se forma en el hogar, pasando los humos por el interior de los tubos de los pasos siguientes, para ser conducidos a la chimenea; presentan una elevada perdida de carga en los humos. El hogar y los tubos están completamente rodeados de agua. De este grupo son las llamadas cilíndricas o escocesas
- Calderas acuotubulares, la llama se forma en un recinto de paredes tubulares que configuran la cámara de combustión. Soporta mayores presiones en el agua, pero es más cara, tiene problemas de suciedad en el lado del agua, y menor inercia térmica
Clasificación por su aplicación
- Usos domésticos: calefacción, ACS o mixtas
- Generación de energía para plantas termoeléctricas: para la generación de vapor
- Plantas de cogeneración: usan gases calientes, de recuperación
- Generación de vapor o agua sobrecalentada en plantas industriales
Clasificación por Tº de Salida de los Humos
- Estándar: no soportan condensación, Ta ret > 70ºC
- Baja Ta: soportan Ta agua retorno de 35 a 40ºC. Tubos de doble o triple pared gran tamaño
- Condensación: la soportan de manera permanente
Clasificación por toma de aire
- Circuito abierto y tiro natural
- Circuito abierto y tiro forzado
- Calderas con cámara estanca
Clasificación por tipo de combustible
- Sólidos: engorrosas de operar por la alimentación, las cenizas y suciedad que generan y el difícil control de la combustión
- Líquidos: el combustible debe ser pulverizado o vaporizado para que reaccione con el aire
- Gaseosos: de combustión más fácil, pero más peligrosa que los líquidos
Clasificación por la presión
- Calderas atmosféricas
- Calderas de depresión, funcionan por la depresión que se crea en la chimenea o por un ventilador que aspira; se evita la salida de humos al local
- Calderas de sobrepresión; los gases circulan empujados por un ventilador; por lo que los gases circulan más rápido que en las calderas de depresión
Clasificación por el fluido caloportador
- Calderas de agua
- Calderas de agua sobrecalentada, necesitan bombas de alimentación para elevar la presión, las fugas son muy peligrosas
- Calderas de vapor, las fugas son muy peligrosas, los condensados necesitan ser purgados, necesitan gran control de la calidad del agua
- Calderas de aceite térmico
