Calderas de gasóleo

El elemento central de cualquier sistema de calefacción es uno o varios dispositivos que utilizan combustible o energía para calentar las habitaciones y hacer agua caliente. Hay muchas soluciones y la elección depende de las necesidades. Al fin y al cabo, una simple cocina de leña con una olla y una fuente de agua como un pozo cercano pueden hacer el trabajo, si se pretende ocupar una o como mucho dos habitaciones durante el invierno. Esta alternativa es totalmente autónoma, no requiere prácticamente ningún coste para conseguir agua en un cubo, la madera tampoco es un problema , pero es compatible con los conceptos modernos de confort. Por cierto, este artículo fue escrito sobre tales condiciones, pero, como se dice, «no hay que confundir el turismo con la emigración».

Es sencillamente inaceptable vivir en estas condiciones permanentemente en invierno: se necesita demasiado tiempo para mantener un nivel mínimo de confort que se da por sentado en la ciudad. Es posible excluir el trabajo manual durante la residencia permanente en el país, pero para el placer, por supuesto, usted tendrá que pagar: en primer lugar, mediante la compra de los equipos adecuados, y luego – el pago de facturas de energía. Sin embargo, de una manera u otra, el dispositivo de calefacción en una casa de campo en ausencia de calefacción urbana implicará costes, y la tarea principal es encontrar un compromiso razonable entre el precio y la comodidad.

Lo que calentamos?

Un resumen de todas las opciones de calefacción ocuparía demasiado espacio. Sin embargo, tiene sentido mencionar las principales soluciones técnicas, estableciendo primero algunas condiciones límite. Por lo tanto, hay una casa independiente con suministro de electricidad y agua. e. pozo o perforación. En general, lo único que falta para la felicidad completa es el calor. La forma más fácil de resolver este problema es conectar la casa al gas, pero si éste no está disponible o está «todavía en perspectiva», habrá que buscar otras fuentes de energía térmica. Aquí hay varias opciones.

Electricidad. La solución más fácil y barata en términos de costes iniciales. Sin embargo, requiere un cableado potente, posiblemente trifásico, y la calefacción con él es la más cara.

Bombas de calor. El principio de funcionamiento se basa en «tomar» el calor del entorno: aire, agua o más a menudo tierra. Requiere muchas veces menos energía en comparación con la calefacción eléctrica, pero es bastante cara. Por otro lado, no hay que preocuparse por reponer el «combustible.

Colectores solares. Son más baratos que las bombas de calor, pero no son adecuados para la calefacción durante todo el año. Sin embargo, son ventajosas como elemento del sistema de calefacción: el principal durante el periodo cálido y el auxiliar en invierno. La energía solar es gratuita; los costes de electricidad son mínimos o inexistentes.

En todos los demás casos, el calor debe obtenerse mediante la combustión de diversos «orgánicos». Para empezar, hay que tener en cuenta que, en general, la calefacción de espacios puede ser de aire o de líquido, y requerirá un horno o una caldera. Consideremos la segunda variante: la calefacción de la estufa no es muy conveniente desde el punto de vista de la calefacción de varias habitaciones, y el problema de la organización del suministro de agua caliente que no resuelve.

El elemento básico de cualquier caldera es un intercambiador de calor en el que la energía del combustible quemado calienta el portador de calor. Y lo primero que hay que hacer para seleccionar la caldera, es determinar el combustible utilizado. Todas las sustancias pueden estar en uno de los tres estados agregados: sólido, líquido y gaseoso, respectivamente, y las calderas son de tres tipos diferentes.

Calderas de combustible sólido. Son económicos en su funcionamiento y convenientes desde el punto de vista del almacenamiento de combustible: basta con hacer un techo para el carbón y destinar un local seco separado para la leña o, por ejemplo, la turba para no exponerlos a la humedad. Estas calderas tienen varias desventajas: hay que mantener una combustión constante a mano, cargando una nueva porción de combustible en el horno varias veces al día y retirando la ceniza.

Las calderas de pirólisis también pueden ser interesantes, ya que queman gas procedente de la descomposición térmica de la madera y necesitan ser visitadas una vez al día o dos veces al año. Sin embargo, las calderas pirolíticas también son más caras. También hay calderas que funcionan con los pellets de madera prensada. Pueden arder durante días sin necesidad de rellenar el depósito y pueden limpiarse incluso con menos frecuencia.

En cualquier caso, el proceso de carga de combustible sólido totalmente automatizado en el hogar es poco realista, no la escala. Por lo tanto, si usted no quiere aprender la profesión de un operador del calentador, es necesario pensar en otras opciones: la leña en sí es sólo en los cuentos de hadas, pero para llevar el líquido de la caldera o el combustible gaseoso es fácil.

Calderas de gas. Si hay una tubería de gas hasta la casa, el problema de la calefacción se resuelve de forma muy sencilla. Hay muchas calderas de pie en el mercado, sólo hay que elegir. En este caso, la elección suele estar relacionada con el diseño de la caldera mural o de pie, principalmente en función de la potencia requerida. Tampoco hay problemas de almacenamiento de combustible, y la relación «costes de calefacción/nivel de automatización» es una de las más altas.

La calidad del suministro de gas es prácticamente estable, el único «menos» está relacionado con su cantidad, o más bien con la variabilidad de la presión «en la tubería» en diferentes épocas del año. No todos los tipos de calderas de gas, especialmente las calderas de pie, están equipadas con quemadores capaces de trabajar a baja presión y si las llamas se «asientan» en el quemador, éste se estropeará rápidamente. Si hay un aumento de la presión, la llama puede quemar rápidamente el intercambiador de calor.

El ajuste manual de la presión requiere ciertas habilidades o llamar a un especialista, y las moduladas. e. Con control automático de la caldera , las calderas de pie son mucho más caras.

Está claro que la principal limitación para el funcionamiento de las calderas de gas es la presencia de un gasoducto. Sin embargo, también existe una opción que utiliza gas natural licuado propano-butano . El depósito para su almacenamiento soporte de gas se instala en el lugar. La presión del GNL es mucho más estable que en el gasoducto, mientras que los principales inconvenientes son el elevado coste del GNL, el coste del tanque de almacenamiento de gas, la necesidad de aprobación del proyecto por parte de las autoridades reguladoras y la revisión periódica del tanque de almacenamiento de gas y del sistema en su conjunto.

Además, no todo el mundo se atreve a instalar en el lugar un tanque de varios metros cúbicos lleno de gas licuado. Sin embargo, se trata más bien de una cuestión psicológica: si se maneja correctamente, la caldera de gas es segura.

Caldera de calefacción y agua caliente de hierro fundido con el quemador de gasóleo De Dietrich GTU 1200 V integrado

Calderas de combustible líquido. Puede funcionar con varios tipos de combustibles líquidos. En la gran mayoría de los casos, los modelos «diésel» se utilizan en nuestro país. Casi todas ellas están disponibles como calderas de pie, fáciles de automatizar, y estructuralmente muy similares a las calderas de pie de gas.

Las dimensiones del quemador están estandarizadas, el quemador en sí es sólo una fuente de calor, el combustible se suministra a través de una tubería. Para el trabajo de una caldera es indiferente, lo que se quema exactamente en un quemador, siempre y cuando los parámetros de suministro de combustible se ajustaron correctamente: la llama no tocó ni el quemador ni las paredes de la caldera.

Las calderas de media potencia para calentar una casa «media» son el tipo más universal de generadores de calor. Para convertir la caldera a gas, normalmente sólo hay que sustituir el quemador, sin cambiar el resto del sistema. Suele bastar con tener dos quemadores: uno de gasoil y otro de gas.

Esta modificación puede ser necesaria si se dispone de una red de gas en la zona y no es necesario comprar fuel. De hecho, para cambiar el combustible sólo hay que desenroscar unos tornillos, quitar un quemador, instalar el otro, conectarlo al sistema de automatización, la fuente de combustible y hacer los ajustes. Sin embargo, también se fabrican pequeñas calderas con quemador de gasóleo integrado y su «gasificación» puede ser un poco más complicada: puede ser necesario sustituir o instalar otros paneles decorativos o la pared frontal del cuerpo.

«Solar», señor

Después de este «breve» repaso podemos pasar al tema principal del artículo: las calderas domésticas de pie para combustibles líquidos. Por defecto, supondremos que se trata de «gasóleo» como la fuente de energía más disponible. La diferencia entre los tipos de combustibles líquidos no es crucial, y una conversión a gasóleo de calefacción o a gasóleo suele implicar la reconfiguración del quemador de gasóleo en consecuencia. Por cierto, el quemador de gas para el gas de red y el gas licuado también se ajusta de forma diferente.

En nuestro caso, el término «doméstico» no se refiere al nivel de rendimiento, sino a la finalidad: la calefacción individual de una sola casa. Las calderas combinadas universales que pueden funcionar con varios tipos de combustible son excesivamente caras para los usuarios privados, y la mayoría de los sistemas de calefacción centralizados en bloques de pisos o pueblos sólo se diferencian en la capacidad y en algunos detalles del diseño de la caldera y el quemador.

Elementos básicos del sistema de calefacción

Lo primero que hay que mencionar es la caldera y el quemador en sí, pero es sólo una parte del sistema. La caldera necesita combustible para funcionar, lo que significa que se necesita un depósito para su almacenamiento, el suministro de aire es necesario para la combustión del combustible – hay que proporcionarlo en el suministro correcto. Los gases de la combustión deben salir al exterior; también se necesita una chimenea. La caldera debe estar conectada al sistema de calefacción del edificio, una cuestión totalmente distinta.

No es mala idea calentar el agua con la caldera, de ahí que necesites una caldera. Por cierto, necesitarás una bomba independiente para suministrar agua desde una fuente separada. Un sistema de calefacción autónomo también requiere dispositivos que regulen el funcionamiento de todos los componentes y, por tanto, necesita una conexión eléctrica a los sistemas de automatización de la energía.

Ni que decir tiene que se necesitan todo tipo de accesorios de conexión, dispositivos de seguridad, sensores y demás. En general, el coste total del sistema puede superar el coste de la caldera en dos, tres o más veces, y seleccionar todos los componentes no es posible sin un especialista. Pero lo primero es lo primero.

Caldera de aceite con caldera Viessmann Vitola 200 en sección

Tres fuentes y tres componentes básicos de la caldera

El elemento principal de cualquier caldera es un intercambiador de calor. Puede ser de acero o de hierro fundido. El acero es más ligero, menos sensible a los golpes, tolera mejor las fluctuaciones de temperatura durante el funcionamiento, pero su vida útil es algo menor: el acero está sujeto a la corrosión, especialmente en presencia de productos de combustión químicamente activos del combustible, y quema una lámina de acero fina con relativa rapidez.

Sin embargo, en las calderas modernas los intercambiadores de calor son de acero inoxidable de aleación especial, y la vida útil estimada es de 10 a 20 años. Los intercambiadores de calor de hierro fundido pueden durar hasta medio siglo, pero son más pesados y requieren una instalación y funcionamiento más cuidadosos. Arden mucho tiempo, pero pueden agrietarse ante un golpe o una fuerte diferencia de temperatura entre la «salida» y la «entrada» del refrigerante.

Algunas empresas que fabrican este tipo de intercambiadores de calor utilizan una fundición de plástico especial, diseñada específicamente para funcionar en este tipo de sistemas. En otros casos, se utilizan dispositivos que no permiten una caída de temperatura significativa entre la «entrada» y la «salida». La mayoría de las veces se trata de un sistema de derivación, que devuelve parte del agua caliente a la caldera si la diferencia de temperatura es superior a la aceptable.

Además, la caldera de hierro fundido tiene una gran inercia: cambiar rápidamente la temperatura no es capaz de, cuando se enciende primero calienta un centenar o más kilogramos de intercambiador de calor, y sólo entonces se puede confiar en el calentamiento del refrigerante. Lo mismo ocurrirá si cambia el modo de funcionamiento y apaga la caldera. Sin embargo, la inercia también es un «plus» para las calderas de combustible líquido.

Esto reduce en gran medida el número de veces que el quemador se enciende y se apaga, y aumenta su vida útil. Además, no hay que olvidar que en el inicio del quemador está trabajando de manera ineficiente, la quema de combustible extra y la liberación a la atmósfera mucho más sustancias nocivas. Así que esa inercia es buena tanto para el consumidor como para el medio ambiente.

El diseño de la mayoría de los intercambiadores de calor se asemeja a un radiador común: varias secciones conectadas entre sí. La puerta con un quemador fijo está articulada en la parte delantera, las partes centrales son idénticas. El rendimiento de la caldera depende principalmente de su cantidad. Por ello, las calderas de una misma gama de modelos suelen tener un aspecto totalmente similar y sólo se diferencian en la longitud total profundidad .

Algunas calderas potentes también están disponibles en estado desmontado, lo que significa que el montaje conexión de las secciones se realiza directamente en las instalaciones. Esto es sencillo: cuanto más potente es la caldera, más pesa y a veces es más fácil montarla en la obra que intentar transportar el equipo montado, aunque sea unos metros, incluso si la anchura del portal lo permite.

La cámara de combustión de la caldera de hierro fundido Buderus Logano G125 tiene una gran superficie de intercambio de calor gracias a los numerosos salientes

El espacio interno del intercambiador de calor forma la cámara de combustión con un quemador y por encima de él hay unos pocos dos a cuatro canales horizontales o al menos verticales a través de los cuales se alimentan los gases de combustión. Los turbuladores pueden introducirse en los conductos para aumentar la intensidad de la transferencia de calor, El tipo de turbulador más sencillo para un conducto circular es una barra metálica a la que se le escalonan placas semicirculares.

Para los trabajos de mantenimiento, los turbuladores se pueden desmontar y se puede acceder fácilmente al canal de gases de combustión para su limpieza. este es un proceso muy importante: la capa de hollín reduce la intensidad del intercambio de calor, cuanto más gruesa sea la capa, más combustible saldrá literalmente volando hacia la chimenea. La puerta de la cámara de combustión y de los conductos horizontales suele ser común. En el caso de calderas más potentes, los conductos pueden situarse también alrededor de todo el horno, a lo largo de su perímetro.

Dado que la función principal de la caldera es calentar el medio de calefacción, no es necesario desperdiciar energía en calentar el aire ambiente. Para reducir las pérdidas de calor y dar un aspecto atractivo a la caldera, el intercambiador de calor está encerrado en una carcasa con una capa de aislamiento térmico.

El segundo elemento más importante de la caldera es el propio quemador. La mayoría de las calderas se suministran sin él. Las excepciones son principalmente los modelos más pequeños. Sin embargo, muchos fabricantes completan sus calderas con quemadores de producción propia o que se ofrecen bajo su propia marca . Casi siempre se puede conseguir un quemador de una marca diferente, ya que todas las dimensiones de conexión están estandarizadas.

El cálculo es diferente. La caldera, el quemador y muchos otros componentes requieren un mantenimiento periódico. No tiene sentido llamar a dos especialistas de diferentes empresas para esto, por lo tanto, es mejor no dejarse llevar por la «mezcolanza» de varios elementos. Incluso si no tiene sus propios componentes particulares, siempre puede elegir entre una gama de productos recomendados.

Las calderas de combustible líquido están equipadas con un quemador de tipo ventilador que introduce aire en la cámara de combustión y, al mismo tiempo, empuja los gases de combustión a través del sistema de salida de humos. Los quemadores en sí son técnicamente bastante complicados, pero su principal parámetro además de la potencia, por supuesto es la elevación de la succión del combustible con la ayuda de su propia bomba. Esto determina si es necesario instalar una bomba adicional en el sistema.

También los quemadores pueden ser de una etapa la potencia es constante, el tiempo de encendido varía , de dos etapas o modulantes. Cuanto más complicado es el quemador, menos combustible consume, pero el precio sube. En la práctica, un quemador de una sola etapa suele ser suficiente para la calefacción individual. Otros elementos de los quemadores son los sistemas de encendido automático y los sistemas de seguridad que cortan el combustible en caso de situaciones anómalas o cortes de energía. Ajustar la boquilla de selección de potencia del quemador, así como los parámetros de la bomba de combustible y del ventilador.

La principal desventaja operativa de los quemadores es el ruido que producen. Una forma radical de combatir el ruido – instalar la caldera en una habitación separada, pero, sin embargo, el equipo de baja potencia y el ruido es pequeño. Las calderas modernas son muy capaces de funcionar en un salón o en un pasillo. En algunos casos, el quemador está retraído en el cuerpo de la caldera; para potencias superiores, está «adosado» a la pared frontal y provisto de su propia protección acústica.

El tercer elemento principal: la unidad de automatización. Su tarea principal – mantener una temperatura predeterminada del refrigerante. Pero como cualquier equipo electrónico moderno, la unidad puede estar equipada con muchas funciones adicionales. Y cuantas más funciones, más barata será la operación a largo plazo. En el caso más sencillo, la caldera mantendrá una temperatura establecida en modo constante. Si hay un calentamiento rápido, la caldera seguirá quemando combustible caro en la misma cantidad. El control de la unidad con control meteorológico está equipado con sensores de temperatura remotos en la habitación o en el exterior y consume combustible en función de sus lecturas sin intervención humana.

Otras funciones son los modos de calefacción para las distintas habitaciones, el funcionamiento en modo verano cuando sólo se calienta el sistema de agua caliente y no se activa la calefacción, la protección automática contra las heladas de la vivienda cuando los propietarios están fuera manteniendo una ligera temperatura positiva y mucho más. Los modelos más avanzados pueden ser controlados de forma inalámbrica por un teléfono móvil o un ordenador, y son capaces de enviar datos sobre su trabajo a la organización del servicio, aunque estos «extras» requerirán la conexión de elementos y controladores adicionales.

La caldera, el quemador y la unidad de control constituyen la base de cualquier sistema de calefacción. La mayoría de las veces se compran individualmente, eligiendo las variantes más adecuadas entre varias, aunque algunas empresas ofrecen también el conjunto completo, a veces incluso como un monobloque que sólo requiere una conexión al sistema de calefacción fijo. Este conjunto también puede incluir «ligaduras»: sensores adicionales, vasos de expansión, bombas, pero esto es más bien una excepción. La regla es sencilla: cuanto mayor sea la potencia de la caldera, más opciones tendrá para organizar la calefacción y más probable será que tenga que elegir los componentes «a nivel local».

El cuarto elemento…

Otro elemento importante del sistema – un tanque de almacenamiento, también conocido como caldera. A diferencia de un sistema de calefacción con un volumen fijo de medio de transferencia de calor, el agua caliente se utiliza con relativa poca frecuencia y requiere grandes cantidades de medio de transferencia de calor en un corto período de tiempo. El intercambiador de calor de un circuito de agua en una caldera aunque esté previsto no puede calentar mucho, es mucho más fácil preparar el agua de antemano y consumirla cuando se necesita.

Existen diferentes tipos de calderas con calderas incorporadas, con depósitos separados en diseños verticales u horizontales «columna» o «pila de calderas» , con posibilidad de calentamiento adicional… En general, hay muchas opciones.

Quizá la más interesante sea la de conectar un colector solar a la caldera. No es necesario utilizar combustible para calentar el agua en verano y en invierno, especialmente en un día luminoso, el colector «ayudará» un poco a la caldera. Estas variantes se encuentran entre las soluciones estándar de muchos fabricantes de equipos de calefacción.

…y todo lo demás

Uno de los principales problemas a los que hay que enfrentarse a la hora de organizar el sistema de calefacción por líquido es la asignación de espacio para el almacenamiento de combustible y la compra de uno o varios depósitos. Son de acero o de plástico; existen varias opciones de instalación. El volumen máximo del depósito de gasóleo instalado en la sala de calderas junto a la caldera es de 1 m3 en caso de instalación interna – 50 l . Para toda una temporada de trabajo no es suficiente, por lo que los tanques de instalar en una habitación separada o enterrar en el suelo.

La regla general es la siguiente: si se destruye la pared del depósito, no debe entrar combustible en el suelo. Si se instalan en el exterior, los depósitos se colocan en una sala con suelos y paredes sellados o en una bandeja especial con un volumen no inferior al del mayor depósito del complejo. Para enterrarlo en el suelo, se instala un depósito de doble capa con un sensor de fugas entre las paredes. Además, el sistema de suministro de combustible incluye tuberías, válvulas, respiraderos y otros elementos.

Si el depósito está situado lejos o muy por debajo del quemador, su capacidad de bombeo integrada puede no ser suficiente y debe añadirse una bomba de circulación adicional. También hay que tener en cuenta que, a medida que baja la temperatura, el gasóleo o cualquier otro combustible se vuelve más viscoso y puede llegar a congelarse, y los principales lugares en los que suele ocurrir esto son los filtros y las tuberías. Además, el gasóleo para las zonas centrales puede ser «de verano» y «de invierno» en el norte, también existe el combustible solar «ártico» con un punto de congelación bajo .

Caldera de combustible líquido con caldera Viessmann Vitorond 100

En general, la calidad del combustible también tiene un impacto directo en la calidad de la calefacción, es decir. e. Los intervalos de mantenimiento, el rendimiento de la caldera, la emisión de contaminantes, especialmente de compuestos de azufre, y la vida útil de los distintos componentes. No hay nada de lo que presumir: las investigaciones demuestran que la calidad del gasóleo doméstico es, según la normativa moderna, «no apta ni para calefacción», y aquí se utiliza para hacer funcionar motores de combustión interna.

Pero, por desgracia, este parámetro no depende del consumidor, hay que tomar «lo que te dan». Lo único que puede hacer es elegir un proveedor constante y fiable, ya que no tenemos ningún otro combustible de mayor calidad por ejemplo, biodiésel . En cualquier caso, al menos una vez al año se debe revisar tanto la caldera como el quemador.

El sistema de calefacción líquida se llena de agua o de un anticongelante especial. Hay que prestar más atención a la calidad del agua cuando se utiliza. La cal que obstruye el intercambio de calor de las paredes internas suele ser casi imposible de eliminar, y la eficiencia del sistema se reduce. Si utiliza un sistema de calefacción en bucle, incluso unos pocos cambios de agua dura en el sistema son suficientes para reducir seriamente la capacidad.

La cal se acumula aún más rápido en un sistema abierto circuito de ACS . Se utilizan varios métodos y dispositivos para reducir su formación. Sin embargo, esto se aplica principalmente a los equipos de calderas: el sentido de hacer pasar agua fría por una caldera con una capacidad de hasta 30-40 kW es pequeño, simplemente no tiene tiempo para calentarse.

Para establecer un sistema de calefacción totalmente autónomo, también hay que tener en cuenta la posibilidad de que se produzcan cortes de energía periódicos. Si el corte de luz dura dos o tres horas, no hay problema: el cálculo del balance térmico del edificio lo tiene en cuenta.

Otra cosa es que la duración de la parada de emergencia se mida en días. Sin embargo, el consumo de energía del sistema es bajo unos cien vatios para los quemadores, otros equipos consumen incluso menos . Un pequeño generador de emergencia o unas baterías precargadas pueden proporcionar esta cantidad de energía.

Por último, pero no por ello menos importante, la disposición del flujo de aire, la ventilación y la chimenea. Dado que la combustión del combustible produce compuestos de azufre, las chimeneas de ladrillo pueden colapsar en una sola temporada de funcionamiento. La chimenea suele ser de acero inoxidable resistente a los ácidos. A veces, las chimeneas de acero se insertan simplemente dentro de una chimenea de ladrillo.

En algunos casos se utilizan chimeneas coaxiales: los gases de combustión se conducen por el tubo interior y el aire de combustión se introduce en el espacio intertubular. En otros casos, la sala de calderas debe contar con un suministro de aire y una ventilación adecuados. Las soluciones específicas para todo el sistema deben tomarse de forma individual, en función de las particularidades de la casa, la propiedad y los deseos del propietario.