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Caldera
Una caldera es un recipiente metálico dotado de una fuente de calor, donde se calienta el agua que puede circular por los tubos y radiadores de la calefacción de un edificio o ser usada en el baño; también aplicable al uso industrial.
Se trata de un aparato en donde la energía potencial de un combustible se transforma en utilizable, en forma de calor, mediante el calentamiento de un fluido, agua o aire, que circula por ella y que se utiliza para calefacción o producción de Agua Caliente Sanitaria (ACS).
Las Calderas se componen de una serie de elementos metálicos estancos, construidos de plancha de acero o de fundición para ser llenados de agua.
Con presiones no muy elevadas las calderas de fundición responden bien, cuando se trata de presiones más elevadas, se recurre a las calderas de acero.
Estos elementos seccionales unidos en secuencia uno tras el otro, dejan un espacio en forma de cilindro que los atraviesa; ésta es la Cámara de Combustión donde se quema el combustible.
Dentro de la cámara de combustión se encuentra el combustible, que en el caso de ser gas o gasóleo, produce una llama desde un quemador.
Los quemadores impulsan dentro de la caldera una mezcla de aire y combustibles líquidos o gaseosos.
Con una llama piloto se consume la mezcla generando la llama dentro de la cámara de combustión. La función del quemador es también regular la llama de acuerdo a las necesidades de la caldera, por medio de un control electrónico de válvulas y bombas de impulsión.
Estos quemadores poseen mecanismo de seguridad que cortan el funcionamiento cuando se producen problemas con la combustión, por ejemplo cuando no accede cantidad suficiente de aire o cuando la temperatura del agua se eleva más de lo normal.
A través de las chimeneas se evacuan los gases quemados producidos en la caldera. La expulsión de los humos se produce por la diferencia de temperaturas entre la parte inferior, a la salida de la caldera y la parte superior donde la temperatura es más fría.
El aire caliente, por el efecto de tiro, tiende a subir; mayor será el tiro cuanto más alta sea la chimenea.
Toda chimenea debe evitar codos y tramos horizontales, porque se anula el efecto de tiro. En los tramos exteriores debe disponerse de un aislamiento térmico para que los gases en circulación no se enfríen mientras suben, de ser así, se reduce el efecto de tiro.
Debe considerarse que la salida de los humos debe encontrarse a una altura suficiente a fin de impedir turbulencias o rebufos que podrían perjudicar otros edificios o dificultar el tiro de la chimenea.
Para calcular la dimensión de la chimenea, se puede recurrir a las tablas del fabricante, teniendo en cuenta la capacidad de la misma.
Tipos de Caldera
- Caldera de Circuito Abierto
Caldera que toma el aire necesario para la combustión del propio local en que se encuentra instalada.
- Caldera Abierta de Hogar Atmosférico
Caldera de Circuito Abierto en la que el hogar está abierto a la atmósfera y por ello la combustión se realiza a la presión atmosférica.
- Caldera Abierta de Hogar Presurizado
Caldera de Circuito Abierto en la que la presión producida por un ventilador impulsa el aire necesario para la combustión.
- Caldera Central o Centralizada
Caldera para calefacción, para agua caliente o para ambos servicios simultáneamente, en una instalación centralizada.
- Caldera Convencional o Estándar
Caldera en la que la temperatura media del fluido caloportador puede limitarse a partir de su diseño. Así, una caldera de agua caliente diseñada para operar entre las temperaturas de 70 ºC a la entrada y 90 ºC a la salida tiene limitada su temperatura media a 80 ºC.
- Caldera de Agua Caliente
Caldera en la que el agua que circula por ella se mantiene siempre en estado líquido y no supera los 110 ºC.
- Caldera de Baja Temperatura
Es la Caldera que puede operar continuamente con una temperatura del agua de entrada comprendida entre 35 ºC y 40 ºC y que, en determinadas circunstancias, puede producir en su interior la condensación del vapor de agua contenido en los humos. Las calderas de baja temperatura operan con combustibles líquidos y gaseosos.
- Caldera de Circuito Estanco o Estanca
Caldera cuyo circuito de combustión (que comprende la entrada de aire, el hogar y la salida de productos de la combustión) no tiene comunicación alguna con la atmósfera del local en que se encuentra instalada.
- Caldera de Condensación
Caldera diseñada para que de manera permanente pueda condensarse en ella una parte importante del vapor de agua contenido en los humos.
- Caldera de Gas
Caldera que utiliza gas natural, gas manufacturado o GLP como combustible.
- Caldera de Gasóleo
Caldera que utiliza gasóleo C como combustible.
- Caldera Eléctrica
Caldera que utiliza electricidad como fuente de energía y produce calor por efecto Joule.
- Caldera Individual
Caldera para calefacción, para agua caliente o para ambos servicios simultáneamente, en una instalación individual.
Caldera que en lugar de quemar gas natural o gas-oil, utiliza como combustible pellets pequeños cilindros hechos comprimiendo residuos vegetales.
Calderas: Instalación
- Salas de Calderas: Son los recintos destinados exclusivamente a los equipos de calderas. Son locales que requieren estar separados en su propio sitio y deben cumplir con la normativa en relación a ventilaciones, protecciones y prevenciones por los riesgos de incendios y explosión a que podrían estar expuestos.
Debe considerarse un sector de incendios con una resistencia mínima al fuego de 120 minutos, e instalar puertas cortafuegos en los accesos.
Las calderas de gasóleo pueden instalarse en sótanos. En el caso de emplear como combustible el gas natural, no se aconsejan los sótanos, ya que en caso de fuga, los gases más pesados que el aire, no pueden evacuarse.
Las calderas de gas conviene situarlas en azoteas y espacios exteriores, en este caso, protegidos con una cubierta ligera pensada para que ceda fácilmente si ocurre una explosión, sin afectar muros ni estructura.
Las salas de calderas con equipo de más de 70 Kw, debe contar con un espacio de 1 m x 1 m de pared con una resistencia mínima, inferior al resto de los cerramientos y que dé al exterior directamente.
La superficie de la sala de calderas deberá determinarse en función de los equipos a instalar. Debe considerarse la posibilidad de efectuar el mantenimiento , garantizar las ventilaciones correctas y considerar que no se produzcan interferencias térmicas entre dos calderas dentro de un mismo local.
Calcular la distancia suficiente antes de ubicar la caldera, de manera de poder extraer el quemador completamente del interior de la caldera a fin de realizar las tareas periódicas de mantenimiento y efectuar las reparaciones por averías cuando sea necesario.
No siempre se toman en cuenta estos recaudos pues se instalan las calderas con el quemador montado; por ello recomendamos tener presente estos aspectos durante el proceso de diseño para que la sala de calderas tenga la superficie necesaria.
Las salas de calderas requieren de una especial atención con las ventilaciones.
Una de las razones es que cada caldera requiere de grandes cantidades de aire para que funcione correctamente, de no ser así tendrán una mala combustión y la generación de gases tóxicos.
Otra razón es que se necesita efectuar la renovación del aire viciado dentro del recinto; para lograr una buena ventilación, debe disponerse de una abertura inferior y otra superior con las dimensiones calculadas según lo que indica la normativa ( en función de las características de la caldera).
Las calderas se montan sobre bancadas de obra, construidas con una altura mínima de 15 cm. Esta manera de instalar la caldera se debe a la necesidad de aislar la caldera del pavimento o el forjado para no transmitir a los mismos las vibraciones que produce la caldera durante su funcionamiento.
Estas bancadas deberán estar perfectamente niveladas para que la caldera también esté nivelada, lo cual permite el correcto funcionamiento de los sistemas hidráulicos de la misma.
Se dispondrá en la sala de calderas de un desagüe conectado a la red de saneamiento.
En el caso en que se necesiten vaciar los circuitos de agua del sistema de calefacción, ya sea por avería o por mantenimiento, las salas de calderas deben disponer de sistemas de seguridad que purguen el agua si hubiera sobrepresión.
Por ello, en estos locales, siempre deben tenerse en cuenta los desagües respectivos.
