COMPONENTES PARA INSTALACIONES DE BIOMASA

De las guías de Caleffi 

 DISPOSITIVOS ANTICONDENSACIÓN

Sirven para evitar el retorno de agua a la caldera a temperaturas muy bajas.

Como ya sabemos con las calderas tradicionales de combustibles líquidos o gaseosos, el retorno del agua a la caldera a temperaturas muy bajas puede provocar choques térmicos y crear condensaciones corrosivas, fenómenos que perjudican la estanqueidad y la vida de las calderas.

Para que no se produzcan estos fenómenos y sus consecuentes daños, en general se utilizan bombas anticondensación o regulaciones con sondas de temperatura mínima.

También en los generadores de calor de combustible sólido, el retorno del agua a temperaturas muy bajas puede provocar los inconvenientes y los peligros descritos anteriormente, y la formación de creosota, otro gran peligro.

La creosota es una acumulación de alquitrán (véase recuadro siguiente) muy inflamable que puede obstruir los tubos de los humos y provocar graves incendios.

Para evitar estos peligros y proteger los generadores de combustible sólido se han creado unas válvulas anticondensación autoaccionadas

          PELIGRO CREOSOTA

La creosota producida por los humos de los generadores de combustible sólido es un gas de combustión condensado que contiene materiales vaporizados sin quemar.                          

 En ciertas condiciones puede inflamarse y quemar a aproximadamente 1150°C. Su combustión, que se desarrolla verticalmente, puede alcanzar temperaturas de 1650÷1700°C: estas temperaturas pueden fundir las chimeneas, romper los humeros, dañar las paredes y provocar incendios muy peligrosos.

Función

La válvula anticondensación, utilizada en los sistemas de calefacción con generador de combustible sólido, mantiene automáticamente la temperatura de consigna del agua de retorno al generador.

El mantenimiento del generador a temperatura elevada evita que se condense el vapor de agua contenido en los humos.

El agua de condensación forma incrustaciones de alquitrán en las superficies metálicas del intercambiador de humos/agua de la instalación, que provocan corrosión, reducen la eficiencia térmica del intercambiador y, por ser inflamables, son una causa potencial de incendio en la chimenea.

La válvula anticondensación mejora la duración y las prestaciones del generador.

Principio de funcionamiento

El termostato, completamente sumergido en el fluido, acciona un obturador que regula los flujos en baipás y hacia la instalación. Cuando arranca el generador de calor, la válvula anticondensación hace recircular el agua de ida para que el generador alcance cuanto antes la temperatura de funcionamiento (1).

Cuando la temperatura de ida Ti supera el valor Tset de calibración de la válvula anticondensación, la boca de agua fría de la válvula comienza a abrirse para obtener la temperatura de agua mezclada Tmix. En esta fase comienza la carga de la instalación (2).

Cuando la temperatura Tmix de retorno al generador es aproximadamente 10°C superior al valor de calibración de la válvula anticondensación, se cierra la vía de baipás y la temperatura del agua que vuelve al generador es igual a la temperatura de retorno desde la instalación (3) y (4).

Ti = Temperatura de ida 

Tset = Temperatura calibración válvula anticondensación 

Tmix = Temperatura agua mezclada de retorno al generador 

Tr = Temperatura de retorno de la instalación

Esquema de aplicación

Sistema con acumulador de inercia

GRUPO DE CIRCULACIÓN ANTICONDENSACIÓN

Este grupo está formado, principalmente, por un bloque de fusión de latón en que se ha montado: una bomba, una válvula anticondensación, una válvula de retención por gravedad y tres válvulas de corte de esfera.

La función de la válvula de retención por gravedad es asegurar la circulación natural del fluido incluso si la bomba se para, por ejemplo, debido a un corte de energía eléctrica.

Esta función es muy importante porque siempre asegura una circulación mínima de fluido y, por lo tanto, permite enfriar el generador de calor de manera continua.

Otras ventajas del grupo de recirculación y anticondensación son su simplicidad y facilidad de uso y de mantenimiento. Su compacidad hace posible reducir las dimensiones de la instalación, reducción muy útil en las pequeñas instalaciones domésticas.

A continuación se describen y se representan las cuatro fases de trabajo principales de estos grupos de recirculación y anticondensación.

La función de la válvula de retención por gravedad es asegurar la circulación natural del fluido incluso si la bomba se para, por ejemplo, debido a un corte de energía eléctrica.

  

TALLER SOLAR - Puesta en marcha de una instalación de energía solar térmica

En la mayor parte de las instalaciones solares térmicas se creen tener claros los pasos a seguir en una puesta en marcha (Tabla 1), a pesar de que la realidad refleja fallos habituales que provocan peor rendimiento energético en las instalaciones y una reducción en su vida útil.

Comprobación de estanqueidad del campo captador

Para evitar problemas de conexiones defectuosas o posibles poros se hace la primera prueba de estanqueidad, con agua o aire. El aire permite retocar las soldaduras sin tiempo de espera. Esta comprobación se hará a presiones altas (cercanas a las máximas admisibles por los captadores y tuberías), asegurándose de no tener conectados aquellos componentes de la instalación cuya máxima presión de trabajo sea inferior la usada para la prueba, es decir, vaso de expansión, sistema de bombeo, separador de aire, etc.

Tarado del vaso de expansión

El vaso de expansión ha de ser capaz de absorber la dilatación del fluido que se produce en los momentos de estancamiento, es decir, con riesgo de sobrecalentamiento. Generalmente los vasos de expansión vienen tarados de fábrica a presión superior a la de trabajo, por lo que será necesario adaptarla a las necesidades de cada instalación.

En primera instancia, se debe haber calculado la presión del circuito(1). El vaso de expansión debe quedar tarado con una presión de 0,3 bar inferior a la de la instalación2. Es importante recordar que el contenido del vaso de expansión es nitrógeno ya que en su interior contiene una membrana con partes metálicas que con oxígeno se oxidaría. El manómetro (Fig. 1) es imprescindible para esta comprobación. Según el Servicio de Asistencia Técnica, es muy reducido el número de instaladores que tienen un manómetro a mano como herramienta básica.

Limpieza, llenado y comprobación de estanqueidad total

Es recomendable hacer un limpiado con agua de toda la instalación a circuito abierto para eliminar posibles restos de soldaduras que obstruirían el paso del fluido además de alterar sus propiedades. En instalaciones con purgadores en la parte superior y una sola toma de llenado en la inferior, no es posible realizar este tipo de limpieza.     Inicialmente se llenará el circuito primario con una presión superior a la calculada(1), que se reducirá posteriormente. Es muy importante que la fase de llenado se haga con escasa radiación solar (a primera o última hora del día) ya que, al estar la bomba de primario parada, el fluido estancado podría llegar a altas temperaturas y evaporarse, formando bolsas de aire en la instalación que ocasionan problemas en la circulación y, por supuesto, en el llenado. Si esto no fuera posible, se puede realizar tapando los captadores.

Debido a la capacidad del glycol de penetrar en ranuras finas, por su menor tensión superficial en comparación con el agua, es necesario hacer una nueva prueba de estanqueidad, esta vez con el fluido caloportador.

El fluido caloportador en los circuitos es imprescindible para evitar congelaciones y debe ser capaz a su vez de resistir altas temperaturas. Se comprobará su temperatura de congelación con un medidor de densidad (Fig. 3). La estación de llenado (Fig. 2) suministra presión y caudal que permiten velocidades de fluido óptimas para el arrastre de burbujas de aire, purgando así la instalación mientras se llena, limpiando el circuito y permitiendo mezclar anticongelante con agua previamente. 

Purgado de la instalación

Las bolsas de aire en una instalación son uno de los principales problemas: afectan a las conexiones de los colectores, reducen el caudal del fluido de trabajo y por tanto el rendimiento del sistema, y estropean el glycol. Por todo, ello un correcto purgado es imprescindible. Si esta operación se hace mediante purgadores, es importante colocar una llave de corte antes del purgador para asegurarse de que el circuito es completamente estanco. Si se utilizan separadores de aire, llevarán un purgador manual, con el que se eliminarán las microburbujas tantas veces como sea necesario en el transcurso de la puesta en marcha. 

Respecto a los purgadores y el separador de aire (Fig. 4), existe el riesgo de que la velocidad del fluido sea capaz de arrastrar las burbujas al circuito sin que los purgadores puedan evacuarlas por eso es necesario tener un separador de aire (Fig. 5). Instalarlo en la parte caliente e inferior del circuito facilita el mantenimiento.

Purga de aire del sistema

 "Una sección mayor reduce la velocidad de circulación, dejando que las burbujas dejen de ser arrastradas por el fluido y suban. Con el purgador manual se expulsa el aire."

Ajustes de presión y caudal

La presión y el caudal son los últimos parámetros a controlar en la puesta en marcha. Para regular la presión final a la que debe quedar la instalación, se abrirá la válvula de vaciado hasta conseguir la presión adecuada mencionada anteriormente(1). Como el vaso de expansión tiene 0,3 bar por debajo de la presión final de la instalación(2) se consigue así un remanente del fluido caloportador en el vaso que podría reponerse al circuito en el caso de temperaturas exteriores menores a las del momento del llenado, así como evitar sequedad o que ésta quede adherida a la pared del vaso (Tabla 2). En cuanto al caudal final de la instalación, será recomendable ajustarlo en cada caso al indicado por el fabricante. Su ajuste se hará a través de la velocidad de la bomba, estrangulando su válvula de cierre hasta conseguir ese caudal buscado. El caudalímetro es imprescindible para poder leer el caudal de la instalación.

Buenas prácticas

La función de un llenado automático desde red no es recomendable. El riesgo existente es que se puede introducir cal en el circuito de forma incontrolada, no se detectan posibles fugas en la instalación, el glycol se diluye sin ningún control y se pierde la concentración de la fluido caloportador para evitar las heladas. Generalmente se conduce la salida de la válvula de seguridad a un desagüe de recogida. De este modo es muy difícil controlar y cuantificar las posibles pérdidas de la instalación y además la normativa de instalaciones térmicas no permite el desagüe a altas temperaturas. Recomendamos conducir la válvula de seguridad a un recipiente, una garrafa, por ejemplo.

Confiamos que los puntos aquí tratados ayuden a guiar un correcto proceso de puesta en marcha, que reduzca al máximo los sucesivos fallos que las instalaciones y los usuarios padecen como consecuencia de falta de rigor durante el citado proceso y todo ello, sirva para mejorar su rendimiento y vida útil.  

Tabla 1. Pasos generales de una puesta en marcha		Tabla 2. Ejemplo de tarado del vaso de expansión
1. Comprobación de estanqueidad del campo captador. 2. Tarado del vaso de expansión. 3. Limpieza de instalación con agua para posterior llenado con fluido caloportador (agua-glycol). 4. Comprobación de estanqueidad del total de la instalación con fluido caloportador. 5. Purgado de la instalación. 6. Ajustado de presión de la instalación. 7. Ajustado de caudal especifico recomendado por el fabricante del captador. 8. Asegurarse del correcto funcionamiento de toda la instalación antes de darla por finalizada.		Datos de partida: Presión inicial de captadores = 1,3 bar Altura entre campo colector y vaso de expansión, h = 10 m. Tarado: Presión recomendada de trabajo en la instalación = Presión inicial de captadores + (0,1 x h) = 1,3 x 0,1 x 10 = 2,3 bar Presión recomendada de vaso de expansión = Presión recomendada de trabajo en la instalación - 0, 3 bar = 2 bar.

 (1) Presión inicial en la instalación = 1,3 bar + 0,1 x altura en metros de los captadores respecto al vaso de expansión

(2) Presión en el vaso de expansión = Presión de la instalación - 0,3