Glosario de términos industriales sobre calefacción y agua caliente sanitaria
- Escrito por Idoia Arnabat CALORYFRIO
Presentamos a continuación un glosario de términos industriales que hacen referencia al sector de la calefacción (por ejemplo materiales de calefacción) y el agua caliente sanitaria, con definiciones de cada término organizadas por orden alfabético. Pincha sobre cada palabra para comprender su significado.
¿Qué es una caldera de gas mixta?
Las calderas de gas mixtas tienen dos circuitos de agua salientes: El de calefacción, que se dirigirá a los radiadores o al suelo radiante del hogar y el del A.C.S, para obtener agua caliente en grifos, lavabos y ducha.
Las calderas de gas mixtas pueden ser de dos tipos: Instantáneas y de microacumulación. Las instantáneas empiezan a calentar el agua en el momento que abrimos el grifo, pero el agua caliente tarda unos momentos en calentarse y llegar a la salida del grifo o la ducha. Las calderas con microacumulación cuentan con un pequeño depósito de agua caliente, lo que hace que el agua salga caliente de forma casi inmediata, gastando así menos energía.
Si quieres saber más sobre las calderas de gas, no te pierdas nuestros consejos para elegir caldera de gas.
Acumulador de agua
El Acumulador puede ser calentado mediante la combustión de gas, directamente por una resistencia eléctrica o por un circuito primario de fluido termoportador. En ese caso, la energía térmica puede ser producida por una energía renovable o no (solar, gas, gasóleo, electricidad, biomasa, bomba de calor, etc).
La capacidad del tanque y su aislamiento variará según el fabricante, siendo determinante para el periodo de recuperación de calor. Su capacidad puede variar entre los 15 litros hasta los 1000 litros. El tipo de aislamiento térmico y su calidad permitirán que no se escape el calor; si este elemento es deficiente el gasto de energía será mayor.
Según donde se ubique la fuente energética y el intercambiador de calor del acumulador, diferenciamos:
Acumuladores directos: La fuente de energía que proporciona el calor es interna. Una resistencia eléctrica, un quemador de gas,… dependiendo del tipo que se trate. Este tipo de acumulador no es eficiente ante consumos prolongados, una vez consumido el depósito se debe esperar a que se recupere. Su instalación es sencilla y hace frente a grandes demandas simultáneas.
Acumuladores indirectos: Dependen de una fuente energética externa, necesitando un intercambiador de calor extra. El tanque de agua debe ser conectado al intercambiador, y su capacidad ayudará un funcionamiento más dinámico. Depende de la capacidad del intercambiador para que el funcionamiento del depósito sea mejor o peor. Una de las ventajas de éste tipo de acumulador es que puede satisfacer tanto demandas punta como consumos prolongados. Y es que no solo se acumula el agua caliente, sino que también se está calentando el agua instantáneamente.
Ventajas:
• El suministro de agua caliente está a una temperatura constante
• Temperatura del agua no se afecta si se abren o cierran otras llaves conectadas al mismo calentador.
Desventajas:
• El tamaño del tanque
• Los periodos de recuperación del calor son muy largos.
Los aparatos de acumulación deben integrar un sistema de desinfección antilegionella cumpliendo lo dispuesto en la instrucción técnica ITE 02.5 para la producción centralizada de A.C.S del Reglamento de Instalaciones Térmicas en edificios (RITE); al igual que a la instalación de una válvula de sobrepresión que desemboque en el desagüe con una llave habilitada para asegurar el vacío.
Los acumuladores de agua deben ser accesibles para su limpieza y estar provistos de algún tipo de apertura para acceder a su limpieza interior y evitar la acumulación de óxido y lodos. En casos de suciedad e incrustaciones internas la bacteria de la Legionella encuentra mayor cobijo para propagarse. En estos casos la temperatura del agua no puede destruirlos, ya que la suciedad las protege del calor.
Caldera atmosférica
Son las de funcionamiento más simple y también más antiguo. Este sistema calentaba el agua hasta unos 90º. Se llaman calderas atmosféricas porque para producir la combustión se coge el aire del ambiente o de la zona donde está instalada la caldera.
En el quemador de la caldera atmosférica, la producción del gas a baja presión suministra el aire necesario para la combustión. La parte de aire así inducida se llama aire primario, el aire secundario complementario se añade naturalmente en el hogar. Los quemadores atmosféricos equipan las calderas denominadas atmosféricas y son más silenciosos que los quemadores a aire inyectado o a gas inyectado.
Las calderas atmosféricas son aquellas que para la combustión del gas toman el aire directamente del local donde se encuentran instaladas, por lo que precisan unas condiciones de ventilación muy importantes. Además de eso solo se pueden instalar si se garantiza que el tiro vertical de la salida de humos es suficientemente alto como para que los humos salgan con facilidad. Las calderas atmosféricas se ven influenciadas por las condiciones atmosféricas como el viento, la lluvia…
Su cámara de combustión está abierta, no se encuentra aislada. Está en contacto con el ambiente de la zona de se encuentra colocada, por lo tanto, este tipo de calderas se consideran menos convenientes que el de las calderas estancas. Según la RITE, Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, aprobado desde el 1 de enero del 2010, está prohibida la instalación de este tipo de calderas en los nuevos edificios como en reformas de edificaciones existentes. No significa que un usuario que tenga una caldera atmosférica deba cambiar a otro tipo de caldera estanca. Pero se recomienda que en caso de reformas o por propia voluntad se opte por una estanca.
Este tipo de calderas son bastante peligrosas, generan gases de tipo CO2 en la zona donde están colocadas y al tener tiro natural es muy fácil que fallen. Tienen un rendimiento energético entorno al 70%-80%, bastante por debajo comparado con otras calderas.
Caldera con acumulador
El acumulador de ACS se integra en la estructura de la caldera, se sitúa el acumulador en posición baja o lateral. Una caldera con acumulador da una comodidad de agua caliente sanitaria superior a una caldera con intercambiador ACS instantáneo.
El agua caliente sanitaria es el segundo consumidor de energía de nuestros hogares. Hay varios sistemas para reducir la demanda de energía para producir agua caliente. Estos sistemas varían según la zona climática solar donde se encuentra el edificio, los habitantes de la casa y los hábitos de uso respecto al agua.
Los sistemas más comunes son de agua caliente instantánea o por acumulación. Aunque se necesite mucha potencia para generar agua caliente instantáneamente, hay que tener en cuenta que el consumo de combustible puede ser mayor con un sistema de acumulación, ya que debe mantener el agua a cierta temperatura dentro de los depósitos. Dicho acumulador está aislado pero puede presentar pérdidas. Estas pérdidas de calor aumentan los gastos energéticos. Sin embargo, gracias a la capacidad de suministrar mayores cantidades de agua caliente, los sistemas con acumulación proporcionan un mayor confort al usuario.
Los sistemas de acumulación se pueden dividir en dos: los que se componen por un equipo que calienta el agua más un termo-acumulador, y los termoacumuladores de resistencia eléctrica. Las primeras son las más comunes. Una vez calentada el agua se almacena en un depósito para su posterior uso.
Gracias a éste sistema se evitan los continuos encendidos y apagados de la caldera, y aparte de eso se permite el uso del agua caliente en dos puntos distintos a la vez. Se pueden combinar fácilmente con los sistemas de captación solar de ACS, y que reduce la tarifa de los combustibles. Los expertos recomiendan este sistema cuando se sabe que el consumo de agua caliente es continuo.
Los termoacumuladores no son muy recomendables por asuntos energéticos y de costes. Cuando el agua baja de una determinada temperatura se activa una resistencia auxiliar. De ahí la importancia de un buen aislamiento y programar la caldera para que funcione solo cuando es necesario.
Cada uno de ellos tiene sus ventajas e inconvenientes, elegir entre una u otra dependerá del uso y de las costumbres de cada usuario.
Caldera de baja temperatura
Las calderas de baja temperatura son más económicas y aportan un ambiente térmico más agradable con relación a una caldera normal. Permiten realizar ganancias de consumo aproximadamente del 12 al 15% al suministrar calor al suelo radiante a baja temperatura o a radiadores a baja temperatura. Además de eso, los componentes internos de la caldera son altamente calificados y seguros. Gracias a la tecnología aplicada que no produce corrosiones, se logra ampliar el tiempo de vida del equipo.
La caldera de baja temperatura funciona como una caldera convencional, sola que trabaja a temperaturas menores, entre 35 ° C y 45 ° C, y regulan la temperatura según la demanda energética real. La curva de calefacción se adapta a las necesidades caloríficas de cada edificio, teniendo en cuenta varios factores como la localización, orientación, pérdidas térmicas del edificio…
Si la temperatura exterior es fría, la temperatura de impulsión será mayor. Si, en cambio, la temperatura exterior aumenta, la temperatura de impulsión baja, hasta alcanzar el límite mínimo. Su tecnología evita que esté arrancándose y apagándose continuamente. De ésta forma se consigue aprovechar al máximo el calor generado, y se reducen las pérdidas, el consumo de combustible y la emisión de gases.
Éste tipo de calderas son estancas. Esto quiero decir que produce una técnica de combustión en una cámara que se encuentra cerrada y que no está en contacto con el ambiente de la zona donde está instalada. Esto impide que los gases procedentes de la combustión puedan entrar y contaminar la zona. Al estar totalmente cerrada no tiene vínculo con el exterior, pero necesita absorber el aire exterior para su funcionamiento y lo hace mediante un conducto especial.
Los sistemas de distribución más habituales en las calderas de baja temperatura son:
- Radiadores: transporta el calor entre el agua caliente y el espacio que se va a calentar.
- Suelo radiante: Los radiadores se sustituyen por un sistema de tubos que se colocan debajo del suelo y por donde circula el agua caliente, volviéndose el suelo emisor de calor. Éste sistema es muy eficiente, ya que la temperatura a la que hay que calentar el agua está entre 35 ° C y 45 ° C, justo la temperatura a la que trabaja la caldera, ahorrando energía.
Caldera de condensación
La utilización de una caldera de condensación permite recuperar una parte muy grande de ese calor latente y esta recuperación de la energía reduce considerablemente la temperatura de los gases de combustión para devolverle valores del orden de 65°C limitando así las emisiones de gas contaminantes.
Los humos son enfriados a través de un intercambiador, por el retorno del agua de calefacción vapor de agua se condensa y cede su calor latente de condensación al agua del circuito, añadiéndose al calor de la combustión. Además, la temperatura de los humos se reduce así, lo que permite alcanzar rendimientos superiores al 100%. Con una caldera clásica de tipo atmosférico, una parte no despreciable de dicho calor latente es evacuada por los humos, lo que implica una temperatura muy elevada de los productos de combustión del orden de 150°C.
Caldera de doble servicio
La producción de agua caliente sanitaria puede efectuarse de 3 maneras: instantánea, con microacumulación, o por acumulador complementario.
- Producción de ACS instantánea: se dice la producción de agua caliente sanitaria instantánea cuando se produce en el momento mismo de la la utilización. Está garantizada generalmente por un intercambiador a placas en inox.
- Producción de ACS con microacumulación: una reserva de algunos litros permite evitar la escasa produción de ACS cuando arranque el quemador.
- Producción de ACS por acumulador: permite tener una reserva de agua caliente y en consecuencia un gran confort en agua caliente sanitaria.
Caldera estanca
El término estanca procede de un conducto de humos con dos tubos concéntricos que desembocan directamente hacia el exterior horizontalmente a través de una pared o por el tejado:
El tubo número 1 introduce el aire necesario para la combustión, el tubo número 2 evacua los humos. Este tipo de caldera no requiere entrada de aire en la cocina o en el local puesto que el aire comburente es suministrado por el tubo concéntrico.
Las calderas estancas son más seguras, limpias y cómodas para el usuario, ya que la cámara de combustión está sellada, lo que impide que los gases procedentes de la combustión puedan revertir hacia el recinto donde esté instalada la caldera.
Entre las calderas estancas son especialmente recomendables las calderas de condensación, por ser las que alcanzan mayor rendimiento energético y tener unas emisiones muy bajas de NOx (óxidos de nitrógeno).
Caldera híbrida
También se denomina caldera solar o caldera solar híbrida.
En este tipo de calderas la producción de agua caliente sanitaria se resuelve a través de la energía solar, cuando esta exista. Si no hay energía solar disponible o se requiere calefacción, la demanda se garantiza mediante el combustible. A este combustible se le denomina energía convencional de apoyo.
Por lo tanto sería necesario instalar dos aparatos (para energía solar y combustible respectivamente) con la consiguiente ocupación de espacio en la vivienda. Las calderas híbridas permiten un ahorro de espacio, ya que no es necesario tener dos aparatos, ni conexiones de ningún tipo entre ellos.
Cabe mencionar que la caldera tendrá que ser dimensionada para poder suministrar la energía necesaria a toda la vivienda.
El sistema de calefacción que mejor se adapta a la energía solar térmica es el suelo radiante ya que trabaja a baja temperatura, alrededor de 40ºC.
Caldera híbrida solar-gas
También se denomina caldera solar o caldera solar híbrida.
En este tipo de calderas la producción de agua caliente sanitaria se resuelve a través de la energía solar, cuando esta exista. Si no hay energía solar disponible o se requiere calefacción, la demanda se garantiza mediante el combustible. A este combustible se le denomina energía convencional de apoyo.
Por lo tanto sería necesario instalar dos aparatos (para energía solar y combustible respectivamente) con la consiguiente ocupación de espacio en la vivienda. Las calderas híbridas permiten un ahorro de espacio, ya que no es necesario tener dos aparatos, ni conexiones de ningún tipo entre ellos.
Cabe mencionar que la caldera tendrá que ser dimensionada para poder suministrar la energía necesaria a toda la vivienda.
El sistema de calefacción que mejor se adapta a la energía solar térmica es el suelo radiante ya que trabaja a baja temperatura, alrededor de 40ºC.
Chimenea decorativa
Esta chimenea la mayoría de las veces es realizada a medida por profesionales que adaptan las normas de instalación con formas originales que integran los materiales más diversos como la piedra, la madera, el vidrio, la cerámica.
Combustible sólido
El proceso de combustión de estos combustibles difiere bastante con respecto a los combustibles líquidos y los gaseosos. Todos los sólidos combustibles queman produciendo cenizas.
La buena o mala combustión del sólido depende de la facilidad del acceso del aire a las diversas partículas del combustible. Estas deben estar distribuidas uniformemente sobre la superficie de combustión, no se debe encontrar amontonado o agolpado. Su combustibilidad dependerá entonces de:
- Contenido húmedo del sólido
- Conductibilidad calorífica
- Aptitud y Temperatura de ignición
- Grado de combustión
- Velocidad de propagación
- Carga termina, etc.
Clasificación de los combustibles fósiles
Aquellos sólidos que se utilicen como combustibles pueden en primera instancia se clasificados en naturales y artificiales:
- Naturales; son aquellos combustibles que son utilizados como tales sin previa elaboración.
- Artificiales; surgen del procesamiento de materias primas naturales. Se obtienen utilizando técnicas de descomposición térmica y además como residuos de otros procesos fisicoquímicos.
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COMBUSTIBLES SÓLIDOS |
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NATURALES |
Maderas y Residuos Vegetales |
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Carbones fósiles |
Turbas |
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Lignitos |
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Hullas |
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Antracita |
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ARTIFICIALES |
Coques y Residuos Orgánicos |
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Aglomerados Y Briquetas |
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Carbón Vegetal o de leña |
Obtención de combustible sólido
Los combustibles sólidos para ser usados, deben estar sobre la forma de polvo muy fino, siendo este pulverizado con aire durante la alimentación de un cilindro. El gran problema que presentan los combustibles sólidos, es la inaceptable erosión provocada en los pistones, válvulas y cilindros de las maquinas que los utilizan.
Proceso de combustión de un combustible sólido
El proceso de combustión de un sólido está dividido en cuatro períodos o fases:
- Secado del combustible; la temperatura de las partículas aumenta debido a la transferencia del calor. En consecuencia, el combustible se seca, eliminándose la humedad que posee ya que ésta se ha convertido en vapor de agua.
- Destilación; el vapor de agua debe recorrer la estructura de los poros, alcanzar la superficie de la partícula y salir hacia el exterior. Una vez que el vapor abandona al sólido la temperatura de éste comienza a aumentar hasta llegar a la temperatura en la que comienza la pirolisis.
- Pirolisis; la pirolisis comienza en cualquier zona de la partícula donde se alcance la temperatura requerida. Éste proceso cambiará las propiedades físicas, químicas y termodinámicas del combustible. Los primeros compuestos generados son los volátiles y en la medida en que, son producidos queda una matriz carbonosa sólida. Evolucionan hacia el exterior donde se produce su combustión (oxidación de volátiles). Ésta tiene lugar en la fase gaseosa y es fácilmente identificable por la presencia de llama.
- Quemadas todas las sustancias volátiles, la llama se apaga, quedando las cenizas del sólido además de la escoria y los componentes inactivos.
Unidad de medida del calor
Otra unidad ampliamente utilizada para la cantidad de energía térmica intercambiada es la caloría (cal).
El Julio es la unidad de medida de calor, siendo también un método de transferencia energía.
La caloría es la cantidad de calor necesario para elevar de 1°C la temperatura de 1 gramo de agua de 14,5 a 15,5°C bajo la presión atmosférica normal.
Generalmente la cantidad de calor se expresa en kilocaloría (Kcal).
La frigoría es la unidad de medida opuesta de la caloría.
En el sistema de medida anglosajón, la medida de cantidad de calor se expresa en BTU (British Thermal Unit).Es la cantidad de calor necesario para aumentar la temperatura en un grado Fahrenheit a una masa de 1 libra (pound) de agua, equivalente a una masa de 0,4535924 kg.
1 BTU = 1055,06 J.
Para hacernos una idea de qué orden de magnitud tienen los julios:
Aproximadamente, un julio es la cantidad de energía necesaria para levantar 1 kg una altura de 10 cm en la superficie terrestre. Una patada de un deportista puede tener una energía de unos 200 J; una bombilla de bajo consumo de 20 W durante 8 horas gasta unos 600 000 J; y el consumo eléctrico de una familia media durante un mes puede ser de 1 000 000 000 J (unos 278 kW h).
Vaso de expansión
Elemento de seguridad en forma de depósito abierto o cerrado que tiene como misión absorber las dilataciones del agua contenida en el circuito de calefacción, facilitando la evacuación de una eventual burbuja de aire o vapor.
Su función será la de absorber el aumento de presión del agua que hay en el interior de los circuitos, cuando aumenta la temperatura del agua al entrar en funcionamiento la instalación.
Se pueden diferenciar:
Vaso de expansión abierto: recipiente colocado en la parte de mayor altura de la instalación. Es importante que agua y aire no entre en contacto, evitando una posible oxidación.
Vaso de expansión cerrado: Depósito metálico dividido en el interior en dos zonas vía una membrana elástica impermeable.
Vatio por metro Kelvin
Es una unidad del sistema internacional derivada coherente cuyo nombre y símbolo contiene unidades del sistema internacional derivadas coherentes con nombres y símbolos especiales.
Refleja la conductividad térmica que es la propiedad física de cualquier material que mide la capacidad de conducción del calor a través del mismo.
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