Calderas de calefacción combinadas: gas-eléctrica o gas-leña

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¿Por qué elegir entre diferentes tipos de energía cuando puedes usar varias a la vez? Le presentaremos la tecnología de calefacción híbrida: las bases para instalar calderas para diferentes tipos de combustible, las ventajas de diferentes combinaciones, características de instalación y uso..

Calderas de calefacción combinadas

Las dos principales variedades de calderas híbridas.

Los fabricantes amplían periódicamente la gama de medios técnicos diseñados para aumentar la eficiencia de los equipos de calefacción. Sin embargo, solo hay dos esquemas principales del dispositivo para operar con combustible combinado:

  • calderas con cámara de combustión combinada;
  • calderas con cámaras de combustión separadas.

En total, para las calderas híbridas, se aplican las mismas características de diseño que para las convencionales: material de fabricación, forma de los conductos del horno y de la chimenea, tipos de intercambiadores de calor. Pero la mera posibilidad de utilizar diferentes tipos de combustible hace sus propios ajustes..

Calderas de calefacción combinadas

La diferencia entre calderas con cámaras de combustión combinadas y separadas es obvia. Por un lado, la producción de unidades de una sola cámara implica un menor consumo de material, respectivamente, el peso y las dimensiones son relativamente bajos como resultado. La otra cara de la moneda es negativa: es muy difícil lograr una eficiencia de combustión igualmente alta de diferentes tipos de combustible, en este sentido, la unificación no es beneficiosa..

El problema es que el calor y la composición de los productos de combustión del combustible sólido y el gas son muy diferentes. Si se usa gas natural, es preferible aumentar el área del intercambiador de calor y alargar la trayectoria del paso de la llama para la absorción de calor más eficiente, entonces en el caso de la madera y el carbón, la situación es algo diferente. La temperatura de combustión del combustible sólido es ligeramente más baja, mientras que la longitud de la llama es mayor. La potencia no se puede ajustar de manera flexible y, por lo tanto, el intercambiador de calor está diseñado para una mayor confiabilidad en lugar de eficiencia energética. Además, no hay forma de evitar la formación de condensado y hollín en grandes cantidades, lo que reduce grande y rápidamente la tasa de transferencia de calor..

Calderas de calefacción combinadas

La presencia de cámaras de combustión separadas implica un aumento en el costo de los equipos del orden del 30% en comparación con los diseños de horno único. Sin embargo, tal diseño permite no solo aumentar la eficiencia de la combustión de combustible, sino que también hace posible operar dos hornos simultáneamente. Si, al operar una caldera bicombustible de cámara única en carbón o madera, el quemador de gas debe retirarse para excluir su contaminación y daño, entonces en las versiones de dos combustión la cámara de gas se puede encender incluso sin la participación del operador..

Modos de funcionamiento

Un calentador eléctrico para calderas híbridas es opcional. Tal fuente adicional de calefacción no está destinada a suavizar las interrupciones en el suministro de combustible ni a reducir el coste de la energía térmica generada. Sin embargo, los elementos calefactores son muy ergonómicos en términos de control de temperatura, lo que significa que pueden usarse para un calentamiento preciso del refrigerante sin un esquema de automatización complejo, amortiguadores controlados y presurización..

Calderas de calefacción combinadas

En la mayoría de los casos, es importante que el consumidor nivele las desventajas asociadas con la baja presión del gas y el alto costo. El calentamiento principal se produce debido a la combustión de combustible sólido, mientras que el quemador de gas se enciende solo para alcanzar la temperatura establecida. Esto puede ser necesario tanto por el bajo consumo de energía de la madera como en los momentos en que se agota el siguiente llenado de combustible..

Debe saber que el esquema de trabajo más efectivo es cuando el agua del «retorno» ingresa primero a la cámara de combustión de gas. Allí, se calienta exactamente en la medida en que, después de pasar por el horno de combustible sólido, adquiere un valor de temperatura exactamente establecido. En este caso, se produce la absorción de calor más completa del tipo de combustible más caro. Al mismo tiempo, el agua ingresa al intercambiador de calor de la cámara de combustible sólido ya calentado, lo que hace que la formación de alquitrán y hollín no sea tan intensa..

Calderas de calefacción combinadas

Los elementos calefactores se encienden según un principio ligeramente diferente. Naturalmente, si es necesario, los calentadores eléctricos pueden desempeñar el mismo papel que un quemador de gas. Sin embargo, la electricidad suele ser solo una red de seguridad para las calderas de combustible sólido: los calentadores eléctricos solo mantienen la temperatura del refrigerante por encima del punto de congelación si se consume toda la carga de combustible.

Requerimientos de seguridad

Debido a las dificultades para organizar la operación conjunta de los hornos, muchas unidades de caldera no cumplen con los requisitos de seguridad. Esto se aplica principalmente a las calderas bicombustibles de un solo quemador «gas-madera», para las que existen dos factores de riesgo.

Calderas de calefacción combinadas

Uno de ellos está asociado a la necesidad de retirar manualmente el equipo de gas. Sin las calificaciones adecuadas, el riesgo de error es muy alto y las consecuencias de un manejo descuidado del gas natural son bien conocidas por todos. Debido al riesgo de congelación del refrigerante, la reconexión del equipo debe realizarse lo más rápido posible y, después de todo, no se pueden encontrar especialistas inteligentes en equipos de calderas en un par de horas..

El segundo peligro radica en la necesidad de cambiar periódicamente el esquema de suministro de aire, que difiere para diferentes tipos de combustible. El no operar el impulso puede conducir a la formación de monóxido de carbono en el caso de combustible sólido o combustión incompleta de gas natural.

Calderas de calefacción combinadas

Solo hay una forma de eliminar tales peligros: instalando automáticos de protección. Se trata, en primer lugar, de analizadores de gas domésticos con control de la concentración de dióxido de carbono y monóxido de carbono, así como de metano, conectados a la válvula de corte. Además, se recomienda instalar un estabilizador de tiro en la chimenea; tampoco será superfluo instalar una alarma contra incendios en la sala de calderas..

Diferencias en flejes

La tubería hidráulica del equipo de la caldera y el diagrama de cableado del sistema de calefacción dependen del tipo y organización de los circuitos de calefacción. El esquema de conexión más simple se caracteriza por sistemas de calefacción por radiador con un tanque de expansión cerrado. Es obligatoria la instalación de una bomba de circulación y un grupo de seguridad en la salida del intercambiador de calor de la cámara de combustible sólido.

Calderas de calefacción combinadas

Al utilizar una caldera híbrida para calefacción por suelo radiante, debe excluirse el riesgo de una temperatura del agua demasiado alta. Las dos formas más sencillas de garantizar el funcionamiento correcto de los circuitos con un colector de distribución es incluir una válvula de tres vías en la tubería de suministro que regule la salida del exceso de agua caliente al «retorno»..

Para sistemas con varias unidades colectoras para calefacción por suelo radiante, se recomienda instalar módulos de mezcla individuales. Los dispositivos de circulación forzada incorporados brindan el flujo requerido con la capacidad de ajuste, mientras que todos los lazos y grupos de colectores funcionan independientemente entre sí y de los radiadores incluidos en el sistema..

Calderas de calefacción combinadas

La preparación de ACS en calderas bicombustibles se puede realizar tanto en batería como en caldera interna. En este último caso, el suministro de agua tiene una reserva de agua caliente del orden de 30 a 40 litros, que se calienta indirectamente desde el portador de calor del sistema de calefacción, es decir, es absolutamente seguro. Al organizar un segundo circuito en un serpentín de calentamiento directo, existe un alto riesgo de ebullición del líquido, especialmente cuando se trabaja con combustible sólido. Se recomienda instalar un tanque de almacenamiento encima de la caldera del orden de 4 a 5 litros por cada kilovatio de potencia de la caldera con la expectativa de un intercambio gravitacional de líquido entre el tanque de almacenamiento y el intercambiador de calor. También es posible organizar la circulación en el sistema de suministro de agua con una longitud de tubería suficientemente larga..

Características de instalación

Las calderas de combustible combinado pertenecen a la clase de dispositivos de calentamiento masivos y dimensionales. La masa de las calderas para calentar edificios residenciales con un área de 250-300 m2 puede alcanzar los 500-700 kg. Debido a esto, se requiere un pedestal de hormigón armado y revestimiento con materiales refractarios de paredes ubicadas a menos de un metro del cuerpo de la caldera..

Calderas de calefacción combinadas

También hay dificultades con la organización de la chimenea. Las calderas híbridas, incluidas aquellas con cámaras de combustión separadas, tienen un escape común de productos de combustión con requisitos bastante estrictos para la tasa de tiro natural en la chimenea. Se puede garantizar que los problemas con la formación de monóxido de carbono se evitarán instalando ventiladores de extracción de humo o observando todas las regulaciones al instalar un segmento de chimenea vertical. Básicamente, esto se refiere a un voladizo suficiente (aproximadamente 2-2,5 metros) por encima de la cumbrera del techo de los edificios adyacentes, el cumplimiento del rendimiento requerido y el uso de tuberías aisladas compuestas..

Calderas de calefacción combinadas

Las reglas para la ventilación de la sala de calderas se regulan por separado. Las calderas bicombustibles se instalan solo en locales no residenciales, principalmente en salas de calderas adjuntas sin aislamiento de la estructura de cerramiento. Los equipos de los principales fabricantes europeos pueden diseñarse para la contención completa del entorno interno con un permiso para su instalación en locales no adjuntos sin su propio suministro de ventilación general. En este caso, se toma aire de la calle, lo que tiene un buen efecto en el ahorro de recursos energéticos..

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