Esquema de conexión de la caldera de combustible sólido

A continuación se presenta el esquema de conexión de una caldera de combustible sólido con un acumulador de calor, una válvula de tres vías y una bomba de circulación al sistema de calefacción y suministro de agua caliente en una casa privada.

A primera vista, el esquema parece demasiado complicado y saturado con elementos innecesarios, pero decidir qué elementos instalar y cuáles no queda a su discreción. Nosotros justificaremos la necesidad de su aplicación.

Muchos de ustedes, después de leer estas recomendaciones, comprenderán lo conveniente que es el gas como combustible, pero es poco probable que les haya interesado el esquema de conexión de una caldera de combustible sólido si aún tienen la posibilidad de utilizar gas como combustible.

No proporcionamos el esquema de conexión de una caldera de combustible sólido en un sistema de calefacción con circulación natural, ya que la caldera en tal esquema funciona con un consumo excesivo de combustible y en modos desfavorables para sí misma. Consideramos razonable el uso de un esquema con circulación natural en los sistemas modernos de calefacción solo en caso de falta de suministro eléctrico en la instalación o cuando el presupuesto para la instalación de la caldera es muy limitado.

Antes de planificar el esquema de conexión de la caldera de combustible sólido, es necesario tener en cuenta las siguientes características:

1 Una caldera de combustible sólido es una pieza de metal con una considerable inercia térmica, llena de agua caliente, que no se puede calentar ni enfriar instantáneamente, ni encender ni apagar rápidamente. No permita que se detenga la transferencia de calor hasta que la caldera se haya enfriado por completo.

2 En el 99% de las calderas de combustible sólido disponibles en el mercado, no existe ningún tipo de automatización de protección y control, por lo que si la seguridad, la operación prolongada y la combustión eficiente del combustible son cuestiones importantes para usted, deberá abordarlas al elegir el esquema de conexión de la caldera.

3 La potencia de la caldera puede fluctuar según la fase del proceso de combustión, tanto hacia arriba como hacia abajo en comparación con los valores nominales. Por lo tanto, se recomienda utilizar una caldera de combustible sólido junto con un acumulador de calor. El acumulador de calor proporcionará un régimen de funcionamiento óptimo de la caldera con la máxima eficiencia, y también reducirá la cantidad de recargas de combustible.

4 El único modo seguro y eficiente de funcionamiento de la caldera es el modo de máxima potencia, en el que se mantiene la temperatura del agua de salida de la caldera en 85-90°C y en la entrada en 65-70°C. En este modo, una carga de combustible dura no más de 4 horas.

5 Una caldera de combustible sólido, al igual que cualquier otra, debe funcionar con agua técnica preparada, sin sales de dureza que se depositen en forma de incrustaciones. Por lo tanto, no se permite el calentamiento directo del agua de la red en la caldera, y también se desaconseja firmemente recargar la caldera con agua de la red.

6 Siempre debe haber circulación de fluido térmico a través de la caldera en funcionamiento o caliente, independientemente de si la caldera está instalada en un sistema de calefacción con circulación natural o con una bomba de circulación.

Descripción de los elementos del esquema de conexión de la caldera de combustible sólido

[1] Regulador de tiro termostático - ajusta automáticamente el suministro de aire a la cámara de combustión cuando la temperatura del agua a la salida de la caldera se desvía del valor establecido. Estabiliza el proceso de combustión y protege tanto la caldera como el sistema conectado a ella del sobrecalentamiento.

[2] Válvula de seguridad del circuito de la caldera - protege la caldera y el circuito de la caldera contra la presión que excede el valor máximo permitido. ¡Importante! No debe haber ninguna válvula de corte, reguladores, filtros ni válvulas de retención en el tramo de tubería desde el tubo de salida de la caldera hasta el punto de instalación de la válvula de seguridad.

La válvula de seguridad solo debe activarse en situaciones de emergencia.

La descarga de agua debe realizarse en un canal de drenaje o alcantarillado que permita el vertido de agua caliente.

[3] Válvula automática de purga de aire - elimina automáticamente el aire durante el llenado del sistema, así como el oxígeno disuelto que se libera al calentar el agua. La válvula de purga de aire debe instalarse en el punto más alto de la tubería de salida de agua caliente de la caldera.

[4] Filtro de malla del circuito de la caldera - diseñado para recoger las incrustaciones formadas en la caldera durante el calentamiento del agua. Protege la bomba de circulación y la válvula reguladora.

[5] Válvula de equilibrio manual - diseñada para equilibrar hidráulicamente el circuito que pasa a través del puente hacia la tubería [B] de la válvula de tres vías y el circuito que pasa a través del acumulador de calor hacia la tubería [A] de la válvula. Las pérdidas de presión en ambos circuitos deben ser iguales, de lo contrario, el flujo de agua a través de la caldera puede variar considerablemente.

[6] Válvula termostática de tres vías - protege la caldera de la entrada de agua a una temperatura inferior a 60°C durante el calentamiento del sistema. A una temperatura del agua inferior a 60°C, la válvula de tres vías abre el flujo a través de las tuberías [B-AB] y el agua calentada en la caldera regresa a la caldera a través del pequeño circuito de circulación a través del puente. Cuando la temperatura de salida de la caldera supera los 60°C, la válvula comienza a abrir gradualmente la tubería [A-AB], añadiendo agua fría procedente del acumulador de calor al agua caliente que sale de la tubería [B-AB], la cual es empujada hacia el acumulador de calor por el agua caliente de la caldera. En este momento, el acumulador de calor comienza a cargarse. En caso de que no se instale la válvula de tres vías en el sistema, la caldera puede funcionar durante mucho tiempo con una temperatura del agua de entrada inferior a 60°C, lo que provocará la condensación de vapores de los productos de combustión en las superficies de la cámara de combustión y, como resultado, la rápida avería de la caldera.

[7] Bomba de circulación del circuito de la caldera - necesaria para mantener la circulación a través de la caldera de combustible sólido. La bomba debe funcionar durante todo el tiempo de operación de la caldera, desde el momento de la ignición hasta el enfriamiento completo. Para evitar el sobrecalentamiento de la caldera, incluso un breve paro de la bomba no está permitido, por lo que se recomienda conectar la bomba de circulación del circuito de la caldera a través de una unidad de alimentación ininterrumpida (UPS) con batería para garantizar el funcionamiento de la bomba durante el tiempo de combustión de una sola carga de combustible, pero no menos de 4 horas.

[8] Depósito de expansión del circuito de la caldera, necesario para compensar la expansión térmica del agua que ocurre durante el calentamiento. Al calcular el depósito de expansión, es necesario tener en cuenta todo el volumen de agua en el circuito cerrado del sistema de calefacción, incluido el volumen de agua en el acumulador de calor. Es absolutamente incorrecto confiar en que la presión en el circuito de la caldera aumentará durante la expansión del agua y activará la válvula de seguridad, liberando el exceso de agua. En este caso, será necesario recargar el sistema cada vez que se enfríe. En la instalación del depósito de expansión, se deben instalar válvulas de cierre y de drenaje necesarias para ajustar la presión en el depósito de expansión. La válvula de bola instalada en la rama desde el circuito de la caldera al depósito de expansión debe estar protegida contra el cierre accidental, siendo preferible retirar el volante de la válvula después de ajustar la presión.

[9] Válvula de drenaje sirve para vaciar el sistema, y en ausencia de una línea de recarga estacionaria, también para llenar y recargar el sistema. La válvula debe instalarse en el punto más bajo del circuito de la caldera.

[10] Unidad de tratamiento de agua - necesaria para ablandar el agua dura de la red. El fluido térmico ideal es el agua destilada, libre de sales de dureza que precipitan durante el calentamiento y forman depósitos de incrustaciones. Los depósitos en la caldera reducen considerablemente la transferencia de calor a través de las paredes del intercambiador de calor y pueden provocar el sobrecalentamiento y la avería de la caldera.

[11] Unidad de protección de emergencia contra el sobrecalentamiento de la caldera - obligatoria en los países europeos.

El propósito de la unidad es que si el acumulador de calor está lleno de agua caliente a 90°C y el combustible en la cámara de combustión no se ha quemado completamente, el proceso de transferencia de calor se detiene de hecho y la caldera comienza a sobrecalentar el agua por encima de la temperatura máxima permitida, lo que puede provocar una emergencia y una avería de la caldera. Incluso el cierre completo del regulador de tiro no enfriará la cámara y la caldera de manera inmediata.

La unidad de protección de emergencia consiste en un intercambiador de calor de alta velocidad, al que se conecta agua fría de la red en la cámara de calentamiento y agua de circulación del circuito de la caldera antes de entrar en la caldera en la cámara de enfriamiento. En la entrada de agua de enfriamiento de la red se instala un regulador de temperatura de acción directa [43], que abrirá el suministro de agua de red solo en caso de que la temperatura del agua a la salida de la caldera supere el umbral máximo permitido de 95°C.

Tan pronto como la temperatura del agua a la salida de la caldera supere los 100°C, el regulador abrirá el suministro de agua fría, que a través de las paredes del intercambiador de calor enfriará el agua sobrecalentada en el tubo de retorno que se alimenta a la caldera.

Se recomienda mantener la presión en el punto de conexión de la red de agua a la unidad de protección de emergencia, incluso en ausencia de suministro eléctrico.

El sistema debe ajustarse y el intercambiador de calor debe dimensionarse de tal manera que enfríe el agua sobrecalentada de 90 a 65°C (no menos, ya que no se puede introducir agua demasiado fría en una caldera caliente).

El agua de red que sale del intercambiador de calor se descarga en un pozo de drenaje o alcantarillado, que permite el vertido de agua caliente.

[12] Filtro de malla - necesario para proteger la válvula de tres vías y la bomba del circuito de la caldera de las partículas de lodo que pueden ingresar desde el acumulador de calor.

[13] Válvulas de cierre del acumulador de calor - se utilizan para desconectar el acumulador de calor del circuito de la caldera y de los circuitos de los sistemas de calefacción. La presencia de válvulas de cierre permite no drenar el agua del acumulador de calor en caso de trabajos de mantenimiento y reparación en el equipo.

[14] Acumulador de calor - se utiliza para recoger, almacenar y distribuir el calor que proviene de la caldera. La caldera funciona con la máxima eficiencia solo a plena carga, mientras que la carga del sistema de calefacción varía según la temperatura exterior, y la demanda de calor para el sistema de agua caliente depende de la hora y la cantidad de consumo de agua.

El acumulador de calor crea un régimen óptimo de funcionamiento para la caldera y almacena el calor para su uso posterior en los sistemas de extracción de calor. Además, gracias al funcionamiento con la máxima eficiencia de la caldera en el esquema con el acumulador de calor, el consumo de combustible se reduce en un 20-30% y la vida útil de la caldera aumenta.

Se recomienda elegir un acumulador de calor de tal manera que su capacidad sea suficiente para almacenar el calor generado durante la combustión completa de una carga de combustible. De este modo, en el sistema con acumulador de calor, podrá encender la caldera por la noche y utilizar el calor al día siguiente, ya sea por la mañana o incluso por la tarde. Por lo tanto, en los sistemas con una caldera de acero o hierro fundido normal y un acumulador de calor, se elimina la necesidad de utilizar costosas calderas de pirólisis de larga duración.

[15] Purga automática de aire del acumulador de calor - se instala en la tubería superior del tanque o en la tubería conectada a la tubería superior del tanque. El purgador de aire eliminará el aire durante el llenado del tanque, así como las burbujas de aire que ingresen al tanque con el flujo del fluido térmico.

[16] Válvula de drenaje del acumulador de calor es necesaria para vaciar el acumulador de calor.

[17] Válvula de tres vías del circuito de calefacción de radiadores. Dado que el agua en el acumulador de calor puede almacenarse a una temperatura de 90°C, y para el sistema de calefacción de radiadores tal temperatura de agua puede ser necesaria solo en los días más fríos, la válvula de tres vías mantiene la temperatura del agua que ingresa al sistema de calefacción de acuerdo con la requerida a la temperatura exterior actual. La temperatura requerida se obtiene mezclando dos flujos de agua, uno tomado del tanque del acumulador y el otro del puente en la tubería de retorno.

La válvula de tres vías en el circuito de calefacción de radiadores se instala junto con un controlador de temperatura, un sensor de temperatura exterior [19] y un sensor de temperatura del fluido térmico [18].

[20] Bomba de circulación del circuito de calefacción de radiadores. Cuando la válvula de tres vías cierra la toma de calor del acumulador, el agua en el sistema continúa circulando a través de la tubería [B-AB] de la válvula de tres vías. Si la bomba de circulación está equipada con un regulador de velocidad, no es necesario instalar la válvula de derivación [21] en el esquema.

[21] Válvula de derivación del circuito de calefacción de radiadores se instala si el sistema de calefacción está equipado con válvulas termostáticas en los radiadores. Dado que puede ocurrir una situación en la que todas las válvulas termostáticas de los radiadores estén cerradas, la circulación en el sistema también se detendrá, y la bomba de hecho estará funcionando con flujo nulo, lo que podría provocar su fallo.

Cuando las válvulas termostáticas de los radiadores se cierran, la presión en el punto de conexión de la válvula de derivación aumenta y esta se abre, asegurando que la bomba funcione en un pequeño circuito de derivación del sistema de calefacción.

[22] Filtro de malla del circuito de calefacción de radiadores, protege el circuito de la caldera del lodo que pueda ingresar desde el sistema de calefacción.

[23] Válvulas principales del sistema de calefacción de radiadores son necesarias para desconectar completamente el sistema para su revisión o cualquier otro propósito.

[24] Regulador de temperatura de acción directa del circuito de calefacción por suelo radiante - mantiene la temperatura establecida en la entrada del suelo radiante utilizando el sensor de temperatura incluido [25]. Normalmente, la temperatura de suministro del suelo radiante es de 30-35°C.

El regulador de temperatura determina la cantidad de agua tomada del acumulador de calor y la cantidad de agua añadida del tubo de retorno. Cuando se cierra completamente la toma del acumulador de calor, todo el agua que entra en el sistema de calefacción por suelo radiante se tomará del tubo de retorno.

[26] Bomba de circulación del circuito de calefacción por suelo radiante mantiene la circulación del agua a través del suelo radiante.

[27] Válvula de retención del circuito de calefacción por suelo radiante evita que el fluido térmico fluya desde la tubería de presión hacia el tubo de retorno. Cuando la bomba está en funcionamiento, el fluido térmico se mueve en la dirección opuesta, es decir, del tubo de retorno al tubo de presión.

[28] Filtro de malla del circuito de calefacción por suelo radiante protege el circuito de la caldera de la suciedad que entra desde el circuito de calefacción por suelo radiante.

[29] Válvulas de cierre del circuito de calefacción por suelo radiante son necesarias para desconectar completamente el circuito por razones de mantenimiento o cualquier otro motivo.

[30] Calentador de agua acumulativo para el sistema de suministro de agua caliente. En el calentador de agua acumulativo, el agua para el sistema de suministro de agua caliente se calienta a través de una serpentina incorporada utilizando agua caliente que proviene del acumulador de calor.

¡Importante! En las viviendas residenciales, se recomienda utilizar calentadores de agua acumulativos con serpentina incorporada para calentar el agua. No se recomienda en absoluto utilizar acumuladores de calor con una serpentina incorporada en su interior donde se calienta el agua, ya que el agua en el acumulador de calor puede alcanzar los 90°C, y en consecuencia, calienta el agua estancada en la serpentina del sistema de agua caliente (ACS) a la misma temperatura si no hay extracción de agua en la serpentina.

[31] Bomba de circulación del circuito de carga del calentador de agua se enciende por señal del relé de temperatura [32], que está instalado en el tanque. Tan pronto como el agua calentada en el tanque alcance la temperatura establecida, el relé cortará la alimentación de la bomba y la circulación del agua caliente se detendrá.

[33] Válvula de retención previene la circulación del fluido térmico cuando la bomba está desconectada.

[34] Filtro de malla protege la bomba de la acumulación de lodo en las tuberías del calentador de agua acumulativo.

[35] Válvulas de cierre del circuito de calentamiento del bloque de calentamiento de agua para el sistema de agua caliente, necesarias para desconectar completamente el bloque del circuito de la caldera.

[36] Hidroacumulador (depósito de expansión) recibe el volumen excesivo de agua que se forma durante la expansión térmica del agua de la red que se está calentando. Los requisitos para la instalación del hidroacumulador son los mismos que los requisitos para la instalación del depósito de expansión del circuito de la caldera [8].

[37] Válvula de seguridad del calentador de agua acumulativo protege el tanque y el sistema de agua caliente contra una presión superior a la calculada. En este caso, la presión puede exceder la calculada cuando los grifos de extracción de agua están cerrados y el agua se calienta en un circuito cerrado del calentador de agua acumulativo.

[38] Válvulas de cierre del circuito de calentamiento del sistema de agua caliente desconectan el calentador de agua acumulativo del sistema de suministro de agua.

[39] Válvula automática de purga de aire del calentador de agua acumulativo elimina el oxígeno disuelto que se libera del agua de la red durante su calentamiento. La válvula de purga de aire debe instalarse en el puerto superior del calentador acumulativo o en el punto más alto de la tubería conectada a él.

[40] Válvula de drenaje del calentador de agua acumulativo es necesaria para vaciar el tanque.

[41] Filtro de malla protege la caldera de las impurezas mecánicas que ingresan con el flujo de agua.

* Explicación de los símbolos gráficos condicionales en los diagramas