Condensador de gases de escape, refuerzo del flujo de retorno y eficiencia del amortiguador
Los condensadores de gases de combustión continúan la tendencia ecológica hacia la tecnología de calderas de condensación
La idea de extraer calor adicional de los gases de escape de la combustión mediante la condensación del vapor de agua que contiene se ha generalizado bajo el término de tecnología de condensación para las calderas de gas natural y fuel. A este respecto, cabe suponer que la tendencia hacia la tecnología de condensación también se mantendrá en el caso de las calderas de madera y las unidades de cogeneración, sobre todo porque hay más ventajas que registrar en cada una de estas tecnologías:
- En las calderas de leña, el uso de condensadores de gases de combustión permite reducir considerablemente las emisiones de partículas, hasta 50%. (Fuente: ÖkoFEN)
- Con las unidades de cogeneración, la parte de los gases de escape que se convierte en electricidad también aumenta el balance de poder calorífico, por lo que el porcentaje de aumento de la potencia calorífica es mayor que con las calderas.
- El uso de condensadores de gases de combustión es un requisito previo para la utilización conjunta de sistemas aire/gas de combustión (LAS) con otros generadores de calor.
La siguiente tabla muestra los distintos combustibles y eficiencias de los generadores de calor:
| Gas natural NT- Caldera |
Gas natural BW- Caldera |
Gas natural BW- CHP |
Gasóleo de calefacción NT- Caldera |
Gasóleo de calefacción BW- Caldera |
Gasóleo de calefacción BW- CHP |
Madera NT- Caldera |
Madera BW- Caldera |
Madera BW- CHP |
|
| eta el | – | – | 30% | – | – | 45% | – | – | 10% |
| Ho / Hu | 111% | 111% | 114% | 106% | 106% | 109% | 108% | 108% | 109% |
| Pérdidas de gases de escape | 18% | 4% | 4% | 13% | 4% | 4% | 12% | 5% | 5% |
| eta / Hu | 93% | 107% | 110% | 93% | 102% | 105% | 96% | 103% | 104% |
Fuentes: iwo.de, vollbrennwerttechnik.de, ÖkoFEN
A primera vista, la unidad de cogeneración de gasóleo de calefacción sorprende con una eficiencia justo por debajo de la de una caldera de condensación de gas natural y el hecho de que una caldera de condensación de madera supere a una caldera de condensación de gasóleo de calefacción en un punto porcentual en términos de eficiencia.
Desde nuestro punto de vista, hay mucho que decir a favor de que esta tecnología siga creciendo. Así que esté ahí desde el principio y gane experiencia donde otros aún cierran los ojos.
Utilizar calderas de condensación sigue significando situarse por debajo del punto de rocío
Sin embargo, el arte de usar calderas de condensación sigue consistiendo en mantener la temperatura por debajo del punto de rocío, porque sólo así se condensará el vapor de agua contenido en los gases de combustión y no hay forma de evitar este hecho físico. Por un lado, esto significa que el sistema de distribución de calor debe funcionar con las temperaturas de retorno más bajas posibles. Por otro lado, también significa que hay que tener mucho cuidado con el suministro limitado de agua fría cuando se carga por razones de eficiencia del acumulador intermedio, ya que si se agota terminará la carga del acumulador intermedio. El suministro de agua fría de un pulmón es tan valioso cuando se carga como su suministro de agua caliente cuando se descarga.
Aprovechamiento del valor de condensación frente a la eficiencia del tampón
Los generadores de calor regenerativos, como las calderas de leña o las unidades de cogeneración, suelen requerir una temperatura de retorno mínima regulada. Suele rondar los 60 °C y se genera añadiendo agua de alimentación al flujo de retorno frío procedente de la conexión inferior del acumulador intermedio.
Debido a la carga de una sola zona, una gran cantidad de agua de alimentación de la caldera entra en el retorno de la caldera y sólo una pequeña parte entra en el acumulador.
El llamado refuerzo del caudal de retorno (RLA) puede utilizarse con un rendeMIX 2×3 para una carga de dos zonas especialmente eficaz de un cilindro de tampón. Con la carga de dos zonas, la parte superior del tampón se calienta lo más rápidamente posible extrayendo agua caliente de la conexión central del tampón.
Gracias a la carga de dos zonas del rendeMIX 2×3, llega menos agua de ida a la caldera y más al acumulador.
Aunque la temperatura en la conexión inferior del tampón y, por tanto, la proporción de agua de alimentación de la caldera que llega al tampón aumenta a medida que se carga el tampón, el aumento de la temperatura en la conexión inferior del tampón suele indicar que el tampón alcanzará pronto el final de su capacidad de absorción de calor, ya que la carga debe detenerse cuando la temperatura en la conexión inferior del tampón supere la temperatura de retorno necesaria a la caldera.
Sólo poco antes del final de la carga de una sola zona, el aumento de la temperatura en la conexión inferior del buffer conduce a una mayor velocidad de carga.
En cuanto la temperatura del agua intermedia en la conexión central es superior a la temperatura de retorno requerida, la carga de dos zonas del rendeMIX 2×3 accede al agua fría de la conexión inferior.
La carga en dos zonas de la rendeMIX 2×3 garantiza una carga mucho más cómoda y eficaz del tampón gracias a su uso más económico del escaso recurso "agua fría".
Con la misma fuente de alimentación, el tampón se calienta más rápido en la parte superior y permanece frío durante más tiempo en la parte inferior. Esto significa que un mayor confort (agua caliente más rápido) no está reñido con una mayor eficiencia (agua fría durante más tiempo).
Las comparaciones entre ambos sistemas han demostrado que el tiempo transcurrido entre el encendido de una caldera de leña y la disponibilidad de agua caliente puede reducirse a la mitad, al tiempo que se duplica la capacidad de absorción de calor del acumulador.
¿Cómo funciona el condensador rendeMIX 3×3 y por qué necesita la válvula VTB?
La carga de dos zonas del rendeMIX 2×3 con refuerzo del flujo de retorno integrado (RLA) carga el cilindro del acumulador intermedio de forma tan eficiente porque calienta el agua caliente del centro antes que el agua fría de la parte inferior del acumulador intermedio. Sin embargo, si en la caldera de leña o en la unidad de cogeneración también va a funcionar un intercambiador de calor de condensación de gases de escape (condensador), éste debe alimentarse, por supuesto, con el agua más fría de la conexión inferior del acumulador intermedio para obtener el mayor beneficio, es decir, para que descienda lo máximo posible por debajo del punto de rocío.
El limitador termostático de temperatura de impulsión (válvula VTB) con temperatura mínima regulable se encarga de que no se extraiga del acumulador más agua fría de la necesaria para conseguir todo el efecto de poder calorífico. Por lo tanto, optimiza la eficacia del sistema extrayendo tanta agua fría del acumulador como sea necesario, pero sólo la mínima posible. Para ello, supervisa la temperatura del agua de calefacción que sale del condensador y controla la cantidad de agua en consecuencia: si fluye demasiada agua fría por el condensador, el agua de calefacción sale del condensador muy por debajo de la temperatura del punto de rocío de los gases de combustión (gas natural ~56°C, madera: ~49°C, gasóleo de calefacción ~47°C) - se reduce la cantidad de agua; sin embargo, si fluye muy poca agua fría por el condensador, sale muy por encima de la temperatura del punto de rocío - se aumenta la cantidad de agua. Demasiada poca agua reduce el rendimiento de condensación, ya que los gases de combustión no se condensan en toda la superficie del condensador. Demasiada agua, por el contrario, no utiliza el escaso recurso "agua fría" con la suficiente moderación, ya que el condensador apenas produce más rendimiento de condensación.
Sin embargo, el condensador rendeMIX 3×3 no requiere una bomba adicional para modificar la cantidad de agua que circula por el intercambiador de calor de condensación de gases de combustión de la forma descrita: la presión diferencial necesaria se genera simplemente mediante una válvula de rebose en la salida del conjunto hacia el retorno de la caldera de leña o la unidad de cogeneración. Como antes, todo el circuito de la caldera sólo necesita una bomba de circulación. Ésta puede montarse con bridas en el condensador rendeMIX 3×3 o integrarse en el generador de calor. El único requisito para su uso es que la tubería entre el flujo del condensador y el retorno del generador de calor esté conectada al Condensador rendeMIX 3×3 a través de una conexión adicional (tubería roja con pieza en T a la conexión 5 del Condensador rendeMIX 3×3).
El servomotor del Condensador rendeMIX 3×3 se controla a través de la señal de tres puntos 230V~ de un controlador externo, que mantiene constante la temperatura de retorno al generador de calor. Alternativamente, el rendeMIX 3×3 Condensador FWR dispone de un controlador de valor fijo integrado con temperatura de consigna ajustable y conexión a la red de 230V~.
Sólo con el Condensador rendeMIX 3×3 podrá sacar el máximo partido a su condensador de gases de escape y de su depósito de almacenamiento intermedio. Dado que la estratificación tiene una influencia muy significativa en la eficacia del tampón y que ésta no puede crearse, estabilizarse o protegerse de la destrucción sólo durante la carga, es obvio que el mejor resultado se consigue utilizando rendeMIX carga y descarga al mismo tiempo, como ya le contamos en nuestro rendePOST 4 en el apartado "¿Por qué necesita realmente ambas cosas: carga y descarga de dos zonas?".
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