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Tcnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Fro,

Climatizacin y Produccin de Calor

7 Mantenimiento de las

Instalaciones de Calefaccin y ACS

FORMACI

N PROFESIONAL A DISTA

NCIA

Unidad

CICLO FORMATIVO DE GRADO MEDIO

MDULO

Instalaciones de Produccin de Calor

Ttulo del Ciclo: TCNICO EN MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES DE FRO, CLIMATIZACIN Y PRODUCCIN DE CALOR

Ttulo del Mdulo: INSTALACIONES DE PRODUCCIN DE CALOR Direccin: Direccin General de Formacin Profesional.

Servicio de Formacin Profesional y Aprendizaje Permanente

Direccin de la obra: Alfonso Gareaga Herrera Antonio Reguera Garca Arturo Garca Fernndez Ascensin Sols Fernndez Juan Carlos Quirs Quirs Luis Mara Palacio Junquera Manuel F. Fanjul Antua Yolanda lvarez Granda

Coordinacin de contenidos del ciclo formativo: Javier Cueli Llera

Autor: Javier Prado Ruiz

Desarrollo del Proyecto: Fundacin Metal Asturias Coordinacin:

Javier Maestro del Estal Monserrat Rodrguez Fernndez

Equipo Tcnico de Redaccin: Alfonso Fernndez Mejas Nuria Biforcos Fernndez Laura Garca Fernndez Mara Mera Lpez

Diseo y maquetacin: Begoa Codina Gonzlez Alberto Busto Martnez Mara Isabel Toral Alonso Sofa Ardura Gancedo

Coleccin: Materiales didcticos de aula Serie: Formacin Profesional Especfica Edita: Consejera de Educacin y Ciencia Direccin General de Formacin Profesional Servicio de Formacin Profesional y Aprendizaje Permanente ISBN: 978-84-690-8582-0 Depsito Legal: AS-05745-2007 Copyright: 2007. Consejera de Educacin y Ciencia Direccin General de Formacin Profesional Todos los derechos reservados. La reproduccin de las imgenes y fragmentos de las obras audiovisuales que se emplean en los diferentes documentos y soportes de esta publicacin se acogen a lo establecido en el artculo 32 (citas y reseas) del Real Decreto Legislativo 1/2.996, de 12 de abril, y modificaciones posteriores, puesto que se trata de obras de naturaleza escrita, sonora o audiovi-sual que han sido extradas de documentos ya divulgados por va comercial o por Internet, se hace a ttulo de cita, anlisis o comentario crtico, y se utilizan solamente con fines docentes. Esta publicacin tiene fines exclusivamente educativos. Queda prohibida la venta de este material a terceros, as como la reproduccin total o parcial de sus contenidos sin autoriza-cin expresa de los autores y del Copyright.

Unidad Mantenimiento de las Instalaciones

de Calefaccin y ACS 7

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Objetivos ............................................................................................ 4

Conocimientos ..................................................................................... 5

Introduccin......................................................................................... 6

Contenidos generales ........................................................................... 6

Mantenimiento de las instalaciones .................................................... 7

Anlisis de la combustin................................................................... 21

Resumen ............................................................................................. 39

Autoevaluacin ................................................................................... 40

Respuestas actividades ......................................................................... 42

Respuestas de autoevaluacin............................................................... 43

Sumario general

4

Cuidados Auxiliares de Enfermera

Mdulo: Instalaciones de Produccin de Calor

Al finalizar el estudio de esta unidad sers capaz de:

Distinguir los diferentes tipos de mantenimiento existentes y evaluar su empleo en las instalaciones de calefaccin.

Interpretar y aplicar la normativa existente al mantenimiento de una instalacin de calefaccin.

En caso de mantenimiento correctivo, reconocer y resolver las averas ms frecuen-tes que se dan en las distintas partes que forman una instalacin de calefaccin.

Objetivos



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CONCEPTOSS

Mantenimiento preventivo y correctivo: operaciones necesarias segn RITE.

Parmetros medibles de una combustin y su influencia en el rendimiento de la instalacin.

PROCEDIMIENTOS SOBRE PROCESOS Y SITUACIONESS

Realizar las operaciones de mantenimiento adecuadas a una instalacin de cale-faccin y/o ACS.

Analizar y regular la combustin de una caldera de calefaccin y/o ACS

Actitudes

Valorar la importancia que sobre el confort y el rendimiento tiene un adecuado mantenimiento realizado en las instalaciones de calefaccin y ACS.

Conocimientos que deberas adquirir

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Contenidos generales

El rgimen poltico impuesto durante aos en nuestro pas acarre, entre otras cosas, un deficitario desarrollo tcnico e industrial. Cmo no, esto repercuti negativamente en una escasa y errnea mentalizacin sobre los objetivos y las funciones que cumple un correcto mantenimiento, algo que no ocurre en los pases de nuestro entorno.

En concreto y refirindonos a las instalaciones de calefaccin y ACS es habitual que los clientes perciban el mantenimiento como un trmite administrativo impuesto por la ad-ministracin que nicamente aporta un coste; y, lo que es an peor, las propias empresas y tcnicos de mantenimiento en algunos casos no asumen la importancia y responsabilidad del servicio que prestan, asocindolo principalmente a un ingreso econmico.

A lo largo de esta unidad didctica estudiaremos las distintas operaciones de manteni-miento de calefaccin y ACS.

Introduccin



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Un correcto mantenimiento de las instalaciones de calefaccin y ACS pro-porciona ahorro al evitar averas y paradas inoportunas, mejorando el ren-dimiento de las instalaciones, adems de aumentar la seguridad y el confort de las mismas.

Tipos de mantenimiento

El RITE obliga a realizar una serie de operaciones cada cierto tiempo segn la potencia de la instalacin (en la tabla 1, extrada del RITE IT 3, se relacionan estas operaciones que en algunos casos son propias de instalaciones de fro o aire acondicionado) pero en ningn caso distingue entre mantenimiento correctivo o preventivo.

En ocasiones queda claro el tipo de mantenimiento realizado, pero en otras no lo es tanto:

Cuando limpiamos el cabezal de combustin de un quemador se examina el disco esta-bilizador, se ajusta la distancia de los electrodos, etc., qu tipo de operacin es, preven-tiva o correctiva?

Cuando se produce una rotura y reparamos una mquina o un equipo puede decirse que no es una operacin de mantenimiento o no debiera considerarse como tal en el mbito de las instalaciones en que nos movemos.

Mantenimiento de las instalaciones

Podemos definir el mantenimientomantenimientomantenimientomantenimiento como un conjunto de operaciones necesarias para asegurar el funcionamiento de una instalacin de manera constante con el mejor ren-dimiento energtico posible, conservando permanentemente la seguridad de servicio y la defensa del medio ambiente.

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PPPPERIODICIDADERIODICIDADERIODICIDADERIODICIDAD OOOOPERACINPERACINPERACINPERACIN

70>70 KKKKWWWW

1. Limpieza de los evaporadores t t

2. Limpieza de los condensadores t t

3. Drenaje, limpieza y tratamiento del circuito de torres de refrigeracin t 2t

4. Comprobacin de la estanqueidad y niveles de refrigerante y aceite en equipos frigorficos

t m

5. Comprobacin y limpieza, si procede, de circuito de humos de calderas t 2t

6. Comprobacin y limpieza, si procede, de conductores de humos y chimenea t 2t

7. Limpieza del quemador de la caldera t m

8. Revisin del vaso de expansin t m

9. Revisin de los sistemas de tratamiento de agua t m

10. Comprobacin de material refractario .. 2t

11. Comprobacin de estanqueidad de cierre entre quemador y caldera t m

12. Revisin general de calderas de gas t t

13. Revisin general de calderas de gasleo t t

14. Comprobacin de niveles de agua en circuitos t m

15. Comprobacin de estanquidad de circuitos de tuberas . t

16. Comprobacin de estanquidad de vlvulas de interceptacin . 2t

17. Comprobacin de tarado de elementos de seguridad . m

18. Revisin y limpieza de filtros de agua . 2t

19. Revisin y limpieza de filtros de aire t m

20. Revisin de bateras de intercambio trmico . t

21. Revisin de aparatos de humectacin y enfriamiento evaporativo t m

22. Revisin y limpieza de aparatos de recuperacin de calor t 2t

23. Revisin de unidades terminales agua-aire t 2t

24. Revisin de unidades terminales de distribucin de aire t 2t

25. Revisin y limpieza de unidades de impulsin y retorno de aire t t

26. Revisin de equipos autnomos t 2t

27. Revisin de bombas y ventiladores . m

Tabla. 1: Operaciones de mantenimiento segn la potencia de la instalacin (contina).



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PPPPERIODICIDADERIODICIDADERIODICIDADERIODICIDAD OOOOPERACINPERACINPERACINPERACIN

70>70 KKKKWWWW

28. Revisin del sistema de preparacin de agua caliente sanitaria t m

29. Revisin del estado de aislamiento trmico t t

30. Revisin del sistema de control automtico t 2t

31. Revisin de aparatos exclusivos para la produccin de agua caliente sani-taria de potencia trmica nominal 24,4 kw

4a .

32. Instalacin de energa solar trmica . .

33. Comprobacin del estado de almacenamiento del biocombustible slido s s

34. Apertura y cierre del contenedor plegable en instalaciones de biocom-bustible slido

2t 2t

35. Limpieza y retirada de cenizas en instalaciones de biocombustible slido m m

36. Control visual de la caldera de biomasa s s

37. Comprobacin y limpieza, si procede, de circuito de humos de calderas y conductos de humos y chimeneas en calderas de biomasa

t m

38. Revisin de los elementos de seguridad en instalaciones de biomasa m m

Operaciones de mantenimiento

En este apartado veremos algunas de las operaciones de mantenimiento concretas que se deben realizar en las distintas partes que forman una instalacin.

Estudiar todas las tareas que se deben llevar a cabo sera una labor dificultosa y casi im-posible, as que describiremos las fundamentales.

Tabla. 1: Operaciones de mantenimiento segn la potencia de la instalacin (continuacin).

Y no olvides, que tu funcin como tcnico de mantenimiento no solo consiste en arreglar una avera o avisar al usuario de que esta se ha producido, tu obje-tivo es actuar para evactuar para evactuar para evactuar para eviiiitar que estas averas tengan lugar.tar que estas averas tengan lugar.tar que estas averas tengan lugar.tar que estas averas tengan lugar.

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o Mantenimiento de los generadores

Para mantener el rendimiento al mximo en las calderas ser imprescindible realizar un anlisis y ajuste de la combustin pero previamente debemos efectuar otras operaciones que garanticen un funcionamiento correcto de los equipos, para lo cual diferenciaremos los siguientes circuitos:

Circuito de agua.

Circuito de humos.

Circuito de combustible.

Circuito elctrico.

Circuito de aire.

A. Circuito de agua

Bsicamente en esta parte trataremos de evitar la corrosinevitar la corrosinevitar la corrosinevitar la corrosin y las las las las incrustacionesincrustacionesincrustacionesincrustaciones procedentes de los bicarbonatos y otras salede los bicarbonatos y otras salede los bicarbonatos y otras salede los bicarbonatos y otras sales,s,s,s, las cuales forman una capa aislante que reduce la capacidad de captacin de calor por parte del agua. Estas incrustaciones sern tanto mayores cuarto ms dureza tenga el agua.

Para medir la dureza del agua se puede emplear un medidor de pH, como el mostrado en la figura 1 (modelo PCE PH 22) que adems del pH indica otros parmetros como la temperatura. Lo ideal ser mantener un pH ligpH ligpH ligpH lige-e-e-e-ramente bsico o neutro.ramente bsico o neutro.ramente bsico o neutro.ramente bsico o neutro.

Ms problemtica es la utilizacin de agua de pozos en cuyo caso debe hacerse un an-lisis de agua para establecer el tratamiento y control precisos en cada caso concreto.

En cuanto a las corrosiones producidas por el oxgeno,corrosiones producidas por el oxgeno,corrosiones producidas por el oxgeno,corrosiones producidas por el oxgeno, tanto por el disuelto en el agua como por el existente debido a un incorrecto purgado, stas se evitarn minse evitarn minse evitarn minse evitarn miniiiimizando las mizando las mizando las mizando las renrenrenrenovaciones de agua, comprobandoovaciones de agua, comprobandoovaciones de agua, comprobandoovaciones de agua, comprobando el funcionamiento de los purgadfuncionamiento de los purgadfuncionamiento de los purgadfuncionamiento de los purgadoooores automticosres automticosres automticosres automticos y accionando peridicamente los manualesaccionando peridicamente los manualesaccionando peridicamente los manualesaccionando peridicamente los manuales. Esta operacin debe realizarse, al igual que la purga de radiadores, una vez hayan transcurrido unos minutos desde la parada del circu-lador para que se separe el agua del aire que circulaba mezclado con ella.

Cuando la instalacin est parada durante el veranoparada durante el veranoparada durante el veranoparada durante el verano debe quedar totalmente Ilena,quedar totalmente Ilena,quedar totalmente Ilena,quedar totalmente Ilena, cui-dado con leyendas urbanas que aconsejan por el bien de la instalacin vaciarla cada cierto tiempo.

Fig. 1: Medidor de pH (modelo PCE PH 22).



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Fig. 2: Cartuchos des-hollinadores.

B. Circuito de humos

La existencia de suciedad existencia de suciedad existencia de suciedad existencia de suciedad en el circuito de humos hace aumentar la temperatura de stos al disminuir la capacidad de intercambio de calor, bajabajabajabajannnndo el rendimiento del generador.do el rendimiento del generador.do el rendimiento del generador.do el rendimiento del generador.

Este ensuciamiento se puede producir por una mala combustin y por condensaciones cidas en la caldera, originadas cuando la temperatura del agua en la caldera hace bajar la temperatura de los humos por debajo de su punto de roco.

Destapando la caldera podremos observar el estado del hogar, de las juntas de la puerta y de la limpieza interior del equipo, as como del estado de los turbuladores, y del refrac-tario de la puerta.

Operacin de limpiezaOperacin de limpiezaOperacin de limpiezaOperacin de limpieza

Para facilitar la limpieza del circuito de humos es aconsejable emplear cartuchos des-hollinadores (figura 2), los cuales facilitan el arranque de la suciedad. Posteriormente efectuaremos la limpieza del circuito empleando tiles adecuados como escobillones (figura 3) con los que arrancaremos el holln para posteriormente extraerlo del hogar mediante un aspirador u otro utensilio.

Como podrs imaginar, para limpiar los pasos de humos es imprescindible retirar previamente los turbuladores (figura 4).

Fig. 3: Escobillones.

Fig. 4: Turbuladores.

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En las calderas muralescalderas muralescalderas muralescalderas murales la suciedad suele ser debida a polvo o grasa ya que suelen estar colocadas en la cocina, para su limpieza recurriremos a cepillos cuyas cerdas no sean metlicas y siempre tomando la precaucin de no trasladar la porquera hacia otras que ya estn limpias.

C. Circuito de combustible

Veamos las labores de mantenimiento en las calderas de gasleo y en las murales.

Calderas de gasleoCalderas de gasleoCalderas de gasleoCalderas de gasleo....

En las calderas de gasleo las labores de mantenimiento en el circuito de combus-tible sern fundamentalmente de limpieza. En estas calderas debe realizarse la limpieza de los siguientes equipos:

Filtro de vaso.Filtro de vaso.Filtro de vaso.Filtro de vaso. En primer lugar revisaremos la vlvula de pie en el depsito de combustible, para a continuacin limpiar el filtro de vaso situado en el tubo de aspiracin cerca del quemador.

Para ejecutar esta tarea resulta positiva la existencia de sendas vlvulas de corte (antes y despus del filtro) que evitan fugas de gasleo, posteriormente desmon-taremos la carcasa del filtro para extraer el cuerpo filtrante lavndolo con gas-leo o cambindolo si es necesario.

Es muy importante NO olvidarse de colocar la junta NO olvidarse de colocar la junta NO olvidarse de colocar la junta NO olvidarse de colocar la junta trica trica trica trica que todos los filtros llevan, ya que en caso contrario el quemador aspirar aire y no funcionar, adems de posibilitar fugas de gasleo (figura 5).

Fig.5: Junta trica.

Es muy importante retirar los hollines retirar los hollines retirar los hollines retirar los hollines del equipo para evitar que en el primer arran-que del quemador sean expulsados por la chimenea produciendo suciedad en la cu-bierta y terrazas de los edificios cercanos.



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Filtro alojado en la bomba del quemador.Filtro alojado en la bomba del quemador.Filtro alojado en la bomba del quemador.Filtro alojado en la bomba del quemador. Tras el filtro de vaso y ya formando parte del quemador nos encontramos con otro filtro, el alojado en la propia bomba del quemador, para limpiarlo debemos aflojar los tornillos de la ta-pa de la bomba teniendo cuidado de nuevo de no perder o estirar la junta trica existente, con la que se consi-gue la estanqueidad (figura 6).

Boquilla de pulverizacin. Boquilla de pulverizacin. Boquilla de pulverizacin. Boquilla de pulverizacin. Ya al final de este circuito nos encontramos con la boquilla de pulverizacin, la cual tendremos que limpiar o mejor cambiar anualmente o primero si el control de combustin de consumo o la potencia re-vela una deficiencia en la misma.

Extraeremos la boquilla empleando el utensilio adecuado (figura 7) (mejor una llave fija o de estrella plana que una inglesa), y evitaremos en todo caso manipular el filtro y los discos estriados ya que estas son piezas de ajuste mecanizadas.

Para limpiarla, si por algn motivo no fuese posible cambiarlano fuese posible cambiarlano fuese posible cambiarlano fuese posible cambiarla por otra nueva, emplearemos gasleo limpio y un pequeo cepillo o brochagasleo limpio y un pequeo cepillo o brochagasleo limpio y un pequeo cepillo o brochagasleo limpio y un pequeo cepillo o brocha con cuidado de no tocar el orificio con los dedos sucios. Una vez limpia la colocaremos en su lugar teniendo la precaucin de no apretar excesivamente ya que podremos daar las superficies de contacto entre la boquilla y el portaboquillas perdindose incluso la estanqueidad, no debemos emplear nunca tefln o productos semejantes.

Adems de su limpieza es imprescindible revisarrevisarrevisarrevisar escrupulosamente las didididisssstatatatan-n-n-n-cias cias cias cias entre sta y los electrodosentre sta y los electrodosentre sta y los electrodosentre sta y los electrodos (en la unidad 5 se dan algunos ejemplos concre-tos segn el modelo de quemador).

Recuerda (unidad 5) que es fundamental abrir la vlvula del retorno de gasleo (si existe) antes de arrancar el quemador ya que en caso contrario la bomba se estropeara.

Fig. 6: 2 filtro.

Fig. 7: Llave fija o de estrella plana.

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Fig. 8: Medidores de presin.

Otras revisiones.Otras revisiones.Otras revisiones.Otras revisiones.

As mismo es necesario colocar un manmetro para comprobarcomprobarcomprobarcomprobar que el quemel quemel quemel quema-a-a-a-dor edor edor edor esssst funcionando a la presin necesariat funcionando a la presin necesariat funcionando a la presin necesariat funcionando a la presin necesaria segn la potencia requerida.

Finalmente en aquellos quemadores alimentados mediante grupo de presin es recomendable verificar su funcionamiento, comprobando que la regulacin de los presostatos es la adecuada. Tampoco debemos olvidar comprobar la vlvula limitadora de presin en aquellos quemadores que poseen una en su aspiracin.

Calderas Calderas Calderas Calderas muralesmuralesmuralesmurales. . . .

En las calderas murales realizaremos las siguientes comprobaciones:

La inexistencia de fugasinexistencia de fugasinexistencia de fugasinexistencia de fugas en la lnea de en la lnea de en la lnea de en la lnea de alimentacin alimentacin alimentacin alimentacin mediante alguno de los sistemas permitidos (figura 8), recuerda que la aplicacin de una pequea llama (de mechero o cerilla) sobre las uniones sospechosas no se debe emplear nunca.

Que la presin a la entrada de la calderapresin a la entrada de la calderapresin a la entrada de la calderapresin a la entrada de la caldera es la adecuada, para lo que emplearemos una columna de lquido o un manmetro de preci-sin adecuado (figura 9).

Fig. 9: Columna de lquido o manmetro de precisin.

Recuerda que la colocacin del vacumetro en la toma correspondiente de la bomba nos dar un valor de depresin que no debera pasar de 45 cmHg (5 m.c.a), presiones superiores sealan la existencia de alguna obstruccin en la aspiracin (latiguillos retorcidos, filtros sucios, etc); mientras que una presin de 0 cmHg indica que est entrando aire en el circuito de aspiracin.



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Es importante verificar el funcionamiento de las vlvulas con sistemas de segurfuncionamiento de las vlvulas con sistemas de segurfuncionamiento de las vlvulas con sistemas de segurfuncionamiento de las vlvulas con sistemas de seguri-i-i-i-dad dad dad dad como reguladores con seguridad por mnima (figura 10) o mxima presin (figura 11).

Estado de las boquiEstado de las boquiEstado de las boquiEstado de las boquillas.llas.llas.llas. Tambin revisaremos el estado de las boquillas evitando la tentacin de introducir escariadores u otros elementos con el fin de limpiar-las, esta accin puede llevarnos a aumentar el orificio existente causando diver-sas anomalas en el funcionamiento y seguridad de la caldera.

D. Circuito elctrico

En el circuito elctrico deben comprobarse varios componentes:

Los electrodoselectrodoselectrodoselectrodos, que como ya sabes son los elementos entre los que salta el arco elctrico deben estar a una distancia determinada de la boquilla para que se en-cienda la llama, si estos estn separados entre s a un distancia superior a la ade-cuada es posible que el arco no salte, lo mismo puede ocurrir si estn sucios; en otros casos el arco puede saltar entre ellos y la boquilla con lo que se produce el deterioro de esta ltima.

En definitiva, en un correcto mantenimiento se deben de limpiar los electrodos y

ctividad

aQu presin seala la columna de lquido de la figura 9? 1

Fig. 10: Regulador con seguridad por mnima presin.

Fig. 11: Regulador con seguridad por mnima presin.

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ajustar la distancia entre ellos y entre stos y la boquilla, para conseguir un correc-to encendido y evitar el depsito de combustible sobre ellos y su posterior carboni-zacin.

Para realizar un correcto reglado de los electrodos ser necesario que eches un vis-tazo a las instrucciones dadas por el fabricante del quemador. Como ejemplo, en la figura 12 se aprecian las distancias entre la boquilla, el estabilizador y los electro-dos para un quemador Roca, modelo Crono 2L.

La fotorresistenciafotorresistenciafotorresistenciafotorresistencia debe extraerse de su ubicacin con cuidado de no rallarla para limpiarla si fuese necesario, ten en cuenta que si la combustin no es correcta y se produce holln, la fotorresistencia se ensuciar dando a entender a la caja de con-trol que la llama est apagada por lo que el quemador se bloquear. En la unidad 5 se explic el proceso adecuado para llevar a cabo su comprobacin.

Los termostatos de seguridad y de regulacin termostatos de seguridad y de regulacin termostatos de seguridad y de regulacin termostatos de seguridad y de regulacin (figura 13) y de humosde humosde humosde humos (Pirostato) (fi-gura 14) tambin sern comprobados, y para eso tendremos que accionar el pulsa-dor o cursor correspondiente y ratificar que la caldera se apaga.

Fig. 12: Quemador Roca, modelo Crono 2L.

Fig. 13: Termostato de seguridad y regulacin.

Fig. 14: Termostato de humos.



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En las calderas mcalderas mcalderas mcalderas muralesuralesuralesurales comprobaremos las sondas, clixn de seguridad (figura 15), la sonda de ioniza-cin, etc. Sin embargo como la avera de cualquiera de estos elementos es indicada inmediatamente en la propia caldera, de existir algn error seguramente ya lo conoceramos previamente.

Lo que s tendremos que hacer ser limpiar los electrodos y la sonda de ionizacin.

E. Circuito de aire

Las operaciones a realizar son las siguientes:

La primera funcin a realizar por el tcnico de mantenimiento ser limpiar los dilimpiar los dilimpiar los dilimpiar los dis-s-s-s-tintotintotintotintos componentess componentess componentess componentes que forman este circuito, recuerda que entre stos se encuen-tran: las compuertas de aire, el ventilador y el cabezal de combustin.

Despus se tendr que revisar y ajustarrevisar y ajustarrevisar y ajustarrevisar y ajustar, si fuese necesario, las distanciadistanciadistanciadistanciassss entre el disco estabilizador, la boquilla y el cono si existe. Estas distancias son en todos los casos ofrecidas por los fabricantes en los documentos tcnicos correspondientes a sus quemadores y es un gran error no respetarlos ya que aunque el quemador pue-de llegar a funcionar su rendimiento ser menor que el optimo posible y adems se favorecer la aparicin de futuras averas.

Es imprescindible, comprobar comprobar comprobar comprobar el funcionamientofuncionamientofuncionamientofuncionamiento de las compuertas de aire (si exis-ten) y del ventilador, asegurndonos de que el sentido de giro sea el adecuado.

o Mantenimiento de la instalacin hidrulica

A. Vlvulas

En una instalacin de calefaccin o ACS las vlvulas son una parte fundamental, tanto por su abundancia como por las funciones de responsabilidad que pueden llegar a cum-plir. Por tanto, en un correcto mantenimiento deberamos comprobar el estado de la piestado de la piestado de la piestado de la pin-n-n-n-tura y la posible existencia de corrosintura y la posible existencia de corrosintura y la posible existencia de corrosintura y la posible existencia de corrosin en el volante, husillo exterior, tapa y cuerpo de vlvula. Sera tambin aconsejable recubrir el exterior con aceites anticorrosivos y a en-grasar los husillos.

Fig. 15: Clixn de seguridad.

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Y por supuesto, no debemos permitir nunca que una vlvula goteeno debemos permitir nunca que una vlvula goteeno debemos permitir nunca que una vlvula goteeno debemos permitir nunca que una vlvula gotee (figura 16). El goteo producir corrosin del propio cuerpo de vlvula, de los tornillos de la tapa o de los elementos sobre los que caiga, adems de dar una muy mala imagen de la instalacin y por tanto de nosotros mismos, como en-cargados del mantenimiento. Cuando una vlvula go-tea por el prensaestopas conviene apretar ste, y si no se corrige debemos cambiar la empaquetadura.

Otra operacin a realizar y que no conlleva invertir mucho tiempo es la de aaaacccccionar las cionar las cionar las cionar las vlvulas vlvulas vlvulas vlvulas abriendo y cerrando stas para comprobar su estado e impedir que se bloqueen.

B. Tuberas

Mantener las tuberas consiste simplemente en vigilar y evitar la aparicin de fevitar la aparicin de fevitar la aparicin de fevitar la aparicin de fuuuugas, gas, gas, gas, que el aisla-miento trmico de stas permanezca en perfecto estado (figura 17) e inspeccionar que no se for-men humedades y condensaciones en su exterior.

C. Bombas

Una comprobacin anual del punto de trabajo de los circuladores y de los grupos moto-bomba nos ayudar a valorar el estado del propio equipo y al mismo tiempo el de la ins-talacin. Para ello nos servimos de la curva caracterstica y de la diferencia de presin entre la aspiracin y la impul-sin de la bomba (puedes repasar estos conceptos en la unidad 2).

Hemos de distinguir entre los diferentes tipos de bombas que se utilizan: aceleradoras con motor de rotor sumergi-do(figura 18), equipos in-line y las de bancada con acopla-miento bomba-motor.

Fig. 16: Vlvula con corrosin.

Fig. 17: Tubera en mal estado.

Fig. 18: Bomba de bancada con acopla-miento bomba-motor.



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Las bombas de rotor sumergido y monobloc,bombas de rotor sumergido y monobloc,bombas de rotor sumergido y monobloc,bombas de rotor sumergido y monobloc, es decir, las que motor y bomba tie-nen eje comn empleadas en las instalaciones de calefaccin domsticas, apenas precisan mantenimiento.

Tanto en la puesta en marcha como en el propio mantenimiento es importante oooob-b-b-b-servar el eje de la bomba,servar el eje de la bomba,servar el eje de la bomba,servar el eje de la bomba, si ste gira y en qu sentido (estos equipos siempre sea-lan el sentido correcto de giro,( figura 19). Recuerda que en los equipos de baja po-tencia que permanecen parados largos periodos es habitual que lleguen a blo-quearse.

Las bombas monobloc disponen de cierre mecnico por lo que tampoco suelen precisar engrase. tampoco suelen precisar engrase. tampoco suelen precisar engrase. tampoco suelen precisar engrase. Estas bombas disponen en el cuerpo de un tornillo de vaciado y de una purga de aire (figura 19).

Cuando la instalacininstalacininstalacininstalacin est parada es conveniente purgar el cuerpo de bomba parada es conveniente purgar el cuerpo de bomba parada es conveniente purgar el cuerpo de bomba parada es conveniente purgar el cuerpo de bomba para evitar corrosiones de igual forma que se hace con la caldera en reposo. Por esta misma razn las bombas en reserva deben hacerse funcionar de manera peridica para evitar incrustaciones sobre el rodete.

En cuanto a las bombas de bancada con motor acoplado bombas de bancada con motor acoplado bombas de bancada con motor acoplado bombas de bancada con motor acoplado debemos contrcontrcontrcontroooolar el nlar el nlar el nlar el ni-i-i-i-vel de aceitevel de aceitevel de aceitevel de aceite del crter, rellenando si es preciso. Si el estado del aceite es bueno no hace falta cambiarlo.

o Mantenimiento de los elementos de regulacin, control y seguridad

A. Manmetros y termmetros

Comprobaremos sus mediciones una vez por temporada mediciones una vez por temporada mediciones una vez por temporada mediciones una vez por temporada tal y como se indica en el RITE o cuando se sospeche que son incorrectas.

B. Termostatos

Operaremos sobre el dial y comprobaremos que funciona adecuadfunciona adecuadfunciona adecuadfunciona adecuadaaaamentementementemente en el punto de en el punto de en el punto de en el punto de consigna.consigna.consigna.consigna.

Fig. 19: Bomba monobloc.

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En las instalaciones de ACS debemos vigilar las temperaturas de produccin y distribvigilar las temperaturas de produccin y distribvigilar las temperaturas de produccin y distribvigilar las temperaturas de produccin y distribu-u-u-u-cincincincin para evitar valores que puedan ser peligrosos para los usuarios/usuarias.

En instalaciones con centralitas tendremos que realizar las comparaciones pertinentes entre los valores de temperatura exterior y de impulsin detectadas por la central y las exis-tentes en la prctica.

As mismo resulta interesante comprobar los saltos trmicos comprobar los saltos trmicos comprobar los saltos trmicos comprobar los saltos trmicos entre las temperaturas de entrada y sentre las temperaturas de entrada y sentre las temperaturas de entrada y sentre las temperaturas de entrada y saaaalida,lida,lida,lida, tanto en los emi-sores como en la caldera.

C. Elementos de seguridad

Los elementos de seguridad deben ser comprobados asegurndonos que estn en dispasegurndonos que estn en dispasegurndonos que estn en dispasegurndonos que estn en dispo-o-o-o-sicin de dispsicin de dispsicin de dispsicin de disparararararararar en caso necesario, es habitual que los tcnicos de mantenimiento en calefaccin olviden realizar esta comprobacin para evitar el posterior goteo de las vlvulas y en consecuencia la necesidad de cambiarlas, pero es mejor arriesgarse a que ante una subida de presin las vlvulas no acten?.

Otro elemento que debe ser comprobado es el vaso de expansin:vaso de expansin:vaso de expansin:vaso de expansin:

Si es abierto, abierto, abierto, abierto, debemos observar el vaso y ver si tira o no agua. La expulsin conti-nua de agua puede reflejar que el serpentn de agua caliente sanitaria est roto o que el grifo de llenado est abierto.

Si el vaso es cerrado,cerrado,cerrado,cerrado, comprobaremos que no hay perforacin de la membrana (lo podremos comprobar por el sonido del vaso al ser golpeado).

Si este sencillo ensayo nos arroja duda, debemos separar el vaso de la instalacin para verificar su estado, recuerda que la presin de llenado del vaso nicamente se puede medir correctamente sin presin interna de agua.

Fig. 20: Vigilancia de la temperatura en instalaciones de ACS.



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Adems de lograr un funcionamiento constante y seguro de la instalacin y conseguir las condiciones ambientales de confort adecuadas, las operacio-nes de mantenimiento buscan obtener un funcionamiento ptimo de los equipos en cuanto al rendimiento, es decir, alcanzar la mayor potencia til posible con el menor gasto de combustible, disminuyendo a la vez las emi-siones de humos contaminantes.

Para ello es imprescindible realizar un anlisis de la combustin de los humos emitidos, y aunque existen buenos profesionales que basndose en su experiencia y en diversos mtodos logran regulaciones de combustin aceptables, en ningn caso estos procedimientos aseguran unos resultados precisos.

Principios de la combustin

Para que la combustin tenga lugar tendrn que coexistir tres elementos:

Combustible.

Comburente.

Energa de activacin.

Estos tres ele3mentos se representan en el denominado tringulo de com-bustin (figura 21), en el cual si falta alguno de los vrtices la combustin no puede llevarse a cabo.

Anlisis de la combustin

Podemos definir la combustincombustincombustincombustin como un conjunto de procesos fsico-qumicos en los cuales se libera controladamente parte de la energa interna del combustible (energa qumica) que se manifiesta al exterior bajo la forma de calor, para ser aprovechada en nuestro caso dentro de una caldera.

Fig. 21: Tringulo de combustin.

ENERGA DE ACTIVENERGA DE ACTIVENERGA DE ACTIVENERGA DE ACTIVAAAACINCINCINCIN

COMBUSTIBLECOMBUSTIBLECOMBUSTIBLECOMBUSTIBLE COMBURENTECOMBURENTECOMBURENTECOMBURENTE

22



El comburente universal es ecomburente universal es ecomburente universal es ecomburente universal es el oxgl oxgl oxgl oxgeeeeno,no,no,no, por lo que en la prctica se utiliza el aire como comburente, ya que est compuesto, prcticamente, por 21% Oxgeno (O2) y 79% Nitr-geno (N2).

La energa de activacinenerga de activacinenerga de activacinenerga de activacin es el elemento desencadenante de la reaccin de combustin; elemento desencadenante de la reaccin de combustin; elemento desencadenante de la reaccin de combustin; elemento desencadenante de la reaccin de combustin; y ya sabes que en los quemadores de gasleo habitualmente suele obtenerse mediante una chispa elctrica entre dos electrodos y en las calderas individuales de gas se obtiene por llama piloto, tren de chispas, etc.

Para que una combustin sea correctacombustin sea correctacombustin sea correctacombustin sea correcta (completa), es decir que todos los componentes del combustible se oxiden, es imprescindible aportar una cantidad mimprescindible aportar una cantidad mimprescindible aportar una cantidad mimprescindible aportar una cantidad mnima de aire nima de aire nima de aire nima de aire (com-burente), ya que en caso contrario se producira una combustin incompleta,combustin incompleta,combustin incompleta,combustin incompleta, con lo cual, adems de no aprovechar toda la energa contenida en el combustible generaramos iiiin-n-n-n-quemados,quemados,quemados,quemados, materia combustible que ha quedado sin quemar y que puede ser de dos clases:

Slidos: carbono (holln), que son fcilmente detectables ya que provocan un en-negrecimiento de los humos de combustin

Gaseosos: CO, H2.

Es lo mismo que ocurre con un soplete de llama oxiacetilnica si se cierra excesivamente el grifo del Oxgeno. En la figura 22 se aprecia una llama con oxgeno suficiente, mien-tras que en la figura 23 existe un defecto de O2.

Como en la prctica es imposible introducir en un quemador la cantidad exacta de aire necesario para lograr la combustin completa, trabajaremos con cierto exceso de aire, que denominaremos , pero hay que tener en cuenta que un exceso elevado hace que la llama caliente aire del que no se va a sacar ningn provecho para posteriormente enviar-lo de nuevo al exterior a travs de la chimenea, con lo cual el rendimiento bajar.

Fig. 22: Llama con oxgeno suficiente.

Fig. 23: Llama con defecto de oxgeno.



23

Tambin se puede dar el caso de que an teniendo aire en exceso un mal ajuste del quemador no permita una buena mezcla entre este y el combustible con lo que se pro-ducira tambin una combustin incompleta.

En la tabla 2 se dan los valores de exceso de aire mximos recomendados segn el com-bustible:

CCCCOMBUSTIBLEOMBUSTIBLEOMBUSTIBLEOMBUSTIBLE EEEEXCESO DE XCESO DE XCESO DE XCESO DE AAAAIREIREIREIRE

Gas Natural 10 %

GLP 15 %

Gasleo C 25 %

Componentes de la combustin

A continuacin se describen los distintos componentes que forman los gases de la com-bustin, citando sus principales caractersticas y mximas concentraciones. Pero previa-mente vamos a conocer dos unidades muy empleadas para cuantificar las concentracio-nes de los distintos componentes.

o Unidades

Para expresar la cantidad de un componente determinado se emplean varias unidades, nosotros veremos las que representan su concentracin en una cantidad determinada de aire, las ppm (partes por milln) y el tanto por ciento.

ppm (partes por milln)

Como " el tanto por ciento (%)", las ppm describen una proporcin, ppm significa "un nmero x de partes en cada milln".

Tabla 2: Valores de exceso de aire mximos recomendados segn el combustible.

Por ejemplo, si en un cilindro de gas hay 200 ppm de monxido de carbono (C0), entonces, si partimos de un milln de partculas de gas, 200 son de mo-nxido de carbono. Las otras 999.800 partculas son de nitrgeno (N2) y de ox-geno (02).

Ejemplo

24



Esta unidad es interesante para utilizar con concentraciones bajas pues entre otras cosas es independiente de la presin y la temperatura. Si la concentracin es elevada, se expre-sa en porcentaje (%).

o Componentes

A. Nitrgeno (N2)

El nitrgeno (N2) es el principal componente (79% vol.) del aire que respiramos. Este gas incoloro, inodoro y sin sabor no interviene en la combustin. Entra en la caldera, se ca-lienta y sale por la chimenea sin aportar ganancia alguna.

B. Dixido de carbono (CO2)

El dixido de carbono es un gas incoloro, inodoro y con un ligero sabor agrio. Bajo la influencia de la luz solar y el verde de las hojas, clorofila, las plantas convierten el dixi-do de carbono (CO2) en oxigeno (O2).

La respiracin humana y animal convierten el oxgeno (O2) otra vez en dixido de car-bono (CO2). Esto crea un equilibrio que los productos gaseosos de la combustin distor-sionan. Esta distorsin acelera el efecto invernadero.

A concentraciones superiores al 15% en volumen (150.000 ppm) en la respiracin, se produce una prdida inmediata de conciencia.

ctividad

aAlgunas normativas fijan en 400 ppm la concentracin mxi-ma de CO en los gases producidos en una combustin. Cul es el valor de esta concentracin expresada en %?

2



25

Valores tpicos en gases de combustin:

Calderas de gasoil: 12,5% - 14%.

Calderas de gas: 8% - 11%.

C. Oxgeno (O2)

Parte del oxigeno (O2) disuelto en el aire combina con el hidrgeno (H2) del combustible y forma agua (H2O). Segn sea la temperatura de los gases de combustin (TH), este agua se convierte en condensados.

El oxigeno restante nos sirve para medir el rendimiento de la combustin y se utiliza para determinar las prdidas por chimenea y el contenido de dixido de carbono (CO2).


Calderas de gasoil: 2% - 5%.

Calderas de gas: 2% - 6%.

D. Monxido de carbono (CO)

El monxido de carbono es un gas venenoso al respirar, incoloro, inodoro y es el produc-to de una combustin incompleta. En una concentracin demasiado elevada no permite que la sangre absorba oxgeno. El valor lmite de efecto es de 50 ppm.


Caldera de gasoil: 80 ppm - 150 ppm.

Caldera de gas: 80 ppm - 100 ppm.

Al realizar el anlisis debemos distinguirdistinguirdistinguirdistinguir entre el COCOCOCO y el CCCCOOOO----CorregidoCorregidoCorregidoCorregido, tambin llama-do CO no diluido.

La normativa prohbe concentraciones superiores a 400ppm pero este lmite se puede reducir fcilmente y as debemos hacerlo.

26



El nivel de CO y los niveles de CO2 u O2 se miden en los gases de la combustin diluidos con aire limpio. Para una clara valoracin de que el sistema trabaja correctamente, debe calcularse el CO no diluido. Para este clculo se necesita el nivel de oxgeno en los gases de la combustin, es por ello que debemos medir el CO simultneamente con la concen-tracin de O2.

Dado que el nivel de CO aumenta cuando el sistema se pone en marcha y cae al nivel normal de trabajo despus de unos minutos no debemos llevar a cabo la medicin hasta que la caldera no haya trabajado durante al menos 5 minutos.

E. xidos de nitrgeno (NOx)

A altas temperaturas (combustin), el nitrgeno (N2) presente en el combustible y en el aire ambiente combina con el oxigeno del aire (O2) y forma monxido de nitrgeno (NO).

Despus de algn tiempo, este gas incoloro se oxida en combinacin con el oxgeno (O2) para formar dixido de nitrgeno (NO2). El NO2 es soluble en agua, txico si se respira (produce daos irreversibles en el pulmn), y contribuye a la formacin de ozono en combinacin con la radiacin ultravioleta (Luz solar). El NO y el NO2 en conjunto se llaman xidos de nitrgeno (NOx).

Valores tpicos en gases de combustin de calderas gas / gasoil: 50 ppm - 100 ppm.

F. Dixido de azufre (SO2)

El dixido de azufre (SO2) es un gas txico, incoloro y con un olor fuerte. Se forma a par-tir del azufre del combustible. El cido sulfrico (H2SO4) se forma en combinacin con el agua (H2O) o condensados produciendo entre otros fenmenos la corrosin de las calde-ras, por lo que debemos evitar su formacin.

Valores tpicos en gases de combustin de calderas de gasoil: 180 ppm - 220 ppm.

G. Hidrocarburos inquemados (CxHy)

Los hidrocarburos inquemados (HC) se forman cuando la combustin es incompleta (falta de aire) y contribuyen al efecto invernadero. Este grupo incluye metano (CH4), butano (C4H10) y benzeno.(C6H6).

Valores tpicos en gases de combustin de calderas de gasoil:



27

H. Holln

El holln tambin es carbono puro resultante tambin de una combustin incompleta.

Para cuantificar su valor se emplea el ndice de Bacharach (IB) que para calderas de ga-soil ser como mximo de 2.

Valores tpicos en gases de combustin de calderas de gasoil entre 0 y 9.

Parmetros de la combustin

Aunque el RITE en su instruccin IT 3.4 indica las operaciones y periodicidades con las que las empresas mantenedoras realizarn los anlisis en funcin de la potencia trmica nominal instalada (tabla 3) no conviene olvidar que existen otros parmetros que se de-ben controlar con el objetivo de lograr una regulacin de la combustin que nos de el mayor rendimiento con la menor emisin de gases contaminantes posibles.

PPPPERIODICIDADERIODICIDADERIODICIDADERIODICIDAD MMMMEDIDAS DE GENEREDIDAS DE GENEREDIDAS DE GENEREDIDAS DE GENERAAAADORES DORES DORES DORES DE CALORDE CALORDE CALORDE CALOR 20202020 KKKKW W W W

28



Por otro lado las prdidas por inquemados aumentarn por falta de aire para que-mar todo el combustible.

Empleando la figura 24 trataremos de comprender cmo evoluciona la combustin y por tanto el rendimiento de una caldera segn la proporcin de algunos componentes de los gases de combustin.

o Zona 1

Aqu el aire est por debajo del terico necesario, el aire est por debajo del terico necesario, el aire est por debajo del terico necesario, el aire est por debajo del terico necesario, existiendo por tanto muchos inquema-dos, bajo CO2, combustible sin quemar por falta de aire, gran concentracin de CO y elevadsimo ndice de opacidad (holln).

ihs qqc = 100

c:c:c:c: es el rendimiento de combustin.

qqqqhshshshs:::: son las prdidas de calor por humos.

qqqqiiii:::: son las prdidas por inquemados.

Figura 24: Rendimiento de una caldera segn la proporcin de algunos componentes de los gases de combustin.



29

Observa que an antes de llegar al aire mnimo terico (lnea roja discontinua) ya se pue-de empezar a detectar presencia de O2 en los humos. Por qu si an hay combustible sin quemar? Porque las reacciones que tienen lugar en la llama son reales y no tericas. Es decir, la preparacin de la llama no es tan perfecta que aproveche todo el aire que se est dando. Esto es una medida de la calidad del quemador y de su grado de manteni-miento.

La lnea recta roja discontinua marca la frontera entre el defecto y el exceso de aire em-pleado sobre el terico mnimo necesario. Es pues la combustin llamada estequiomtri-ca. Sin embargo incluso en esa lnea tenemos inquemados, detectndose CO en humos y alta opacidad.

Un quemador que con ese aire no diese inquemados sera un quemador ideal. No es as la realidad y tenemos an inquemados, incluso tenemos aire no utilizado que es el que se detecta en el anlisis porque existe O2 en los humos.

A medida que vamos aumentando la cantidad de aire en el quemador, hay ms oxgeno para las reacciones, disminuye el CO y va aumentando el CO2 porque se produce ms en la reaccin del carbono. Llegamos entonces a la zona 2.

o Zona 2

Entramos en la zona 2, donde se produce la mxima de concentracin de COse produce la mxima de concentracin de COse produce la mxima de concentracin de COse produce la mxima de concentracin de CO2222 en los en los en los en los humos. humos. humos. humos. Es el punto punto punto punto de mximo rendimiento de mximo rendimiento de mximo rendimiento de mximo rendimiento ya que cuando el CO2 sea mximo tendre-mos las mnimas prdidas de calor por humos (qhs ).

Encontramos por tanto ahora el mximo CO2 y un exceso de aire sobre el mnimo teri-co, pero puede haber inquemados, normalmente los hay, y tenemos un ndice de opaci-dad (holln) seguramente por encima del reglamentario mximo admitido por contamina-cin, por lo que no debemos dejar el quemador trabajando en esta zona.

Si seguimos aumentando el aire, es decir, desplazndonos a la derecha en la figura, dis-minuyen los inquemados, la opacidad y la concentracin de CO2, aumentando la de O2 y as hasta que la opacidad quede dentro de los valores admitidos (lnea verde de trazos). Este punto ser el correcto.

o Zona 3

En esta zona la opacidad es inferior ala opacidad es inferior ala opacidad es inferior ala opacidad es inferior a la mxima permitida, la mxima permitida, la mxima permitida, la mxima permitida, manteniendo un alto CO2, siendo por tanto el punto ideal de trabajo punto ideal de trabajo punto ideal de trabajo punto ideal de trabajo y situndose en la figura en la frontera entre las zonas 2 y 3.

30



o Zona 4

Si continuamos aumentando el aire, disminuye el COSi continuamos aumentando el aire, disminuye el COSi continuamos aumentando el aire, disminuye el COSi continuamos aumentando el aire, disminuye el CO2222 y el rendimiento. y el rendimiento. y el rendimiento. y el rendimiento. Estamos en la zona 4 y no tiene sentido tener un exceso innecesario de aire.

En cuanto a la temperatura de los humos evoluciona de manera similar a la del CO2 en su descenso. Es decir, llegado a un mximo comienza a descender porque hay muchos gases, ya que se introduce mucho aire que hay que calentar.

Volviendo a la expresin del rendimiento de la combustin y teniendo en cuenta que qhs y qi se pueden calcular mediante las siguientes expresiones podremos hallar el valor del rendimiento tras medir o hallar los valores de CO, de CO2, de la temperatura ambiente y de los humos, empleando un analizador de combustin.

El punto correcto de combustin es aquel que da el mximo CO2, manteniendo la opacidad dentro de los valores admitidos.

La temperatura de los humos temperatura de los humos temperatura de los humos temperatura de los humos puede disminuir al aumentar el exceso de aire, pero no debemos pretender bajar la temperatura de stos a costa de aumentar el exceso de aire ya que aunque a menor temperatura crecera el volumen de gases que salen por la chimenea.

La presencia del CO presencia del CO presencia del CO presencia del CO2222 en los humos est relacionada con:

Inquemados: si hay C o CO, falta el CO2 correspondiente a esos inquemados.

Volumen de gases: a mayor volumen (mayor exceso de aire) ms se di-luye el CO2 y su concentracin es ms pequea.

La presencia o concentracin de Opresencia o concentracin de Opresencia o concentracin de Opresencia o concentracin de O2222 en los gases est relacionada directa-mente con el exceso de aire. Todo el oxgeno (O2) que no se utilice sale li-bre y se detecta mediante el anlisis.

%) (en2COCO

COkiq +

=

CO y COCO y COCO y COCO y CO2222: es el % de estos gases en los humo.

KKKK: constante que depende del combustible (95 para gasleo, 72 para gas natural, 84 para propano y 75 para butano).



31

Medida de CO, CO2 y O2

Hasta hace algunos aos la utilizacin de equipos electrnicos era bastante infrecuente debido al alto precio de stos o simplemente a su escasez. Se empleaban entonces male-

tines compuestos de una serie de analizadores independientes para cada tipo de muestra (O2, CO2, etc.) con sus correspondientes reactivos (figura 25).

En la actualidad existen numerosos fabricantes y modelos electrnicos que realizan todas las medidas a la vez de forma rpida y cmoda permitiendo a la vez registrar e imprimir

los resultados en un papel.

En la figura 25 se muestra la utilizacin de un analizador Testo 327analizador Testo 327analizador Testo 327analizador Testo 327----1 1 1 1 cuyas caracaracaracaracccctersttersttersttersti-i-i-i-cas cas cas cas extradas de la informacin de propio fabricante damos a continuacin:

El testo 327-1 es el instrumento de introduccin al anlisis de los productos de la combustin. Mide el rendimiento de la combustin, C, O2, CO, CO2, la temperatu-

ra de humos, el tiro y adems halla el exceso de aire () y el rendimiento.

La potente iluminacin por LEDs del visualizador garantiza una excelente visin incluso en entornos oscuros. El analizador destaca por su men sencillo, su diseo ergonmico y su fiabilidad.

2CO

)atht(Khsq

=

tttthhhh y t y t y t y taaaa:::: diferencia entre la temperatura de los humos y la ambiente.

COCOCOCO2222:::: porcentaje de estos gases en los humos.

K:K:K:K: constante que depende del combustible y del porcentaje de CO2:

0,495 + (0,00693 x CO2) para gasleo

0,379 + (0,0097 x CO2) para gas natural

Fig. 25: Maletn compuesto de una serie de analiza-dores independientes con sus correspondien-tes reactivos.

32



Otras caractersticas:

Mens sencillos.

Visualizador de segmentos de 4 lneas.

Iluminacin del visualizador por LEDs.

Fcil impresin por IR.

Trampa de condensados integrada.

Batera de Li-ion (1.200 mA, vida estimada 5 h), recargable en el instrumento o mediante cargador externo.

Conexin de sonda mediante un nico conector.

Medicin por separado de la temperatura ambiente.

Medicin de O2 primario (memorizable).

Medicin del tiro.

IP40.

8 combustibles.

Dado que en el pasado los medidores de combustin no calculaban directamente todos los parmetros aconsejables, se recu-rra a otros mtodos como el diagrama de Oswald (figura 26), en el que estn relacio-nados el CO2, O2, CO y .

Fig. 26: Diagrama de Oswald.



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Medida del tiro de la chimenea

El tiro de la chimenea afecta a las condiciones de presin en el hogar, de manera que no podremos llevar a cabo un control adecuado de la combustin sin tener en cuenta esta variable. Por tanto, es una medida a realizar junto con las que antes hemos explicado.

Un tiro excesivo arrastrar los gases antes de que dejen el calor en la caldera, dando una temperatura de salida excesiva, mientras que un tiro deficiente har que los humos no se evacuen y las condiciones de combustin se alterarn, pudiendo llegar a apagar la llama o ensuciar la caldera.

Aunque el valor adecuado del tiro depende de cada caldera y es un dato ofrecido por el fabricante puedes tomar como orientativos los siguientes valores:valores:valores:valores:

Caldera de tiro forzado:Caldera de tiro forzado:Caldera de tiro forzado:Caldera de tiro forzado: Presin positiva entre 0,12 y 0,20 hPa (mbar).

Quemador de vaporizacin de gasoil y caldera aQuemador de vaporizacin de gasoil y caldera aQuemador de vaporizacin de gasoil y caldera aQuemador de vaporizacin de gasoil y caldera atmosfrica de gas:tmosfrica de gas:tmosfrica de gas:tmosfrica de gas: Presin negati-va entre 0,03 y 0,10 hPa (mbar).

Antiguamente se empleaban como medidores del tiro los deprimmetrosdeprimmetrosdeprimmetrosdeprimmetros de tubo o los metlicos (figura 27), sin em-bargo en la actualidad los analizadores digitales ya son capaces de realizar esta medida con suficiente precisin y gran rapidez.

Con los nuevos analizadores electrnicos, es importante medir la presin en el entorno de la caldera a la altura del orificio en el que posteriormente se va a introducir la sonda, con el fin de tomar el valor de la presin atmosfrica al mismo nivel y luego compararla con la del interior del conducto de humos.

Medida de la opacidad

Una combustin incompleta, adems de ser un factor de contaminacin ambiental pro-duce depsitos de holln en la caldera, los cuales bajan la eficiencia de las superficies de transferencia de calor de la caldera y, por lo tanto, el rendimiento de la caldera.

El holln es un aislante excelente y una pequea capa de holln, se traduce en una signi-ficativa bajada de la transmisin trmica de las paredes de la caldera y como resultado un mayor gasto de combustible.

Fig. 27: Deprimmetros de tubo o metlicos.

34



La opacidad se determina utilizando un instrumento similar a una bomba de bicicletaopacidad se determina utilizando un instrumento similar a una bomba de bicicletaopacidad se determina utilizando un instrumento similar a una bomba de bicicletaopacidad se determina utilizando un instrumento similar a una bomba de bicicleta. Se recoge una cierta cantidad de gases de combustin de la chimenea y se hacen pasar por un filtro de papel mediante un cierto nmero de bombeos (figura 28), despus compara-mos el tono gris de la mancha que se produce en el filtro de papel con una escala de tonalidades grises con diferentes nmeros (ndice de Bacharach) (figura 29).

La escala de opacidad determinada de esta forma (de acuerdo con Bacharach) est entre 0 y 9, siendo los valores admitidos por la reglamentacin los que se reflejan en la tabla 5.

CCCCOMBUSTIBLEOMBUSTIBLEOMBUSTIBLEOMBUSTIBLE OOOOPACIDAD PACIDAD PACIDAD PACIDAD MMMMXXXXIIIIMAMAMAMA

Gas 0

Gasleo 2

Fuel leo 3

Carbn 4

Fig. 28: Recogida de gases de combustin y paso a tra-vs de filtro de papel.

Fig. 29: ndice de Bacharach.

Tabla 5: Opacidad mxima permitida segn el tipo de combustible.



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Temperatura de los humos

Como ya vimos anteriormente, temperaturas de humos eleva-das disminuyen el rendimiento de la caldera al perderse parte del calor aportado por el combustible, as mismo temperaturas bajas disminuyen el tiro y aumentan el riesgo de condensa-ciones con los consiguientes perjuicios para la caldera (excep-to en las calderas de condensacin en las que buscamos pre-cisamente esto).

Para medir la temperatura de los humos se puede emplear un termmetro (Figura 30) o un analizador electrnico.

En la siguiente grfica puedes observar la variacin del punto de roco de los humos se-gn el combustible y la cantidad de CO2. En el caso de calderas convencionales, para evitar condensaciones debemos bajar el punto de roco y por tanto el CO2, es decir au-mentar el exceso de aire.

Fig. 30: Termmetro.

Fig. 31: Variacin del punto de roco de los humos segn el combustible y la canti-dad de CO2

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Puesta a punto de la caldera

Una vez que hayamos realizado las operaciones de mantenimiento explicadas en los anteriores apartados, estamos en disposicin de efectuar el anlisis y regulacin de la el anlisis y regulacin de la el anlisis y regulacin de la el anlisis y regulacin de la combustin combustin combustin combustin que nos permita maximizar el rendimiento manteniendo el resto de parme-tros dentro de los lmites legales.

Realizaremos el encendido con una posicin de las compuertas de entrada de aire abiertas (figura 32) tal que nos situemos en la zona 4 de la citada figura. Es decir, con exceso de aire en abundancia.

Se har una toma de medida de depresin con la clapeta de regulacin de tiro totalmente abierta (si existe) y realizaremos un primer ajuste del tiro una vez que la chimenea est a rgimen. Esta operacin debe tener en cuenta los datos del fabricante de la caldera en cuanto a tiro o depresin que debe existir en la salida de la caja de humos de la caldera.

A partir de aqu, si todo marcha bien, la operacin consiste en adecuar aire y pradecuar aire y pradecuar aire y pradecuar aire y preeeesin de sin de sin de sin de pulverizacin.pulverizacin.pulverizacin.pulverizacin.

ctividad

aA qu valor tendremos que bajar el CO2 en una caldera de Gas Natural para que su temperatura de roco no baje de 57 C?

3

Fig. 32: Compuertas de entrada de aire abiertas.



37

La presin debe regularse como se indic en las unidades anteriores segn tipo, modelo de caldera y potencia requerida, teniendo siempre conexionado el manmetro y el va-cumetro en la bomba del quemador (en las calderas de gasleo).

Una vez encendido el quemador se tomar medida de la temperatura de humosmedida de la temperatura de humosmedida de la temperatura de humosmedida de la temperatura de humos (th), COCOCOCO2222 y y y y opacidad (IB)opacidad (IB)opacidad (IB)opacidad (IB). Se observar seguramente un valor bajo de th, bajo de CO2 e IB = 0.

Iremos cerrando la aspiracin de aire del que-mador (figura 33) y observaremos cmo el CO2 va aumentando.

Si tuvisemos, y es recomendable, equipo para medir el O2, observaramos cmo a me-dida que disminuye el aire (cierre aspiracin) va disminuyendo la concentracin de O2 en los humos, al igual que aumenta el CO2.

Este CO2 alcanza un mximo a partir del cual al cerrar ms el aire comienza a disminuir.

Cuando tengamos el mximo COCuando tengamos el mximo COCuando tengamos el mximo COCuando tengamos el mximo CO2222 reali reali reali realizaremos la medida del IB,zaremos la medida del IB,zaremos la medida del IB,zaremos la medida del IB, en ese momento segu-ramente ser mayor de 2. Abrimos ms la entrada de aire hasta conseguir dejar la opaci-dad en un valor adecuado segn combustible (tabla 5), y en ese ajuste tendremos el mximo rendimiento cumpliendo la prescripcin para evitar la contaminacin atmosfri-ca por expulsin de inquemados a la atmsfera.

En esta operacin hemos supuesto que el quemador, la boquilla y el tiro son las adecua-das para la caldera. En caso contrario, nos encontraremos con problemas ms o menos difciles de subsanar.

Recuerda que a mayor presin de pulverizacin mayor caudal y menor ngulo de pulverizacin (llama ms larga y estrecha).

Fig. 33: Cierre de la aspiracin de aire del quemador.

38



En el caso de que se trate de un quemador con dos boquillasquemador con dos boquillasquemador con dos boquillasquemador con dos boquillas tendremos que realizar el ajuste para una boquilla (marcha parcial) y para pleno fuego (las dos boquillas). Esto im-plica el reglado de la entrada de aire en dos posiciones, correspondiendo a marcha par-cial y a plena marcha.

Lo dicho hasta ahora se refiere a quemadores de funcionamiento todoquemadores de funcionamiento todoquemadores de funcionamiento todoquemadores de funcionamiento todo----nada.nada.nada.nada. En el caso de quemadores de funcionamiento modulante, la regulacin es ms compleja y deben seguirse las propias instrucciones del fabricante.

En las calderas muralescalderas muralescalderas muralescalderas murales tenemos menos margen de maniobra, y nos limitaremos a limpiar las boquillas del quemador (tal y como se explic anteriormente) y regular correctamente la presin a la entrada de los mismos.

En ocasiones, como ocurre con las calderas de picalderas de picalderas de picalderas de pie resulta muy difcil o imposible ajustar correctamente la combustin debido a un incorrecto sistema de evacuacin de humos: chimeneas con exceso de curvas, sin aislar, de materiales no adecuados, etc.

El orificio de toma de medidas debe situarse a distancia suficiente de la calde-ra para evitar que la radiacin de la sta afecte a la medida de temperatura.

No se deben introducir las sondas de los aparatos analizadores en el orificio de la chimenea sin que la caldera haya conseguido alcanzar el rgimen de trabajo a plena carga ya que en caso contrario los humos pueden no tener temperatura suficiente y por tanto condensar, estropeando las sondas de los aparatos, cuyo coste es elevado.



39

Resumen

Mantenimiento de lMantenimiento de lMantenimiento de lMantenimiento de las as as as instalacionesinstalacionesinstalacionesinstalaciones

Anlisis de la coAnlisis de la coAnlisis de la coAnlisis de la commmmbustinbustinbustinbustin

Para mantener el rendimiento al mximo en las caleras ser imprescindible realizar un anlisis de la combustin pero previamente debemos efectuar otras operaciones que garanticen un funcionamiento correcto de los equi-pos, para lo cual diferenciaremos los siguientes circui-tos:

Circuito de agua.

Circuito de humos.

Circuito de combustible.

Circuito elctrico.

Adems de lograr un funcionamiento constante y seguro de la instalacin y conseguir las condiciones ambientales de confort adecuadas, las operaciones de mantenimiento buscan obtener un funcionamiento ptimo de los equipos en cuanto al rendimiento, es decir, alcanzar la mayor po-tencia til posible con el menor gasto de combustible,disminuyendo a la vez las emisiones de humos contami-nantes.

Para ello es imprescindible realizar un anlisis de la combustin de los humos emitidos.

El punto correcto de combustin es aquel que da el El punto correcto de combustin es aquel que da el El punto correcto de combustin es aquel que da el El punto correcto de combustin es aquel que da el mximo COmximo COmximo COmximo CO2222, manteniendo la opacidad dentro de los , manteniendo la opacidad dentro de los , manteniendo la opacidad dentro de los , manteniendo la opacidad dentro de los valorvalorvalorvalores aes aes aes addddmitidos.mitidos.mitidos.mitidos.

40



Autoevaluacin

1. Al realizar el anlisis de una combustin se registra una concentracin de CO de 8ppm. Cul es el valor de esta concentracin expresada en %?

2. Seala si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

VVVV FFFF

a. El mantenimiento preventivo trata de evitar averas y paradas no programadas mediante una rutina de inspecciones peri-dicas y la renovacin de los elementos daados.

b. Es recomendable vaciar el agua del circuito de calefaccin al menos una vez al ao para eliminar las impurezas que puedan existir en su interior y mejorar el rendimiento.

c. Cuando se pone en marcha un quemador de gasleo es fun-damental abrir la llave del tubo de aspiracin ya que en caso contrario se estropeara la bomba.

d. En las instalaciones de 70Kw se deben revisar las calderas de gasleo al menos una vez al ao.

e. Es preferible no desmontar el filtro de vaso de las calderas de gasleo salvo que exista alguna avera, para evitar posterio-res complicaciones en su puesta en marcha.

f. En las calderas murales se ha de cambiar la sonda de Ioniza-cin cada vez que se realice un mantenimiento general del equipo.

g. El pirostato es un moderno artilugio de seguridad que detie-ne la instalacin ante la intrusin en la sala de calderas de un posible pirmano.



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3. Qu valor de CO2 debemos fijar al realizar el anlisis de combustin de una cal-dera de Gasleo para lograr una temperatura de roco de 45 C? (emplea para la resolucin la grfica 1)

4. Qu problema existe en la caldera cuya chimenea muestra la figura? Qu solu-

cin inmediata podemos tomar para corregir el defecto anterior? 5.... Completa la tabla siguiente indicando cmo evolucionaran los distintos parme-

tros de una combustin (suben o bajan) al aumentar (fila 1) o disminuir (fila 2) el aire que entra en el quemador.

OOOO2222 COCOCOCO2222 COCOCOCO TTTThhhh TIROTIROTIROTIRO OPACIDADOPACIDADOPACIDADOPACIDAD RENDIMIENTORENDIMIENTORENDIMIENTORENDIMIENTO Aumenta Disminuye Disminuye Aumenta* ?** Baja Baja

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Respuestas Actividades

1. La columna de lquido seala una presin de 10 mmca. 2. Aplicando una regla de tres el resultado sera:

0000001

100400

..

=x

La concentracin en % sera: 0,04 %. En la siguiente tabla se muestran una serie de equivalencias entre ambas unidades.

10.000 ppm 1% 1.000 ppm 0,1% 100 ppm 0,01% 10 ppm 0,001% 1 ppm 0,0001%

3. Segn la grfica 31: (lnea discontinua verde) para una temperatura de 57 oC de-bemos de fijar en la combustin un 10,5% de CO2.



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Respuestas Autoevaluacin

1. Aplicando una regla de tres el resultado sera:

0000001

1008

..

=x

La concentracin en % sera: 0,0008%.

2. La respuesta correcta sera:

a. Verdadero.Verdadero.Verdadero.Verdadero. b. Falso.Falso.Falso.Falso. Es recomendable vaciar el agua del circuito de calefaccin al me-

nos una vez al ao para eliminar las impurezas que puedan existir en su interior y mejorar el rendimiento.

c. Verdadero.Verdadero.Verdadero.Verdadero. d. Verdadero.Verdadero.Verdadero.Verdadero. e. Falso.Falso.Falso.Falso. Es preferible no desmontar el filtro de vaso de las calderas de gas-

leo salvo que exista alguna avera, para evitar posteriores complicaciones en su puesta en marcha.

f. Falso.Falso.Falso.Falso. En las calderas murales se ha de cambiar la sonda de Ionizacin cada vez que se realice un mantenimiento general del equipo.

g. Falso.Falso.Falso.Falso. El pirostato es un moderno artilugio de seguridad que detiene la ins-talacin ante la intrusin en la sala de calderas de un posible pirmano.

3. Segn la grfica 31 (lnea discontinua negra) para una temperatura de 45 oC debe-

mos de fijar en la combustin un 12% de CO2. 4. En vista de lo que se aprecia en la imagen la combustin de la caldera es muy ma-

la, producindose gran cantidad de inquemados. La solucin inmediata consiste en aumentar el aire que entra al quemador para mejorar la combustin. No obstante no olvides que la solucin ideal pasa por realizar una buena limpieza para posteriormente efectuar un anlisis y una regulacin de la combustin

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5. * Al pasar ms volumen de aire los humos salen a mayor velocidad por lo que

ceden menos calor y por tanto su temperatura aumenta; sin embargo las carac-tersticas de la chimenea (largo, dimetro, nmero de curvas, etc.) pueden hacer que esto cambie, disminuyendo la temperatura.

** Al igual que ocurre con la temperatura de los humos la evolucin del tiro de

la chimenea es impredecible, ya que depende adems del volumen del aire, de la propia temperatura, de la velocidad del aire, de la temperatura ambiente y del dimensionamiento y diseo de la chimenea.



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Notas

Tcnico en Mantenimiento de Instalacionesde Fro, Climatizacin y Produccin de Calor

unidad 7.pdf

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