Calderas de calefacción de combustible líquido: funcionamiento, tipos, revisión de modelos populares

Las calderas de calefacción de combustible líquido, productivas y económicas, permiten lograr una autonomía total de la tubería centralizada de gas. Al considerar la instalación de la unidad, es necesario comprender su funcionamiento, principio de trabajo y características de operación.

La elección de la caldera debe basarse en una evaluación comparativa de las características y funcionalidad de diferentes modelos. Un factor importante es la reputación del fabricante.

En este material, hablaremos sobre las variedades de modelos de calderas de calefacción de combustible líquido, sus ventajas y desventajas, y también consideraremos varios dispositivos populares de marcas conocidas.

Ventajas y desventajas de las calderas de combustible líquido

Las calderas de combustible líquido, a pesar de su capacidad para calentar eficientemente el edificio y su perfección técnica, no se encuentran tan a menudo como los generadores de calor de gas o de combustible sólido.

El equipo que funciona con diésel o aceite usado es muy popular en los países de Europa Occidental.

Entre las ventajas significativas de la caldera de calefacción de combustible líquido se incluyen:

1. Alta eficiencia de funcionamiento. El rendimiento de la mayoría de los modelos alcanza el 95%. El combustible se consume prácticamente sin pérdidas.
2. Alta potencia. La capacidad de las unidades permite calentar tanto espacios residenciales compactos como amplios talleres de producción.
3. Alto nivel de automatización de funcionamiento. La caldera funciona durante mucho tiempo sin intervención humana.
4. Autonomía respecto a fuentes de energía. Excepto la electricidad. Si es necesario, se puede utilizar un generador.
5. Posibilidad de cambiar a combustible de gas.

También existen ventajas adicionales de este equipo. Para instalar la caldera no se requiere coordinación ni obtención de permisos. Además, la ausencia de gasoducto facilita considerablemente los trabajos de instalación.

Dificultades de instalación y operación de una caldera de combustible líquido:

1. Altos costos de compra de combustible. Con un uso intensivo del equipo, el consumo anual de combustible puede alcanzar varias toneladas.
2. Para almacenar combustible se construye una edificación separada. Como alternativa, se instala un depósito subterráneo con recipientes de plástico opaco o acero. Una condición importante es la protección contra los rayos solares.
3. La unidad debe ubicarse en una habitación separada con buena ventilación y una potente extracción.
4. Si la sala de calderas de diésel está ubicada junto a la casa, se necesitará aislamiento acústico adicional, ya que el quemador emite ruido durante el funcionamiento.

Al instalar depósitos de combustible subterráneos, hay que tener en cuenta las características hidrogeológicas del terreno.

En muchos modelos está previsto un ajuste climático de la caldera: establecer un régimen de temperatura confortable en la casa teniendo en cuenta la temperatura exterior.

Funcionamiento y principio de acción de la caldera

Las unidades de combustible líquido funcionan según el mismo principio que las de gas. La principal diferencia radica en el uso de un quemador de ventilador (inyector). El tipo de dispositivo determina en gran medida la eficiencia y el rendimiento económico de la caldera.

Nuestros compatriotas consideran la instalación de una unidad de combustible líquido como un método alternativo de calefacción en ausencia de una red de suministro centralizado de gas.

Componentes principales de trabajo del generador de calor

Elementos estructurales de la caldera de combustible líquido:

• quemador;
• cámara de combustión;
• intercambiador de calor;
• conducto de humos;
• unidad de control;
• cuerpo.

La instalación de calefacción de combustible líquido se completa con una tubería con bomba que suministra el combustible y un depósito para almacenar el combustible.

Para aumentar el rendimiento y la eficiencia del aparato, los fabricantes mejoran los modelos añadiendo diferentes placas de intercambio de calor y tubos de chimenea.

Quemador del equipo de calefacción

Módulo principal de la instalación, responsable de preparar la mezcla de combustible y aire y de suministrarla en la cantidad necesaria para mantener el funcionamiento del generador de calor.

El quemador de combustible líquido es de tipo ventilador. El suministro y la inyección de combustible en la cámara de combustión se realizan bajo presión; se realiza una insuflación forzada de aire.

Equipamiento estándar del quemador para caldera de combustible líquido:

1. Transformador de encendido. Genera una chispa con la que se enciende el combustible.
2. Unidad de control. Determina las fases de arranque, realiza el control y detiene el funcionamiento del quemador. Está prevista la conexión de una fotocélula, un transformador de encendido y un sensor de desconexión de emergencia.
3. Válvula electromagnética. Regula el suministro de combustible a la cámara de combustión.
4. Regulador de aire con filtro. El dispositivo normaliza el suministro de aire, evitando la entrada de partículas sólidas.
5. Calentador previo. Modifica el estado del combustible, reduciendo su viscosidad. Cuanto más líquido sea el combustible que entra en el orificio del inyector, más económico será su consumo.
6. Tubo de rebose de combustible. Se conecta al depósito donde se calienta el combustible.
7. Tubo de llama. A través del conducto, la energía térmica llega al lugar donde se calienta el fluido térmico, que luego circula en el sistema de calefacción.

El quemador puede estar inicialmente integrado en la caldera sin posibilidad de aumentar la potencia del equipo. Los módulos montados permiten modificar el equipo.

El ajuste del quemador montado lo realiza un especialista en el domicilio. La ventaja del módulo integrado en fábrica es la rápida puesta en marcha del equipo de la sala de calderas. –

Cámara de combustión de la caldera

En esencia, es un recipiente resistente al calor con una abertura de entrada y una de salida. Por lo general, tiene una sección circular o rectangular.

Intercambiador de calor del dispositivo

A través de las paredes del intercambiador de calor se transfiere la energía térmica al fluido térmico. En los modelos modernos, el recubrimiento de este elemento se realiza según el principio de un radiador, lo que permite maximizar el uso de la energía térmica obtenida durante la combustión.

En la sección delantera del intercambiador de calor se fijan el quemador y la puerta. El número de secciones y el área de cobertura del intercambiador de calor determinan la potencia de la caldera.

Conducto de humos para el equipo de combustible líquido

La toma de aire se realiza desde el exterior o desde la sala de calderas, cuya correcta instalación puede leer en este material.

Cuando se suministra desde el exterior, el aire se conduce a través de un conducto de chimenea coaxial o por un conducto separado. Para aumentar la eficiencia, los canales de humos se equipan con placas de acero: los gases de escape forman flujos turbulentos que reducen su velocidad. El tiro se mantiene.

Unidad de control del aparato

La automatización está diseñada para mantener la temperatura establecida. Las funciones auxiliares reducen el costo de operación de la caldera. Desde un punto de vista técnico, los bloques dependientes de la intemperie se consideran los más avanzados, ya que modifican la temperatura de calentamiento del fluido caloportador según las lecturas de los sensores exteriores.

El principio de funcionamiento del equipo térmico se basa en la preparación de una mezcla de combustible y aire con su posterior pulverización en la cámara de combustión.

Carcasa de la caldera de calefacción

Todos los elementos del sistema están encerrados en una carcasa resistente y aislante térmica. Esta «envoltura» reduce las pérdidas de calor y aumenta la eficiencia de funcionamiento de la caldera.

Exteriormente, la carcasa está recubierta con una capa de película aislante térmica que, al calentarse, permanece fría y protege al operador de quemaduras.

¿Cómo se produce la calefacción de la habitación?

Todo el proceso de generación de calor en la caldera de combustible líquido y de transferencia de energía térmica a los radiadores de calefacción se puede dividir en varias etapas.

Etapa 1. El gasóleo u otro combustible se vierte en el depósito. La bomba de combustible suministra el líquido al dispositivo quemador: se crea presión en la tubería. Al mismo tiempo, la bomba de combustible determina mediante sensores la calidad del combustible y el porcentaje de su espesamiento.

Etapa 2. El combustible diésel ingresa a la cámara de preparación. Aquí se mezcla el combustible con el aire, se calienta y se licúa la mezcla.

Etapa 3. La mezcla de combustible y aire se alimenta al inyector. Bajo la acción del ventilador, la mezcla se pulveriza y la niebla de combustible se enciende en la cámara de combustión.

Etapa 4. Las paredes de la cámara se calientan. Debido a esto, se produce el calentamiento del intercambiador de calor y del fluido térmico. Este último entra y circula en el sistema de calefacción.

Etapa 5. Al quemar la sustancia combustible se generan gases que se expulsan a través de la chimenea. Al dirigirse hacia el exterior, el humo pasa a través de una serie de placas de intercambio de calor y también cede su calor.

Al quemar combustible se forma hollín. Para mantener el rendimiento de la caldera en un nivel adecuado, las paredes de la cámara de combustión deben limpiarse periódicamente.

Variedades de modelos de combustible líquido

Todos los calderas de combustible líquido se pueden clasificar según los siguientes criterios: ámbito de aplicación, funcionalidad, tipo de regulación, material de fabricación, tipo de combustible utilizado y método de instalación.

Por ámbito de aplicación

El principal indicador que determina la pertenencia de una instalación de caldera a uno de los tipos es la potencia. Los modelos domésticos se fabrican con potencias de 6 a 230 kW. Esto es suficiente para calentar casas pequeñas de 50 m² y grandes casas de campo de 2200 m².

El indicador de rendimiento determina el consumo de combustible en una caldera de calefacción de combustible líquido: para producir 10 kW de calor se necesitan aproximadamente 1 kg de diésel por hora. Los equipos domésticos están diseñados para una presión de trabajo máxima admisible de 4-6 bar.

La potencia de las calderas industriales de combustible líquido oscila entre 500 y 12000 kW. Los modelos de gran potencia se utilizan para calentar edificios de más de 15 000 m². El control de los equipos de calefacción industriales está completamente automatizado.

El equipo de calderas industriales se divide en calderas de agua caliente y calderas de vapor. Las primeras calientan agua a presión, mientras que las segundas generan vapor sobrecalentado o saturado.

Los generadores de calor de alta potencia se utilizan en salas de calderas modulares de bloque, estaciones autónomas para la generación de vapor y calor. Los generadores de vapor tienen demanda en las industrias alimentaria, mueblera, procesamiento de madera, extracción de petróleo y producción de piensos compuestos.

Por funcionalidad

Las calderas de un solo circuito están diseñadas exclusivamente para calentar el espacio. Se conectan a radiadores y el refrigerante circula por un sistema de calefacción cerrado. Este equipo no calienta el agua para consumo doméstico; para ello es necesario instalar un calentador de agua adicional.

Los modelos de doble circuito son más funcionales. Las calderas proporcionan calefacción al hogar y suministro de agua caliente a diferentes puntos de toma (ducha, lavabo, etc.). El diseño del equipo incluye un intercambiador de calor adicional para el suministro de agua caliente sanitaria.

Las calderas de doble circuito están equipadas con un calentador de agua de flujo continuo o un calentador de acumulación. Al usar el calentador de flujo, el agua será más fría que con un tanque de acumulación incorporado.

Por método de regulación

El modo de funcionamiento de la caldera está determinado por el tipo de quemador instalado.

Según el tipo de regulación, todos los dispositivos se dividen en varios grupos:

• monoetapa;
• de dos y tres etapas;
• modulantes.

Los módulos de una etapa funcionan según el principio de encendido y apagado variable. Una vez que el refrigerante se calienta a una temperatura determinada, la llama se apaga y, después de enfriarse, el quemador se vuelve a encender. Estos quemadores son poco eficientes y provocan un consumo excesivo de combustible.

Los quemadores de 'un solo modo' se instalan en calderas con una potencia no mayor a 200 kW. Las empresas líderes están dejando de usarlos gradualmente.

Los dispositivos de dos y tres etapas funcionan en los siguientes modos:

1. Los módulos de dos etapas funcionan al 30% y 100% de potencia. Después del calentamiento máximo del agua, el quemador se reajusta a un modo de menor rendimiento. Esto permite reducir el consumo de combustible entre un 5 y un 10%.
2. Los de tres etapas funcionan al 30-60-100% de potencia. Se logra eficiencia y alta eficacia térmica del aparato.

Modulables: el proceso de combustión del combustible se regula automáticamente. La intensidad de la llama se ve afectada por: la temperatura interior y exterior del edificio, la calidad del combustible y el modo configurado. El rango de variación de potencia es del 10 al 100% del rendimiento.

La automática microprocesada determina la composición de la mezcla combustible-aire, la velocidad óptima de suministro de combustible a los inyectores y la presión.

Las calderas de quinta generación están equipadas con quemadores modulantes. En comparación con los dispositivos de dos y tres etapas, son un 15% más económicos.

Por tipo de material

Los fabricantes equipan los aparatos de calefacción con intercambiadores de calor de hierro fundido o acero. El material de fabricación afecta la eficiencia y durabilidad de la caldera.

Los modelos de hierro fundido se caracterizan por una larga vida útil: más de 30 años. Sin embargo, son bastante 'delicados' y pueden agrietarse ante un cambio crítico de temperatura entre el retorno y el suministro. La diferencia de temperatura del agua en la entrada y salida no debe superar los 20 °C.

Si la caldera se va a usar de forma periódica, por ejemplo, en visitas a la casa de campo, es mejor elegir un modelo con intercambiador de calor de acero. El acero resistente al calor es menos duradero, pero soporta bien los cambios de temperatura.

Una caldera con intercambiador de calor de acero es más barata que una similar con módulo de hierro fundido. Los modelos de acero están presentes en la línea de productos de las empresas Kiturami y Viessmann.

Por tipo de combustible

Como material combustible, en las calderas de combustible líquido se utiliza con mayor frecuencia diésel (gasóleo) o aceite usado. Exteriormente, las instalaciones diésel no se diferencian de las que funcionan con aceite usado. La principal diferencia está en el aspecto técnico.

Para el funcionamiento de la caldera se utiliza diésel limpio y certificado. Durante la combustión, la formación de cenizas es mínima. Esto permite utilizar en el diseño un hogar y tubos de humo de menor diámetro.

La combustión del aceite usado produce una abundante emisión de cenizas. En las calderas de aceite usado, dentro de los tubos de humos no hay turbulador, y todo el sedimento se deposita en una cámara especial de recogida de humos. Recomendamos leer también nuestro otro artículo, donde se analiza en detalle el poder calorífico de varios tipos de combustible.

En los dispositivos que funcionan con aceite usado, se utilizan aceites de transmisión y motores de automóviles. Es recomendable instalar estas calderas en talleres de servicio técnico, bases de maquinaria agrícola y empresas automotrices.

Según el método de instalación

Según el método de instalación, se distinguen unidades murales y de suelo. Las calderas murales son compactas, fáciles de instalar, pero de baja productividad. Su potencia es suficiente para calentar un espacio cuya superficie no supere los 300 m².

Las calderas de combustible líquido de suelo son más voluminosas y productivas. A ellas pertenecen todas las unidades de uso industrial y los modelos domésticos de alta potencia.

Revisión de modelos de empresas líderes

Un nicho destacado en el mercado de equipos de calefacción lo ocupan las calderas de combustible líquido de fabricantes extranjeros: ACV, EnergyLogyc, Buderos Logano, Saturn, Ferolli y Viessmann. Entre las empresas nacionales, se han consolidado bien Lotos y TEP-Holding.

Calderas universales ACV Delta Pro

La empresa belga ACV comercializa modelos de la línea Delta Pro S: calderas de doble circuito con calentador integrado. La potencia de las unidades de calefacción es de 25 a 56 kW.

Las calderas Delta Pro S se suministran con un quemador a elección del comprador: o el modelo BMV1 para combustible líquido o el BG2000 para propano y gas natural.

Características técnicas y operativas:

• material del intercambiador de calor – acero;
• aislamiento de espuma de poliuretano en el cuerpo;
• funcionamiento con diésel o gas;
• panel de control con termómetro, termostato ajustable.

La caldera de combustible líquido se adapta a la temporada – dispone de un interruptor 'invierno/verano'.

El rendimiento (COP) de las calderas Delta Pro S es del 92,8%. El tiempo de calentamiento del agua para el sistema de ACS depende de la potencia de la instalación y oscila entre 16 y 32 minutos.

Unidades EnergyLogyc – automatización inteligente

Las calderas de aceite usado de la empresa estadounidense EnergyLogyc se diferencian de las similares por los procesos automatizados de ajuste del quemador y combustión del combustible.

Como combustible se utilizan aceite usado, diésel, aceite vegetal o queroseno.

En el dispositivo se ha aumentado el tamaño de la cámara de combustión y la sección de los tubos de humos; esto permite utilizar eficazmente el «aceite usado» y reduce la cantidad de trabajos de limpieza de la caldera.

Los equipos de combustible líquido EnergyLogyc se fabrican en tres modificaciones:

• EL-208V – potencia 58,3 kW, consumo de combustible – 5,3 l/h,
• EL-375V – potencia 109 kW, consumo de combustible – 10,2 l/h;
• EL-500V – potencia térmica – 146 kW, consumo de combustible – 13,6 l/h.

La temperatura máxima del refrigerante en los modelos presentados es 110 °C, la presión de trabajo es 2 bar.

La caldera EL-208V es adecuada para calentar locales de diferentes usos: casas de campo, invernaderos, talleres de automóviles, naves de producción, almacenes, casas particulares y oficinas.

Buderos Logano – calidad alemana

La empresa Buderos (Alemania) fabrica calderas diésel, inyectores, quemadores y otros equipos necesarios para el funcionamiento del sistema de calefacción. El rango de capacidades de potencia de los equipos es de 25-1200 kW.

El rendimiento de las calderas de combustible líquido Buderos es del 92-96%. El equipo funciona en modo completamente automático, el combustible es diésel. El intercambiador de calor está fabricado en fundición gris o acero.

Las calderas Buderos Logano se fabrican en dos series:

• Buderos Logano categoría «G» – están destinadas para uso privado, su potencia es de 25-95 kW;
• Buderos Logano categoría «S» – equipos de uso industrial.

Los equipos se distinguen por su diseño aerodinámico, sistema de control conveniente y silenciador incorporado.

Las calderas domésticas Buderos Logano se suministran con quemadores integrados y ajustados para diésel. El equipo se puede completar con grupo de bombeo, sistema de seguridad y vaso de expansión.

Calderas de la empresa coreana Kiturami

Las calderas de pie de doble circuito Kiturami de la serie Turbo están diseñadas para uso doméstico. La potencia de los equipos es de 9-35 kW.

Características distintivas del modelo:

• proporcionar calefacción y suministro de agua caliente para locales de hasta 300 m²;
• el intercambiador de calor de la caldera está fabricado en acero de alta aleación;
• el intercambiador de calor adicional de ACS está compuesto en un 99% de cobre, lo que aumenta la eficiencia de calefacción;
• como refrigerante son adecuados el anticongelante y el agua.

El rasgo distintivo de los modelos Turbo es la presencia de un quemador turbociclónico. Funciona según el principio de un motor turbo de automóvil.

En una placa metálica especial, debido a la alta temperatura, se produce una combustión secundaria. Esto permite un consumo económico de combustible y reduce las emisiones de sustancias nocivas a la atmósfera.

El funcionamiento de Kiturami Turbo es posible en los modos: «Ducha», «Sueño», «Presencia», «Trabajo/Verificación» y «Temporizador». El panel de control está ubicado en la parte frontal del cuerpo.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Ver los materiales de video ayudará a comprender la estructura y el principio de funcionamiento de los equipos de calefacción de combustible líquido.

Comparación de una caldera diésel y un equipo que funciona con «aceite usado»:

Las reglas para elegir equipos de calefacción de combustible líquido se tratarán en el siguiente video:

Las calderas de combustible líquido se caracterizan por un alto nivel de automatización. La calefacción basada en dispositivos diésel permite alcanzar la autonomía, y la ausencia de restricciones estrictas en cuanto a la documentación las convierte en una oferta atractiva. Sin embargo, una serie de desventajas significativas en el mantenimiento de la instalación de la caldera frenan la demanda de equipos diésel.

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