Lavado del intercambiador de calor de la caldera de gas: métodos de limpieza y productos para eliminar depósitos minerales

¿Agua caliente en el grifo y unos estables +23 °C en casa cuando afuera hay una fuerte helada? ¿No es cierto que estas comodidades de la civilización se han vuelto habituales? Ahora responda a una simple pregunta: ¿se realizó el lavado del intercambiador de calor de la caldera de gas después de la temporada de calefacción anterior? Si su respuesta es «no», corre el riesgo de quedarse sin calor durante el período invernal.

Para que esto no suceda, lea nuestro artículo sobre la lucha contra la cal y la prevención de la acumulación de depósitos minerales. En él se exponen detalladamente métodos probados en la práctica para combatir las incrustaciones de calcio, que reducen el rendimiento del equipo y aumentan el consumo de combustible. Nuestros consejos ayudarán a aumentar la transferencia de calor y prolongar la vida útil de la caldera.

Cómo se forma y por qué es peligrosa la cal

Ningún líquido se compara con el agua corriente en cuanto a capacidad calorífica específica. Dependiendo de la temperatura y la presión, este valor varía en el rango de 4174 a 4220 Julios/(kg·grado). El agua no es tóxica, está disponible y es barata, lo que la convierte en un casi ideal portador de calor.

Sin embargo, el H₂O tiene un inconveniente importante: en su estado natural contiene sales de metales alcalinotérreos Ca y Mg. Al calentarse, forman en las superficies internas del equipo de intercambio de calor depósitos insolubles de carbonato, o, de otro modo, calcáreos: la cal.

El agua dura es característica de una parte significativa de Rusia, especialmente de la zona central, donde el grado de mineralización alcanza el máximo.

Las consecuencias negativas de la formación de cal son las siguientes:

• disminuye el rendimiento;
• se reduce la presión del agua;
• se acelera el desgaste de la caldera;
• aumentan los costos.

Las calderas domésticas de calefacción y calentadores de agua se equipan principalmente con intercambiadores de calor superficiales, en los que el calor se transmite a través de las superficies de las paredes metálicas. Pero la cal tiene una alta resistencia térmica, es decir, una baja conductividad térmica.

Por esta razón, en los intercambiadores de calor sucios disminuye el coeficiente de transferencia de calor, lo que provoca una reducción de la temperatura del fluido caloportador en el circuito de calefacción y un calentamiento insuficiente del agua a la salida del circuito de agua caliente.

Si su caldera calienta mal el agua, revise el estado del intercambiador de calor; quizás el problema sea la incrustación, que ha provocado una disminución del rendimiento.

Los depósitos sólidos de solo 0,2 mm de espesor aumentan el consumo de combustible en un 3%. Si el espesor de la incrustación alcanza 1 mm, el consumo excesivo de gas llegará al 7%.

Al disminuir la transferencia de calor, para mantener la temperatura del agua deseada se requiere usar más gas, lo que indica una disminución del rendimiento. Al mismo tiempo, al aumentar el consumo de combustible, aumentan los volúmenes de gases de combustión, se intensifica la emisión de sustancias nocivas que contaminan el aire alrededor de la vivienda y la atmósfera en general.

Los depósitos obstruyen total o parcialmente la sección transversal de la tubería, lo que provoca un aumento de la resistencia hidráulica en el sistema, una alteración de la circulación del refrigerante y una reducción del suministro de agua caliente en los puntos de toma de agua.

Al usar agua de dureza normal, en un año se forma una capa de incrustación de 2-3 mm de espesor. Con una mineralización más alta, la velocidad de sedimentación de carbonatos aumenta.

La alteración de la transferencia de calor provoca el sobrecalentamiento de las tuberías, lo que causa la formación de microfisuras, futuros focos de corrosión. Debido al funcionamiento en condiciones extremas, el equipo se avería prematuramente.

Para evitar averías del equipo, la cal debe eliminarse periódicamente. La limpieza programada de los intercambiadores de calor de las calderas murales de gas y de los equipos de suelo se realiza en los plazos establecidos por el fabricante. Un procedimiento sencillo ayuda a mantener la eficiencia energética del equipo en su nivel original, prolonga el periodo entre revisiones y reduce el coste total de explotación.

Hollín en las superficies exteriores

Con una combustión incompleta del gas, se deposita hollín en las superficies exteriores del intercambiador de calor: un alótropo amorfo del carbono. Los intercambiadores de calor de calderas con cámara de combustión abierta y tiro natural sufren más por el hollín.

Una de las causas de su formación excesiva es la presencia de polvo en el aire del lugar de donde proviene el aire de combustión. Se genera mucho polvo durante las obras de construcción. Si la obra está cerca de la entrada del conducto de humos coaxial, también puede ensuciarse el intercambiador de calor de la caldera con cámara de combustión cerrada.

El conducto de humos coaxial consta de un tubo interior y otro exterior. Uno de ellos sirve para evacuar los productos de combustión, y el otro, para suministrar aire a la cámara de combustión cerrada.

Un diámetro insuficiente, una configuración incorrecta y obstrucciones en el conducto de humos provocan un deterioro del tiro. Con un tiro deficiente, la evacuación de los productos de combustión se dificulta y estos se depositan en forma de hollín en la parte exterior inferior del intercambiador de calor.

Al igual que la cal, el hollín tiene baja conductividad térmica y reduce la eficiencia del equipo de intercambio de calor, provocando un desgaste acelerado y acortando el período entre mantenimientos. El rendimiento de un intercambiador de calor contaminado con hollín y cal puede disminuir en un 25% o más.

Con qué frecuencia se debe lavar el intercambiador de calor

La frecuencia de limpieza la indica el fabricante del equipo en el manual de instrucciones. Por ejemplo, los intercambiadores de calor en las calderas Neva deben limpiarse de cal cada 12 meses.

La concentración de sales alcalinotérreas en el agua puede variar. Si la concentración es alta, el agua se denomina dura. Al usarla, la cal se forma más rápido, por lo que puede ser necesaria una limpieza no programada. Además, la velocidad de formación de depósitos depende del régimen térmico y la intensidad de funcionamiento de la caldera.

La presencia de cal en los tubos del intercambiador de calor y de hollín en sus aletas se indica mediante una disminución en la capacidad térmica del equipo. Para determinar si la capacidad térmica real coincide con la declarada en la documentación, se miden la temperatura y la composición de los gases de combustión con un analizador de gases.

En ausencia de un dispositivo, la presencia de cal puede determinarse por signos indirectos: disminución de la temperatura y la presión del agua a la salida de la caldera. Si en la tubería del calentador de agua la presión del agua es normal, pero del grifo sale un chorro fino, compruebe si hay depósitos en las superficies internas de los tubos del intercambiador de calor.

El calentamiento insuficiente del agua con un consumo de gas estándar y una presión normal también indica contaminación del intercambiador de calor.

Cabe señalar que las fallas en el funcionamiento de equipos complejos pueden deberse a diversas causas, y la presencia de cal es solo una de las opciones.

Métodos de eliminación de suciedad

Para eliminar la cal y el hollín se utilizan métodos mecánicos, hidráulicos, químicos y otros, o una combinación de ellos.

Limpieza mecánica del equipo de intercambio de calor se realiza con una varilla, un cepillo de alambre, un raspador. Se utilizan tanto herramientas manuales como eléctricas o neumáticas.

La aplicación del método hidráulico solo es posible con un equipo de alta presión que proporcione un potente chorro de líquido capaz de desprender los depósitos y expulsarlos.

El método químico implica el uso de productos especiales que aflojan y disuelven la suciedad.

Al lavar los intercambiadores de calor con método químico, se pueden usar unidades de bombeo para suministrar reactivo al circuito de agua, esto es más efectivo que una simple inmersión.

Los métodos magnéticos, electromagnéticos y ultrasónicos son relativamente nuevos e implican el uso de filtros convertidores y otros medios técnicos.

Para la limpieza de los intercambiadores de calor de calentadores de agua domésticos y calderas de calefacción, se utiliza con mayor frecuencia una combinación de métodos mecánicos y químicos. Después del remojo (decapado) en el detergente, los restos de incrustaciones se limpian mecánicamente. También están ganando popularidad los métodos modernos mencionados anteriormente.

Productos químicos para la limpieza y prevención

Los productos para eliminar incrustaciones contienen ácidos orgánicos o inorgánicos. En la fabricación de productos de uso doméstico, se utilizan con mayor frecuencia los ácidos adípico y ortofosfórico. En el hogar se preparan soluciones acuosas de ácido cítrico o acético.

Los ácidos son reactivos – pueden reaccionar con sales alcalinotérreas y formar otras sales solubles en agua, que luego se eliminan del equipo de intercambio de calor.

También se utilizan álcalis, como el carbonato de sodio o la sosa cáustica, que permiten aflojar los depósitos de carbonato y el hollín, facilitando la posterior limpieza mecánica y química. Las soluciones alcalinas también se usan para neutralizar los restos de ácido que quedan en el intercambiador después de eliminar las incrustaciones.

La mayoría de los reactivos se suministran a los compradores en forma de soluciones acuosas altamente concentradas y requieren una dilución adicional con agua en proporciones específicas indicadas en las instrucciones de uso.

Es necesario seguir las instrucciones del fabricante para preparar la solución de trabajo y no exceder la concentración del producto. De lo contrario, el contacto de los materiales del equipo de intercambio de calor con la sustancia agresiva acelerará la corrosión.

Al elegir los productos, se tiene en cuenta el material del intercambiador de calor. Generalmente es cobre, acero inoxidable o hierro fundido. Por ejemplo, Aminat D está diseñado para intercambiadores de calor de aceros inoxidables y al carbono. Otro reactivo de la misma serie, Aminat D(K), se utiliza para limpiar superficies de cobre.

En muchas calderas de producción nacional se instalan intercambiadores de calor de cobre. Al elegir un producto antiincrustante, asegúrese de que esté permitido su uso en metales no ferrosos.

Entre los productos universales se incluyen el ácido cítrico, el vinagre, Medesk-Plus y Trilón B. Se utilizan para lavar intercambiadores de calor de metales no ferrosos y acero inoxidable.

Trilón B – es la sal disódica del ácido etilendiaminotetraacético. Tiene el aspecto de un polvo cristalino blanco. Cuando el Trilón B reacciona con sales alcalinotérreas (incrustaciones), se produce la sustitución de los iones de calcio y magnesio por iones de sodio. Como resultado, se forman sales de sodio que se disuelven bien en agua.

Se fabrican productos con una composición compuesta compleja. Contienen simultáneamente componentes que limpian las incrustaciones y previenen su formación.

Compuesto KKF se diferencia de otros productos químicos por su principio de acción. No es un disolvente como los ácidos, pero en su presencia se produce la autolimpieza de los depósitos de carbonato (incrustaciones).

En condiciones normales, los cristales de carbonato de calcio se forman como una capa mineral fosilizada. Eso es la incrustación. En presencia de KKF, en lugar de la capa mineral, se forma otra modificación del carbonato de calcio – el aragonito.

Los cristales aciculares de aragonito, durante su crecimiento, destruyen los depósitos de calcio. A diferencia de ellos, el aragonito tiene una adherencia débil a la superficie del intercambiador de calor y, por lo tanto, se elimina fácilmente al lavarlo con agua corriente.

Los principios activos de KKF ya en la etapa inicial impiden la formación de cristales de calcita. Como resultado, la formación de incrustaciones se ralentiza significativamente o se suprime por completo. Este proceso se denomina inhibición (del latín: 'retener').

El aragonito es una modificación polimórfica del carbonato de calcio. Sus cristales tienen una forma acicular puntiaguda y destruyen fácilmente las incrustaciones, y ellos mismos se eliminan con agua corriente.

KKF inhibe no solo las incrustaciones, sino también la corrosión mediante la formación de una película protectora sobre la superficie metálica. Al comprar productos antincrustaciones, no olvide preguntar si tienen certificados de Rospotrebnadzor.

Características constructivas de los intercambiadores de calor

Para lavar correctamente el intercambiador de calor, es necesario conocer su construcción. Toda la información sobre su caldera la encontrará en el manual de instrucciones.

Por si acaso, recordamos que para la organización de la calefacción autónoma y el suministro de agua caliente en apartamentos y casas particulares se utilizan principalmente calderas de gas y calentadores de agua con intercambiadores de calor de los siguientes tipos:

• de carcasa y tubos;
• coaxiales;
• de placas.

En los intercambiadores de calor de carcasa y tubos, muy extendidos, el agua circula por un tubo que, en forma de serpentín, rodea las paredes laterales de la carcasa. Esta unidad, según su fabricación, es soldada o soldada, es decir, no desmontable.

El intercambiador de calor de carcasa y tubos es uno de los más eficientes y simples en cuanto a construcción, es fácil de limpiar de incrustaciones por uno mismo.

Los intercambiadores de calor de tipo placa son menos comunes. Su parte constructiva principal es un paquete metálico en el que se montan varias placas.

Por ejemplo, los intercambiadores de calor de las calderas italianas Westen Zilmet y Baxi incluyen de 10 a 16 placas. Transfieren su calor al agua que se mueve entre ellas a través de canales. Este aparato debe desmontarse antes de la limpieza.

Esquema del intercambiador de calor de placas, donde se indican: las tuberías para la entrada del fluido caloportador y del medio a calentar (1, 2, 11, 12); las placas fija y móvil (3, 8); los canales por donde circula el fluido caloportador (4, 14); las juntas pequeña y grande (5, 13); la placa de intercambio de calor (6), las guías superior e inferior (7, 15); el soporte trasero y el espárrago (9, 10)

El elemento principal del intercambiador de calor coaxial (bitérmico) son dos tubos coaxiales. En su versión más simple, exteriormente representa una espiral con vueltas estrechamente adyacentes.

Para calderas de doble circuito es característico tener 2-3 intercambiadores de calor. Por ejemplo, la caldera «NEVALUX-8023» está equipada con tres aparatos de intercambio de calor, uno de los cuales es coaxial, pero no de tipo espiral, sino con eslabones conectados en serie.

Cómo eliminar la cal del intercambiador de calor de placas

Desconecte la caldera, cierre el suministro de gas y agua, drene el agua del intercambiador de calor y espere hasta que se enfríe. Desconecte las tuberías, desenrosque los espárragos de apriete, retire la placa de presión bajo la cual se encuentran las placas.

Sepárelos con cuidado unos de otros. Retire cada placa individualmente para no lastimarse con los bordes afilados, trabaje con guantes protectores gruesos. Al trabajar con ácido, cámbielos por unos de goma.

Prepare un recipiente en el que remojará las placas, teniendo en cuenta que deben estar completamente sumergidas en el líquido.

Utilice el producto de limpieza de acuerdo con las instrucciones adjuntas. El vinagre de mesa se diluye con agua en una proporción de 1 a 3. El ácido cítrico en polvo, en una proporción de 1 a 10. El agua para la solución se precalienta a 40 °C. Las placas se sumergen en la solución durante 1 hora, después, bajo agua corriente, con un cepillo se eliminan los depósitos restantes.

Después del desmontaje y la limpieza, coloque las placas en posición horizontal, de modo que queden sobre la mesa u otra superficie de trabajo.

Para lavar el intercambiador de calor de la cal, no es necesario comprar un booster, basta con tener una bomba, y todo lo demás se puede hacer fácilmente con sus propias manos.

Al desmontar el intercambiador de calor, inspeccione también las juntas y los elementos de sellado, y si hay daños, reemplácelos por unos nuevos. Se recomienda cambiar todas las juntas de una vez, incluso si solo una de ellas está desgastada. Realice el montaje de todos los elementos en el orden inverso al desmontaje. Coloque el intercambiador de calor en su lugar.

Lavado del intercambiador de calor de carcasa y tubos

Apague la caldera, cierre las válvulas en las tuberías de entrada para conservar el agua en el sistema de calefacción. Drene el agua del intercambiador de calor. Desconecte los cables del termostato y desconecte las tuberías de agua caliente. Desenrosque las tuercas y tornillos autorroscantes que fijan el intercambiador de calor, extráigalo.

Con el mantenimiento regular de la caldera y su correcta operación, el hollín se forma en cantidades moderadas y se puede eliminar con un cepillo de dientes común.

Para lavar el intercambiador de calor de carcasa y tubos de una capa gruesa de depósitos de carbonato, es necesario extraerlo del cuerpo. El proceso de desmontaje no requiere habilidades especiales.

Inspeccione visualmente las superficies. Si hay hollín en las aletas o en otras áreas, sumerja el intercambiador de calor en un detergente que contenga álcali. Puede ser también una solución de jabón doméstico común.

Si no se indica lo contrario en las instrucciones, el remojo debe durar unos 15 minutos. Luego, retire el hollín con un cepillo. Enjuague el intercambiador de calor con agua corriente a buena presión.

Para eliminar el sarro, coloque el intercambiador de calor en un recipiente u otro contenedor. Vierta en el tubo una solución de ácido cítrico (concentración al 10%). Después de 12-15 horas, enjuague los tubos con agua limpia. También lave o reemplace los filtros del circuito de agua caliente sanitaria.

Coloque el intercambiador de calor en su lugar. Después de la limpieza, también es recomendable reemplazar todas las juntas. Si las juntas son de goma, use silicona para lubricarlas.

A continuación, es necesario comprobar la estanqueidad del intercambiador de calor. Se aplica una solución jabonosa concentrada a las conexiones desmontables del circuito de gas. Si hay fugas, se forman burbujas en las zonas jabonosas.

Una vez finalizado el lavado de la caldera de suelo, se comprueba su estanqueidad, las conexiones eléctricas y el funcionamiento en diferentes modos, se restablecen los ajustes y se pone en marcha.

Al revisar el circuito de agua en una caldera de gas de doble circuito, se encienden por separado el sistema de calefacción y el de agua caliente sanitaria y se inspecciona cada conexión desmontable. Si se detecta una fuga, se debe apretar la tuerca o instalar una nueva junta.

Particularidades del lavado de los intercambiadores de calor coaxiales

A menudo, los tubos del intercambiador de calor bitérmico están hechos de diferentes metales. El tubo exterior puede ser de acero y el interior de cobre. Por lo tanto, para el lavado se debe usar un producto universal que se vierte en los tubos, se deja reposar el tiempo necesario y se drena. El intercambiador de calor se lava y se devuelve a su lugar.

Limpieza y lavado de calderas de pie

La eliminación del sarro y el hollín se realiza sin desmontar el intercambiador de calor. Se utiliza una bomba de lavado (booster). En su depósito se vierte una solución acuosa de ácido cítrico. Para 2 litros de agua tibia se necesitan 200 gramos de ácido cítrico en polvo.

Antes de limpiar una caldera de gas de suelo, cierre las llaves de suministro de gas y agua, drene el agua del circuito de calefacción y de ACS. A continuación, es necesario acceder al intercambiador de calor. Retire la puerta, desconecte los cables conectados al elemento piezoeléctrico, retire el termopar y el inyector, desmonte el sistema de encendido y el quemador.

Desatornille las tuercas que fijan la tapa superior y retírela. Ha obtenido acceso al intercambiador de calor y puede limpiarlo del hollín con un cepillo y una escobilla.

Conecte las salidas del booster a los tubos del intercambiador de calor, el cual, bajo presión, inyectará en el tubo una solución de ácido cítrico. Al circular por el circuito durante 4-6 horas, disolverá la cal. El tiempo de lavado depende del nivel de suciedad.

Para mantener el proceso bajo control, use un medidor de pH. Este aparato mostrará el cambio en la concentración de ácido en la solución, que ocurre debido a la reacción química de disolución de los depósitos de carbonato.

Si el ácido se ha neutralizado y el instrumento muestra un valor de pH 1, es posible que deba repetir el proceso desde el principio. Un nivel de pH estable entre 2 y 4 indica la eliminación de la cal.

Al final, las tuberías se lavan con una solución de bicarbonato de sodio para neutralizar los restos del reactivo. Luego, solo queda colocar las piezas en su lugar, verificar la estanqueidad del conjunto mediante enjabonado e inspección visual de las conexiones desmontables, o mediante prueba de presión. Si no hay fugas de gas ni de agua, la caldera funciona en modo normal.

Conclusiones y video útil sobre el tema

El intercambiador de calor de la caldera de gas se puede lavar fácilmente en casa sin utilizar equipos profesionales:

Cómo lavar la cal del intercambiador de calor secundario de una caldera de doble circuito y qué se necesita para ello:

Los métodos y medios modernos ayudan a combatir eficazmente la cal y prevenir su formación. Lo importante es no olvidar lavar periódicamente el intercambiador de calor para que las características reales de la caldera de gas correspondan a las especificaciones técnicas durante toda su vida útil.

Cuéntenos cómo lavó el intercambiador de calor de su propia caldera de gas. Comparta los métodos eficaces que conoce para eliminar la acumulación mineral. Por favor, deje comentarios en el bloque de formulario a continuación, haga preguntas y publique fotos relacionadas con el tema del artículo.