Dispositivo, variedades y reglas de instalación de chimeneas coaxiales

Un sistema de calefacción autónomo, si no funciona con electricidad, no puede prescindir de un dispositivo que evacúe los productos de combustión. Si antes esto solo podía ser una chimenea tradicional, ahora han aparecido otras opciones, más eficientes y prácticas.

El montaje de una chimenea coaxial brinda numerosas ventajas; además, puede realizarse en un edificio ya construido. ¿Qué tiene de bueno una chimenea de tipo coaxial? Vamos a analizarlo.

Chimenea coaxial: ¿qué es?

En técnica, el concepto «coaxial» significa la presencia de dos objetos cualesquiera, dispuestos de modo que uno está dentro del otro. Así, la chimenea de tipo coaxial es una construcción de doble circuito, realizada con tubos de diferente diámetro.

Dentro del elemento de mayor tamaño se encuentra la pieza menor. La distancia entre ellos es estrictamente igual en toda la longitud de la estructura, incluyendo todos los giros y codos.

Para ello, entre los tubos se colocan puentes especiales. En sección, este sistema se ve como un par de anillos concéntricos. El canal para la evacuación del humo es el tubo interior, de menor diámetro.

A través del espacio entre las dos piezas, entra desde el exterior al aparato de calefacción el oxígeno necesario para mantener la combustión. Así, los gases dentro del sistema se mueven en direcciones opuestas.

Las características de diseño de la chimenea de tipo coaxial le permiten realizar varias funciones a la vez. El dispositivo garantiza un suministro continuo de aire, necesario para mantener el proceso de combustión.

Además, evacúa con éxito los productos de combustión de la caldera. La longitud de la construcción normalmente no supera los dos metros. La mayoría de las veces se instalan sistemas orientados horizontalmente, pero también existen variantes verticales.

La chimenea coaxial se denomina sistema de “tubo en tubo”. A través del elemento interior se evacúan los productos de combustión de la caldera, y a través del exterior se suministra aire.

La chimenea de tipo coaxial consiste en un sistema de módulos, lo que permite fabricar conductos de humos de diversas configuraciones teniendo en cuenta las características arquitectónicas del edificio. Todos los elementos que componen el sistema están estandarizados, lo que simplifica considerablemente su instalación.

La chimenea de tipo coaxial puede estar orientada horizontal o verticalmente. En la práctica, las más comunes son las estructuras mixtas con tramos verticales y horizontales.

El conjunto estándar consta de varios módulos:

• Tubos rectos. A partir de segmentos de tubo rectos se forma el propio conducto de humos.
• Empalme en T. Se monta en el sistema solo en caso de utilizar dos o más calderas.
• Elementos de conexión. Son codos de 90° y 45°, y acoplamientos.
• Dispositivo de drenaje de condensado. Este conjunto se prevé obligatoriamente para cada tramo orientado verticalmente. Está equipado con un sello de agua que evita la disminución de la presión de la mezcla gas-aire en la chimenea.
• Elementos con abertura de inspección. Están destinados para la inspección y limpieza del sistema.
• Boquillas de salida y entrada. Se suministran junto con los cabezales, y se utilizan para la evacuación de productos de combustión y la toma de aire limpio. La boquilla de salida siempre se monta a distancia del punto de toma de aire, para que este no se mezcle con los gases de escape.
• Adaptador. Se utiliza para conectar el sistema con la caldera.
• Accesorios de fijación. Incluyen soportes, abrazaderas y bridas.
• Juntas. Dispositivos necesarios para garantizar la estanqueidad del paso del tubo a través de la pared o el tejado.
• Revestimientos decorativos. Bridas que cubren los puntos de paso del conducto de la chimenea a través de las estructuras de construcción.
  

Para la fabricación de piezas para chimeneas coaxiales se utiliza acero galvanizado o inoxidable. Es resistente a altas temperaturas, resistente y ligero.

Algunos modelos se fabrican con aleaciones de aluminio o plástico resistente al calor. Para las uniones se utilizan juntas fabricadas con polímeros termoestables capaces de soportar temperaturas de alrededor de 230-250°.

Las chimeneas de tipo coaxial son módulos estandarizados con los que se puede montar fácilmente una estructura del tamaño y configuración deseados.

Variedades de conductos de humos de tipo coaxial

Existen varios tipos de la estructura «tubo en tubo». Analicemos cada uno de ellos en detalle.

Sistemas exteriores e interiores

Todas las chimeneas coaxiales, según su ubicación, se dividen en exteriores e interiores. Las primeras se colocan en la parte exterior del edificio y se fijan directamente en la fachada.

Teniendo en cuenta que estas estructuras estropean un poco la apariencia del edificio, se intenta colocarlas en los lados interiores de la construcción. Una característica distintiva de la chimenea de tipo exterior es su facilidad de mantenimiento e instalación.

Las estructuras interiores se instalan en conductos especialmente diseñados que recorren el interior del edificio y están separados de las viviendas. En algunos casos, se pueden utilizar chimeneas tradicionales como dichos conductos.

Es importante que su diseño y dimensiones cumplan plenamente con los requisitos modernos de seguridad contra incendios. Los sistemas interiores son bastante complejos de mantener e instalar.

Dispositivos no aislados y aislados

En climas fríos, especialmente en heladas severas, el conducto que suministra aire al sistema puede congelarse. En este caso, la cantidad de oxígeno que ingresa a la cámara de combustión disminuye drásticamente, lo que empeora el funcionamiento del aparato de calefacción.

En algunos casos, incluso hasta su parada. Por lo tanto, donde las bajas temperaturas duran un período de tiempo bastante largo, y también donde las heladas severas son frecuentes en invierno, se recomienda instalar sistemas aislados.

Las chimeneas coaxiales aisladas se distinguen por la presencia de un tubo adicional. Entre este y la pieza exterior se coloca una capa de aislante térmico no combustible, lo que evita la congelación de la estructura.

La chimenea coaxial de tipo aislado se diferencia de la estándar por la presencia de un tubo adicional. El sistema parece tres piezas encajadas una dentro de otra.

El espacio libre entre los dos elementos extremos se aísla. Para ello, se rellena con cualquier aislante adecuado. Esto protege de manera fiable el conducto de aire contra la formación de hielo y la congelación.

Salida horizontal o vertical

Inicialmente, las chimeneas coaxiales se diseñaron como sistemas orientados horizontalmente, pero en la práctica esta disposición no siempre es posible. La mayoría de las chimeneas de este tipo son estructuras mixtas.

En ellas pueden haber tramos tanto orientados verticalmente como horizontales. Esto se debe a la ubicación del aparato de calefacción en el edificio. En algunos casos, es posible el uso de conductos de humo verticales, pero solo para calderas sin tiro forzado.

Construcciones colectivas e individuales

Para dar servicio a un solo aparato de calefacción se utilizan chimeneas coaxiales individuales. Son sistemas simples sin ramificaciones, que pueden tener diferentes configuraciones.

Para trabajar con varias calderas se instala un conducto de humos colectivo. Es un sistema de pozo con varias ramificaciones. Cada una de las ramas va a uno de los generadores de calor. Esta estructura solo puede ser vertical.

La chimenea colectiva de tipo coaxial se caracteriza por tener varios generadores de calor conectados a un mismo pozo. Puede ser tanto exterior como interior.

¿Por qué elegir sistemas coaxiales?

Las características constructivas de la chimenea de tipo coaxial le permiten funcionar según un principio diferente al del conducto de humos tradicional. Para asegurar la combustión, se debe suministrar oxígeno a la cámara de combustión de la caldera y evacuar los productos de combustión.

Las calderas equipadas con chimeneas separadas toman el aire de la habitación en la que están instaladas. Esto es bastante peligroso para las personas y requiere una ventilación constante del local.

Los gases de escape se evacuan al exterior mediante tiro natural. Los aparatos con chimeneas coaxiales funcionan de otra manera. Estos conductos de humos constituyen un sistema combinado de suministro de aire y evacuación de humo.

El tiro necesario para el funcionamiento del dispositivo se genera de forma natural o mediante un ventilador, lo que permite utilizar estructuras de poca longitud.

Una ventaja importante de las chimeneas de construcción coaxial – es la simplicidad de instalación y la posibilidad de evacuar los productos de combustión por la vía más cercana, por ejemplo, a través de la pared.

De este modo, el aislamiento completo de la evacuación de los productos de combustión y del suministro de oxígeno permite eliminar por completo su influencia sobre la composición del aire en la habitación donde está instalada la caldera.

No se produce «quemado» de oxígeno, por lo que no es necesario ventilar la habitación. La cantidad de aire en la cámara de combustión es óptima, lo que aumenta el porcentaje de combustión del combustible y, como consecuencia, la caldera funciona de manera más eficiente y ecológica.

El humo caliente del aparato de calefacción se evacúa a través del tubo interior. Este pasa dentro de otro tubo por el que circula aire frío. De este modo, no hay impacto térmico sobre las paredes y los techos por donde discurre la chimenea.

Esto aumenta significativamente su seguridad contra incendios, lo cual es muy relevante para construcciones de madera y otros materiales fácilmente inflamables.

En la figura se muestra esquemáticamente la principal diferencia entre las chimeneas coaxiales y las tradicionales. La primera toma el aire del exterior; la segunda, del interior, lo que resulta peligroso para quienes se encuentran en él.

El sistema coaxial aumenta el rendimiento del aparato de calefacción. Esto sucede porque el aire que se suministra a la cámara de combustión, al pasar por la cavidad interior de la estructura, se calienta con el tubo que evacúa el humo caliente.

Otra ventaja significativa de este tipo de chimeneas es su compacidad y tamaño relativamente pequeño, especialmente en comparación con las chimeneas tradicionales.

Sería un error pensar que el sistema no tiene inconvenientes. Los tiene. En primer lugar, el costo bastante elevado de esta estructura. En promedio, es un 40% más cara que la tradicional. Otro inconveniente se debe a la propia estructura de la chimenea coaxial.

Los tubos con humo caliente y aire frío están en contacto, lo que inevitablemente genera condensación, especialmente en climas fríos. Por lo tanto, el sistema necesita un drenaje especial para el condensado y un aislamiento adicional, lo que incrementa aún más su costo.

Características de la elección del tamaño del dispositivo

En la documentación técnica que acompaña a la chimenea, se indica obligatoriamente su diámetro. La designación consiste en dos números separados por una barra.

El primero muestra el diámetro del tubo interior; el segundo, el del exterior. Seleccionar el tamaño adecuado es bastante sencillo. Debe estar especificado en el manual de la caldera que se conectará a dicha chimenea.

Las dimensiones de la chimenea coaxial se eligen estrictamente de acuerdo con el tipo de caldera y el tamaño de su boquilla de salida. Toda la información necesaria debe estar en la documentación técnica del aparato de calefacción.

El factor determinante en este caso no solo es el diámetro del sistema, sino también su longitud. Esta última se define como la suma de las longitudes de todos los tramos de la chimenea.

Tiene limitaciones fijadas en el manual de instalación y se mide en metros equivalentes. Además, todos estos detalles se indican en la tabla de selección, que debe adjuntarse a la documentación técnica del equipo de calefacción.

Instalación de chimenea a la luz de las normativas

El sistema de evacuación de humos de tipo coaxial puede instalarse en una vivienda unifamiliar o en un edificio de apartamentos. Esto último también es bastante común, especialmente debido a la instalación generalizada de sistemas de calefacción individuales en los apartamentos.

Hasta 2012, el diseño y la instalación de conductos de humos de tipo coaxial en edificios de apartamentos y viviendas unifamiliares estaban regulados por un mismo SNiP y no diferían.

En 2012, se adoptó el conjunto de normas SP 60.13330.2012, que es una versión actualizada de SNiP 41-01-2003. El documento dividió las condiciones de instalación del conducto de humos coaxial en viviendas unifamiliares y edificios de apartamentos. En este último caso, se prohíbe instalar conductos de humos individuales en los apartamentos, como se permitía anteriormente, y se prescribe la instalación de un conducto de humos colectivo.

Por lo tanto, hay que ser muy cuidadoso y saber que si los proyectistas ofrecen instalar un conducto individual de gases de escape del generador de calor ubicado en uno de los apartamentos de un edificio de apartamentos, esto contradice las normas vigentes.

La distancia desde la cumbrera del techo del edificio hasta la sección del conducto de evacuación de humos debe ser de al menos 1,5 m. Un valor similar para una vivienda unifamiliar es de 0,5 m.

Las aberturas de salida de los conductos de humos coaxiales deben ubicarse a una distancia suficiente de las ventanas, de lo contrario el humo entrará en la habitación.

No se aprobaron normas específicas con respecto a las construcciones individuales, por lo que se considera que su instalación no debe contradecir los requisitos aplicados a la instalación de conductos de humos en edificios de apartamentos. Según la nueva edición del SNiP, en viviendas unifamiliares se pueden instalar sistemas coaxiales de cualquier tipo. En edificios de apartamentos, solo verticales.

Un detalle importante. Si en el edificio antes de 2012 se instalaron conductos de humos que contradicen la edición vigente, pueden mantenerse sin cambios siempre que no causen molestias a los vecinos.

Algunas particularidades de la instalación

Para cada caldera, la dirección del conducto que evacua los productos de combustión se determina individualmente. Los sistemas horizontales solo pueden utilizarse para dispositivos con ventilación forzada.

Los errores en los cálculos y la instalación pueden provocar la congelación del sistema y la congelación del condensado en la salida. En tales condiciones, la caldera no podrá funcionar.

Pero incluso en este caso, la longitud máxima de dicho tramo no debe ser mayor de 3 m. A veces, el fabricante establece otras normas para sus calderas, por lo que se debe consultar la documentación técnica del dispositivo.

Las estructuras de tipo vertical para casas particulares se utilizan solo en caso de que existan razones que impidan la salida del conducto de evacuación de humos a través de la pared.

Pueden ser ventanas cercanas al tubo de salida, una calle estrecha donde se ubica la edificación, y similares. En algunos casos, si es muy necesario, se permite la instalación inclinada del tubo de chimenea coaxial.

Las opciones de paso de la chimenea coaxial a través de las estructuras de construcción y las distancias entre la chimenea y los elementos de la casa se presentan basadas en años de práctica operativa.

La conexión del sistema al aparato de calefacción se realiza mediante un tee, un codo o un tubo. Los diámetros del canal de salida y la salida de la caldera deben ser iguales.

Durante la instalación, todas las piezas posteriores se fijan en las anteriores de modo que no se creen obstrucciones que puedan interrumpir el movimiento de los productos de combustión. La cantidad y el tipo de elementos de ensamblaje dependen directamente de la ubicación del orificio de salida.

Si está ubicado en un lateral, se prevé la instalación de un sistema horizontal; si está en la parte superior, uno vertical. Esta última opción es más sencilla de instalar.

En el proceso de instalación de la chimenea coaxial, se utilizan obligatoriamente nudos de transición con fijación rígida de las uniones de dos elementos mediante abrazaderas. Algunos «manitas» prefieren usar opciones caseras.

En la figura se presenta el esquema de instalación del paso de la chimenea coaxial horizontal a través de la pared

Estos pueden ser adaptadores hechos a mano, envolturas de cinta o sellos de sellador. Tales cosas no son aceptables en uso, ya que son extremadamente poco confiables. Un sistema ensamblado con dichos elementos se considera inseguro en funcionamiento.

Además, durante la instalación se observan las siguientes reglas:

• El tramo del conducto horizontal que sale al exterior debe estar inclinado 3° hacia abajo. En el tramo horizontal que ingresa a la sección común del conducto de humos, la inclinación se realiza en la dirección opuesta, es decir, desciende hacia la caldera. Esto es necesario para el drenaje sin obstáculos del condensado.
• A lo largo de todo el conducto de la chimenea no debe haber más de dos curvas.
• Las puertas de inspección, los adaptadores y el dispositivo de drenaje de condensado deben ser fácilmente accesibles para la inspección periódica.
• La chimenea no puede estar situada por debajo del nivel del suelo. Además, la distancia desde la salida de la chimenea coaxial hasta la edificación contigua debe ser mayor de 8 m. Si se instala un deflector en el tubo, esta distancia se reduce a 2 m para una pared ciega y a 5 m para una pared con aberturas de ventanas.
• Si el conducto de humos horizontal está instalado en un lugar donde predominan vientos cuya dirección es opuesta a la dirección de salida del humo, es necesario instalar una compuerta de hojalata en la salida del tubo. La distancia entre ella y la abertura de salida no debe ser inferior a 0,4 m.
• En los conductos de humos coaxiales que sobresalgan menos de 1,8 m del nivel del suelo, es necesario instalar una rejilla deflectora. Funcionará como protección contra el humo caliente.

Todos los elementos de la estructura deben ajustarse firmemente entre sí. Cada pieza siguiente debe insertarse dentro de la anterior a una distancia igual al menos a la mitad del diámetro de la sección del canal.

Para rodear la estructura alrededor de algún obstáculo se utilizan codos diseñados específicamente para ello. Su ángulo de inclinación puede ser diferente. Si el sistema se evacúa a través del tejado, se deben cumplir todos los requisitos de seguridad contra incendios.

La disposición del paso del conducto de humos coaxial a través del tejado o a través de la pared debe realizarse cumpliendo estrictamente todos los requisitos de seguridad contra incendios.

Con este fin se utilizan tuberías de aislamiento especiales y materiales aislantes no combustibles. Entre el tubo y el forjado debe quedar necesariamente una capa de aire.

Para evitar el contacto del conducto de humos con los fragmentos de la torta del tejado se utiliza una carcasa protectora. La salida de la estructura a través del tejado se sella cuidadosamente. Las zonas de las juntas se cubren con un delantal especial.

Tecnología de montaje de la chimenea coaxial

El proceso de instalación del conducto de humos coaxial exterior e interior tiene diferencias. Consideremos ambas opciones.

Instalación del sistema interior

En primer lugar, comprobamos que los diámetros del tubo de salida de la caldera y del conducto de humos coinciden. Luego procedemos a preparar la abertura en la pared a través de la cual el conducto de humos saldrá al exterior.

Su diámetro debe corresponder exactamente a las dimensiones del tubo coaxial. Una vez realizada la abertura, se puede proceder al montaje de la estructura. Se comienza desde el tubo de salida de la caldera, al cual se fija el elemento correspondiente del conducto de humos.

La conexión resultante se fija con una abrazadera y se asegura con pernos por ambos lados. A continuación, se ensambla toda la estructura sucesivamente. Cada pieza se coloca en su sitio y se sujeta mediante abrazaderas especiales para darle mayor fiabilidad al sistema. Sobre las fijaciones se colocan cubiertas decorativas, manteniendo así la apariencia atractiva de la estructura.

El conducto de humo se saca a través de la pared hacia el exterior. Si es necesario, en el tubo de salida se instala un deflector o una protección adicional contra el viento. La sección de paso en la pared se sella. Al mismo tiempo, se cumplen los requisitos de seguridad contra incendios. Se coloca una carcasa protectora especial en el tubo. Las juntas del paso se sellan y se cubren con un delantal.

Chimenea exterior coaxial de orientación vertical. Estos sistemas son bastante simples de instalar.

Montaje de la estructura exterior

Antes de comenzar, se determina el lugar de salida del conducto coaxial y se marca su ubicación en la pared del edificio. Luego se realiza un agujero en la pared con un diámetro correspondiente a la sección del canal de evacuación de humos.

A continuación, se realizan todos los trabajos interiores. Se comienza conectando el tubo al aparato de calefacción. Para ello se utiliza un codo de un solo circuito y un empalme en T de dos circuitos.

Este último es necesario para fijar la estructura en posición vertical. La estructura resultante se asegura a la superficie de la pared con soportes especiales.

Luego, todos los trabajos se realizan de manera similar al método descrito anteriormente. La sección de salida del conducto se sella y se continúa el ensamblaje del tubo hasta la altura deseada. La estructura se fija a la pared con abrazaderas. Para conectar tubos de dos circuitos se utilizan piezas de transición.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Diseño e instalación del conducto coaxial:

Montaje del conducto coaxial en una casa de madera:

Cómo instalar usted mismo un conducto coaxial:

El conducto de humos de tipo coaxial es un dispositivo eficiente y práctico que aumenta considerablemente el rendimiento del aparato de calefacción. Además, es completamente seguro en funcionamiento, compacto y bastante sencillo de instalar.

Su única desventaja significativa es el costo bastante elevado de la instalación de dicho sistema, que, sin embargo, se compensa con su larga y eficaz operación.

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