CALDERAS

1. CALDERAS
Alumno: Ciro Battistella
Materia: Termodinámicay maquinas térmicas
Escuela: 4-111 Ing. Pablo Nogués
Año: 2020

2. Introducción
• En los sistemas de
calefacción, la caldera es el
artefacto o recipiente en el
que se calienta un
caloportador, generalmente
agua, por medio de un
combustible o resistencia
eléctrica, para luego
distribuirse mediante una
red de tuberías.

3. ESTRUCTURA DE CALDERAS
HOGAR O FOGON
Es el espacio donde se produce la
combustión. Se le conoce
también con el nombre de
Cámara de Combustión.
PUERTA HOGAR
Es una pieza metálica, abisagrada,
revestida generalmente en su interior
con ladrillo refractario o de doble pared,
por donde se echa el combustible sólido
al hogar y se hacen las operaciones de
control del fuego.
EMPARRILLADO
Son piezas metálicas en forma de rejas,
generalmente rectangulares o trapezoidales,
que van en el interior del fogón y que sirven
de soporte al combustible sólido.
CENICERO
Es el espacio que queda bajo la parrilla y que
sirve para recibir las cenizas que caen de ésta.
PUERTA DEL CENICERO
Accesorio que se utiliza para realizar las
funciones de limpieza del cenicero. Mediante
esta puerta regulable se puede controlar
también la entrada del aire primario al hogar
ALTAR
Es un pequeño muro de
ladrillo, refractario, ubicado
en el hogar, en el extremo
opuesto a la puerta del
fogón y al final de la parrilla,
debiendo sobrepasar a ésta
en aproximadamente 30 cm.
MAMPOSTERIA
Se llama mampostería a la
construcción de ladrillos
refractarios o comunes que
tienen como objeto:
a) Cubrir la caldera para
evitar pérdidas de calor.
b) b) Guiar los gases y
humos calientes en su
recorrido.

4. CONDUCTOS DE HUMO
Son los espacios por los
cuales circulan los humos
y gases calientes de la
combustión.
CAJA DE HUMO
Corresponde al
espacio de la caldera
en el cual se juntan
los humos y gases,
después de haber
entregado su calor y
antes de salir por la
chimenea.
CHIMENEA
Es el conjunto de
salida de los gases y
humos de la
combustión para la
atmósfera.
REGULADOR DE TIRO O
TEMPLADOR
Consiste en una
compuerta metálica
instalada en el conducto
de humo que comunica
con la chimenea o bien
en la chimenea misma.
TAPAS DE REGISTRO O
PUERTAS DE
INSPECCION
Son aberturas que
permiten
inspeccionar, limpiar y
reparar la caldera.
PUERTAS DE EXPLOSION
Son puertas metálicas con contrapeso o
resorte, ubicadas generalmente en la caja
de humos y que se abren en caso de exceso
de presión en la cámara de combustión,
permitiendo la salida de los gases y
eliminando la presión.
CAMARA DE AGUA
Es el volumen de la caldera que está
ocupado por el agua que contiene y tiene
como límite superior un cierto nivel
mínimo del que no debe descender nunca
el agua durante su funcionamiento.

5. CAMARA DE AGUA
Es el volumen de la caldera que está ocupado
por el agua que contiene y tiene como límite
superior un cierto nivel mínimo del que no
debe descender nunca el agua durante su
funcionamiento.
CAMARA DE VAPOR
Es el espacio o volumen que queda sobre el nivel
superior máximo de agua y en el cual se almacena
el vapor generado por la caldera.
CAMARA DE ALIMENTACION DE AGUA
Es el espacio comprendido entre los
niveles máximo y mínimo de agua.

6. CLASIFICACION DE CALDERAS
En función a la posición relativa entre el fluido a calentar y los gases de combustión:
Con tubos múltiples de humo –
Pirotubulares.
En este tipo, el fluido en estado líquido se
encuentra en un recipiente atravesado por
tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de
combustión.
Calderas humotubulares.
En estas calderas son los humos los que
circulan por dentro de tubos, mientras que el
agua se calienta y evapora en el exterior de
ellos. Todo este sistema está contenido dentro
de un gran cilindro que envuelve el cuerpo de
presión.
Con tubos múltiples de tubos de agua –
Acuotubulares.
Son aquellas calderas en las que el fluido de
trabajo se desplaza por tubos durante su
calentamiento.

7. En función a la presión de trabajo de la caldera
Calderas de baja presión
Calderas que producen
vapor a baja presión,
hasta unos 4 o 5 kg/cm2.
Calderas de media presión
Producen vapor hasta
aproximadamente 20 kg/cm2.
Generalmente vapor saturado,
utilizadas en la industria en
general.
Calderas de alta presión
Asociadas a ciclos de
potencia, trabajan con
presiones de 20 kg/cm2
hasta presiones cercanas
a la crítica.
Calderas supercríticas.
Son calderas que trabajan con
presiones superiores a la
crítica: 225,56 ata, 374,15ƒC.
Estas son utilizadas en grandes
plantas de generación de
energía eléctrica, en EEUU y
en algunos países de Europa,
también hay algunas en
Japón.
En función a la producción de vapor:
Calderas chicas
Producen hasta 1 o 2
toneladas de vapor
saturado por hora.
Calderas medianas
Producciones de hasta aproximadamente 20 toneladas de vapor por
hora. Las calderas chicas y medianas casi en su totalidad son calderas
humotubulares de baja y media presión.
Calderas grandes
Calderas que producen desde 20 toneladas de
vapor por hora, siendo normal encontrar
producciones de 500 y 600 toneladas por hora.

8. En función del combustible utilizado:
Calderas de combustibles líquidos.
El combustible se prepara y quema en un quemador, dispositivo
que funciona con un ventilador que impulsa aire hacia un inyector
de combustible donde, éste se mezcla con el aire en las
proporciones adecuadas y se impulsa dentro del hogar, donde se
produce la combustión.
Calderas de combustible gaseosos.
Utilizan tanto gas natural como GLP, aire propanado o gas obtenido
en gasificadores. Generalmente los quemadores de gas trabajan
con muy baja presión, por lo que es común que tengan sistemas de
reducción de presión importantes.
Calderas de combustibles sólidos.
Los combustibles sólidos utilizados son muy variados: leña en
todos los tamaños (rolos, astillas, chips), deshechos de producción
(pellets de madera, aserrín, bagazo de caña de azúcar, cáscara de
arroz), carbón (en distintos grados de pulverización), etc.

9. En función de la circulación del agua dentro de la caldera
Circulación natural.
La circulación del agua y de la mezcla agua-vapor ocurre naturalmente debido a la diferencia de
densidades entre el agua más fría y la mezcla de agua- vapor (efecto sifón). Implica entonces tener
un circuito cerrado por donde circula el agua y una diferencia de altura apreciable entre las partes
altas y bajas del equipo.
Circulación asistida.
En este caso la circulación natural en los tubos de la caldera es complementada por bombas
instaladas en el circuito. En este caso también la caldera consiste en un circuito cerrado, pero
permite construcciones más compactas incluso con tubos inclinados.
Circulación forzada.
Este tipo de calderas tiene una concepción distinta, se trata
de un circuito abierto y no cerrado. La bomba impulsa el
agua a través de una primer superficie de intercambio
donde se precalienta, luego pasa a un segundo
intercambiador donde se vaporiza y luego, en algunos casos,
pasa a un tercer intercambiador donde se sobrecalienta.

10. SELECCIÓN DE CALDERAS INDUSTRIALES
FACTORES PREDOMINANTES PARA LA
SELECCIÓN DECALDERAS
• Cantidady tipode vaporrequerido
• Combustible disponible
• Exigenciasfuturas
• Régimendeconsumo
• Utilizacióndiaria
REQUISITOS
Por otra parte,el usuarioespera que el equipo reúna
ciertosrequisitosbásicos,queincluyen lo siguiente:
• Seguridaden el servicio
• Sencillez
• Bajocosto de adquisición,operacióny mantención
• Servicioadecuado
• Entregainmediata

11. ACCESORIOS DE SEGURIDAD
VÁLVULAS DE
SEGURIDAD
Tienenpor objeto dar salidaal vapor de la caldera
cuando éste sobrepasa la presión máxima de trabajo.
Todas las calderas deben tener una o más válvulas
de seguridad.
Válvulas de Seguridad de Resortes
La fuerza que mantiene cerrada la válvulase
consigue con un resorte calibrado, cuya tensión
está en relacióncon la presión de trabajo de la
caldera.
Válvulas de Seguridad de
Palanca y Contrapeso
El cierre de esta válvulase
produce mediante un
contrapeso colocado sobre
un brazo de palanca que la
presiona. La regulaciónde
esta válvulase consigue
alejando o acercando el
contrapeso de la válvula.
Válvula de peso directo
En estas válvulas la presión sobre ella se consigue
a través de unos discos metálicos cuyo peso
actúa sobre dicha válvula. Para regularla a la
presión deseada se agregan o sacan discos. Estos
discos están colocados en sus respectivos guías.
TAPÓN FUSIBLE
Este accesorio de seguridades
utilizadoen algunas Calderas.
Consiste en un tapón de bronce con
hilo Quecomunica la cámara de
agua con el fogón de la Caldera.
ALARMAS
Silbatos
Algunos generadores de vapor
llevanLinos accesorios de
seguridadllamados silbatosde
alarma que funcionan cuando el
nivelde agua en el interiorde la
caldera ha bajado más alládel
nivelmínimo aceptable.

12. CALENTADOR DE AGUA
Un calentadorde agua o calefón es un
dispositivo que rige del mismo
funcionamiento que una caldera, solo
para la elevar la temperatura del agua,
solo que este se da entre los usos
domésticos y comerciales como la
limpieza, las duchas, para cocinar o la
calefacción.

13. TIPOS DE CALEFÓN
Según la fuente que utiliza para su
funcionamiento podemos encontrar
Calefón eléctrico
Son aquellos que funcionan gracias a la
corriente eléctrica.
Calefón a gas
El calefón a gas evidentemente utiliza este
combustible para su funcionamiento.
Calefón solar
Utilizan la radiación solar para calentar el agua,
sin duda es el sistema más eficiente y sostenible.
Además suponen un ahorro importante ya que no
necesitaremos ni energía eléctrica ni combustible
para su funcionamiento.
Según su encendido
Piezoeléctrico
Es el calefón más común
que podemos encontrar
en el mercado.
Ionizado
El encendido del calefón ionizado es
automático, es decir, al abrir cualquier llave
de agua caliente de la vivienda se activa
instantáneamente por lo que no necesita
ser encendido previamente.
Hidrogenerador
Al igual que el calefón ionizado,
el hidrogenerador se enciende al
abrir cualquier grifo con agua
caliente.

14. FUNCIONAMIENTO DEL CALEFON
Los calentadores a gas están dotados de un calderín de acero vitrificado y un elemento
interior intercambiador para el calentamiento del agua.
En la base de este conducto está situada la cámara de combustión del gas y el quemador.
La seguridad en la combustión en los modelos con llama piloto está garantizada por la
existencia de un termopar, que en caso de apagado de la llama impide el paso del gas al
quemador, pero el gas sigue llegando al quemador continuamente para que el servicio este
siempre listo.
El termostato de sobrecalentamiento supone una medida adicional de seguridad,
impidiendo que la temperatura del agua supere los 95·C.

15. SEGURIDAD El sistema deseguridadconsisteen una válvula dealivio de
presióny un segundo termostatoen algunoscasos.
La válvula de alivio libera la presión
permitiendo que el agua o el vapor salgan
del depósito si la presión interna aumenta
de manera peligrosa.
En los calentadores con un segundo termostato de
seguridad este está graduado para que se dispare a una
temperatura superior al termostato de control. De esta
manera si el termostato de control falla, se disparará el
termostato de seguridad para evitar que la
temperatura se eleve por encima de los 100 °C.

16. CONCLUSION
Se encuentran muchas clasificacionesde calderaslo que genera una gran variedadde
diseñosy tipos de equipos que se ofrecen en la actualidad, con esto el uso al que este
destinadala calderaproblema bastante complejo. Pero por otro lado esta abundancia,
ha permitido la obtención deuna calderaadecuadapara cadacaso, ya logrado marcar
un mayor diferenciay con esto un gran aumento en el ámbito laboral, evolucionando
así su seguridadpara prevenirriesgos.