Presentación del funcionamiento de los generados de calor y los distintos tipos de generadores que hay con sus características, ventajas y inconvenientes.

1. GENERADORES DE CALOR

2. ÍNDICE
1 Generadores de calor (calderas):clasificación.
1.1 Según el combustible usado.
1.2 Según tipo de combustión.
1.3 Según el fluido calentado o producido y las condiciones de trabajo.
1.4 Según su funcionamiento interno y disposición constructiva.
1.5 Según el tipo de material empleado para su construcción.
1.6 Según su colocación.
1.7 Según el uso al que se destinen.
1.8 Según temperatura salida humos.
1.9 Según presión de trabajo.

3. 1 Generadores de calor (calderas):Clasificación.
Las calderas son equipos en los que la energía de un combustible se transforma en calor para el calentamiento de un
fluido.
Partes de una caldera son las siguientes:
-Cámara de combustión.
-Circuito de humos.
-Superficie de intercambio térmico.
-Caja de humos.
-Quemadores
-Circuito de agua

4. -Cámara de combustión.
Es la parte de la caldera donde se quema el combustible , la temperatura de la llama es variable puede
alcanzar hasta los 2000 ºC.
-Circuito de humos.
Los humos se hacen pasar por un circuito más o menos sinuoso de manera que la transmisión de calor
sea lo mejor posible.
-Superficie de intercambio térmico.
Es la superficie de calefacción de la caldera, y es la suma de la superficie de la cámara de combustión y
del circuito de humos.

5. -Caja de humos.
Es una parte de la caldera en donde se conducen los gases de la combustión en su parte final del
recorrido y mediante de un conducto se conducen hacia la chimenea.
-Quemadores.
Son los equipos que posibilitan la combustión de una manera estable , controlada y con un buen
rendimiento , poniendo en contacto un combustible con un comburente (oxígeno).
-Circuito de agua.
El agua circula con el único fin de calentarse absorbiendo calor mediante las paredes que la contienen
y es transmitido este calor por conducción, radiación y convección.

7. -Clasificación de las calderas según:
-Según el combustible usado.
-Según tipo de combustión.
-Según el fluido calentado o producido y las condiciones de trabajo.
-Según su funcionamiento interno y disposición constructiva.
-Según el tipo de material empleado para su construcción.
-Según su colocación.
-Según el uso al que se destinen.
-Según temperatura salida humos.
-Según presión de trabajo.

8. 1.1 Según el combustible usado.
-Calderas de combustible sólido.
Son calderas que pueden quemar carbón, madera , residuos sólidos urbanos y biocombustibles como
huesos de aceitunas.
Se diferencian de las calderas que consumen combustibles líquidos y gaseosos en que no existe un
quemador en sí, sino que lo que contienen es una parrilla donde se vierte el combustible sólido que se
puede suministrar tanto de manera manual como automática y un aporte de aire para la combustión
que puede ser forzado o no.

9. -Calderas de combustible líquido.
Queman combustibles derivados del petróleo como por ejemplo el fuel-oil y combustibles líquidos
sobrantes de industrias como aceites usados
Normalmente las calderas que usan combustibles líquidos pueden transformarse y usar combustibles
gaseosos simplemente cambiando el quemador, aunque este cambio requiere siempre la autorización
del fabricante de la caldera.

10. -Calderas de combustible gaseoso.
Son calderas que queman combustibles gaseosos derivados del petróleo, gas natural y combustibles
gaseosos sobrantes de otros procesos como depuradoras de aguas residuales.
Las calderas que usan combustibles gaseosos y son del tipo presurizado, pueden transformarse y usar
combustibles líquidos simplemente cambiando el quemador, aunque este cambio requiere siempre la
autorización del fabricante de la caldera. Las calderas que usan combustibles gaseosos y son del tipo
atmosférico no pueden utilizar combustibles líquidos.

11. 1.2 Según el tipo de combustión.
Esta clasificación divide a las calderas según se realiza el aporte de aire necesario
para la combustión.
Dos tipos principales de calderas:
-Calderas atmosféricas o de cámara de combustión abierta.
-Calderas presurizadas, estancas o de cámara de combustión cerrada.

12. -Calderas atmosféricas o de cámara de combustión abierta.
toman el aire necesario para la combustión del local donde están instaladas,
sin intervenir ningún medio mecánico para aportar ese aire.
El tiro existente en la salida de humos de estas calderas es el que provoca la entrada de aire para la
combustión además de la salida de los productos de combustión (humos).
Las cámaras de combustión de estas calderas son por tanto abiertas y la única regulación que suelen
llevar es una compuerta que deja pasar más o menos aire a la cámara de combustión.
Este local deberá de tener una sería de rejillas en el interior del local para la entrada de aire exterior y
además deben de cumplir una serie de requisitos.
Estas calderas solamente pueden usar combustibles sólidos o gaseosos.

13. -Calderas presurizadas, estancas o de cámara de combustión cerrada.
Son calderas en las que el aire necesario para la combustión se aporta mediante un medio mecánico
como puede ser un ventilador normalmente centrífugo. Hay que diferenciar aquí las calderas
presurizadas de las calderas estancas.
En las calderas presurizadas, el aire aportado por el ventilador a la cámara de combustión se toma del
mismo recinto donde están ubicadas las calderas y en las calderas estancas este aire para la
combustión es tomado por el ventilador a través de un conducto, del exterior del recinto donde están
situadas las calderas.

14. Estas calderas se clasifican según el fluido que las recorre y que es por tanto calentado en el interior
de la misma y según las condiciones de trabajo del fluido en el interior de la misma. Las condiciones de
trabajo de un fluido en el interior de una caldera vienen dadas por los parámetros presión –
temperatura.En función de la presión y temperatura a las que una caldera caliente un fluido y del tipo
de fluido que caliente se definirán por el fabricante las características constructivas de la misma. No
tiene, evidentemente, los mismos requisitos constructivos una caldera que va a calentar agua, que
otra que va a calentar aceite térmico o que otra que va a producir vapor.
Podemos diferenciar los siguientes tipos de calderas:
1.3 Según el fluido calentado o producido y las
condiciones de trabajo.

15. -Calderas de agua caliente.
Son las que calientan agua hasta 110 ºC, se usan mucho en el ámbito doméstico, mercado y terciario.
Son calderas que no se consideran aparatos a presión y no requieren por tanto la aplicación de este
Reglamento.
-Calderas de agua sobrecalentada.
Son estas calderas que calientan el agua por encima de las 110 ºC, se usan poco en el ámbito
doméstico como en el terciario.
Se consideran aparatos a presión y se les aplica el Reglamento de aparatos a presión.

16. -Calderas de vapor de agua.
Son calderas que producen vapor de agua, evaporando el agua en el interior de la caldera.
En las calderas de vapor de agua hay que diferenciar dos tipos:
-Las que producen vapor saturado.( trabajan a menos presión y temperatura).
-Las que producen vapor recalentado.( trabajan a mayor presión y temperatura).
Tiene una gama muy amplia, puede ir desde una caldera para una lavandería hasta una caldera grande
para una centrales térmicas.

17. -Calderas de fluido térmico.
Son calderas que calientan cualquier fluido térmico (normalmente aceite térmico) que tiene las
características específicas de que a las presiones de trabajo puede alcanzar más temperatura que el
agua. Se usa sobre todo en industria.

18. 1.4 SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO INTERNO Y
DISPOSICIÓN CONSTRUCTIVA
Se clasifican las calderas según el recorrido que hacen el fluido y los humos procedentes de la
combustión en el interior de la misma.
Tipos de caldera:
-Calderas pirotubulares.
-Calderas acuotubulares.
-Calderas de dos pasos de humos.
-Calderas de tres pasos de humos.

19. -Calderas pirotubulares.
Están construidas de forma que los productos procedentes de la combustión atraviesan los tubos de
la caldera hasta llegar a la caja de humos y salir por la chimenea.
Los llamados tubos de humo llevan unos turbuladores para provocar una turbulencia en el paso del
humo por el tubo y favorecer la transmisión de calor al agua frenando el paso de los humos.
Tienen bastante agua en su interior en relación a la potencia de la caldera, usadas en aplicaciones
domésticas , terciarias, para calefacción y agua caliente sanitaria.

20. -Calderas acuotubulares.
Construidas de forma que lo que recorre el interior de los tubos de la caldera es el agua, El hogar de
la caldera suele estar rodeado de tubos de agua.
Estas calderas tienen poca agua en su interior en relación a la potencia de la caldera.
Estas calderas tienen aplicación en producción de vapor a alta presión y temperaturas en aplicaciones
industriales.

21. -Calderas de dos pasos de humos. -Calderas de tres pasos de humos.

22. 1.5 Según el tipo de material empleado para su
construcción.
Esta clasificación se divide según el material metálico empleado en su construcción.
En función del material hay diferentes tipos como los siguientes:
-Calderas de chapa de acero.
-Calderas de fundición.
-Calderas de acero inoxidable.
-Calderas de cobre.

23. -Calderas de chapa de acero.
Para su construcción se a empleado chapa de acero negro de distinta calidad aceptadas y recogidas por las normas
europeas.
La chapa de acero negro se une mediante electrosoldadura.
Este tipo de caldera suele venir montada de fábrica pues la soldadura de la caldera se hace de forma automatizada, se
debe de especificar en el pedido si la caldera se quiere montar in situ esta operación suele ser cara y complicada.
Las calderas de chapa de acero soportan mejor los cambios de temperatura que se producen en esta por lo que
requieren menos cuidados a la hora de rellenar la instalación.

24. Calderas de fundición.
Su función principal suele ser la producción de agua caliente para calefacción.
Para su construcción se usa la fundición gris que es más maleable y soporta mejor los cambios de
temperatura al contrario que la fundación blanca.
La fundición soporta peor los cambios de temperatura que la chapa de acero y es poco dúctil, por lo
que hay que tener cuidado al llenar la instalación con agua fría cuando esta se encuentre caliente.
Las calderas de fundición de pequeñas potencias suelen venir montadas enteras, pero a partir de
cierta potencia están desmontadas por elementos y se deben de montar in situ mediante un útil
especial.

25. Calderas de acero inoxidable.
Se usa el acero inoxidable en las calderas de condensación debido a que es el único material que
soporta los ácidos que se producen en esta cuando se condensan los humos producto de una
combustión sin corroerse la caldera.
La condensación de estos humos en otras calderas que no sean de acero inoxidable ocasiona una
corrosión de la caldera derivando en su destrucción.

26. Calderas de cobre.
Se usa el cobre en las calderas murales y en pequeñas calderas de pie, debido a que es un material
noble que resiste bien cualquier daño exterior por lo cual es bastante duradero y fiable a la hora de su
instalación, que sumado a su buen coeficiente de transmisión térmica y su reducido peso hace que sea
adecuado para la construcción de calderas murales.

27. 1.6 Según su colocación.
Esta clasificación se divide según se pueda colocar en la instalación.
En función de las distintas formas de colocación tendremos los siguientes tipos de
calderas:
-Calderas murales.
-Calderas de pie.

28. Calderas murales.
Las calderas murales son las que se instalan en la pared, por lo que tienen poco peso y potencia,
centrándose en el ámbito doméstico.
En su mayoría suelen estar construidas con cobre.
Debido a que las calderas murales son de poca potencia, se pueden instalar en paralelo y conseguir
potencia media en la instalación.
Otra ventaja es que se ahorra espacio en su instalación y su salida de humos es menos complicada que
las calderas de pie.
El combustible que usan son gaseosos.

29. Calderas de pie.
Estas calderas pueden ir desde pequeñas y grandes potencias.
Deben cumplir unos requisitos a la hora de situarlas, como puede ser si la localización en la cual está
situada se considera sala de máquina, el cual depende de la potencia de la misma.
Los requisitos de colocación que deben cumplir son los de accesibilidad para el mantenimiento y
operación, ventilación y salidas de humos.
Ocupa más espacio que una caldera mural.

30. 1.7 Según el uso al que se destinen.
Esta clasificación se divide según los distintos usos que se le pueden dar.
En función de los distintas usos que se le pueden dar o que nos podamos encontrar
tendremos los siguientes tipos:
-Calderas industriales.
-Calderas de calefacción.
-Calderas de producción de ACS.
-Calderas mixtas.

31. Calderas industriales.
Este tipo de calderas son en el que se encuentran más variedad debido a que su elección depende en
función al sector industrial al cual va a ser destinado.

32. Calderas de calefacción.
Estas calderas se utilizan para el servicio de calefacción en los sectores terciarios y residenciales.
Suelen trabajar calentando agua a 80°C.
Se considera como caldera de calefacción toda aquella que se emplee para calentar un circuito
cerrado de agua, independientemente de que esta se pueda utilizar par producir ACS por
acumulación u otros usos.

33. Calderas de producción de ACS.
Se consideran caldera de producción de ACS todas aquellas que se empleen exclusivamente a esta
función.
Tenemos dos tipos en este tipo de caldera que son:
Caldera de ACS instantáneas las cuales tienen un solo circuito abierto de agua.
Caldera de ACS por acumulación las cuales tienen dos circuitos, uno destinado para la calefacción y
el otro abierto para la producción de ACS.

34. Calderas mixtas.
Se consideran calderas mixtas aquellas en las que dentro de la misma caldera se producen ACS por
acumulación o de forma instantánea y calefacción.
Por lo que para que una caldera se considere mixta esta debe tener en su interior el acumulador de
ACS y debe poder ser capaz de dar servicio de calefacción.

35. 1.8 Según temperatura salida de humos.
-Estándar: No soportan condensación, Tª ret > 70ºC.
-Baja Temperatura: Soportan Tª agua retorno de 35ºC o 40ºC.
-Condensación: La soportan de manera permanente.

36. 1.9 Según presión de trabajo.
Esta clasificación se divide según la presión de trabajo en la instalación:
-Calderas atmosféricas.
-Calderas de depresión.
-Calderas de sobrepresión.

37. Calderas atmosféricas.
Este tipo de calderas funcionan tomando aire para la combustión del gas.
Por lo que la caldera toma el aire de la habitación en la cual se encuentra ubicada, por lo que tiene
unas condiciones de ventilación.

38. Calderas de depresión.
Este tipo de calderas funciona por la depresión que tiene lugar en la chimenea o por el ventilador que
aspira, evitando la salida de humo al local.

39. Calderas de sobrepresión.
Este tipo de calderas funciona cuando el gas circula al ser empujado por el ventilador, por lo que los
gases circulan más rápido en las calderas de depresión.

40. 1.10 Balance energético de una caldera.
-Rendimiento Útil.
-Potencia Útil.
-Potencia quemada.
-Rendimiento de la instalación.
-Pérdidas con caldera en funcionamiento.

41. Rendimiento Útil .
El calor producido al quemarse un combustible en una caldera no se transmite al agua de calefacción,
se producen unas pérdidas de mayor a menor magnitud dependiendo del diseño de la caldera y de la
regulación de la combustión.
El rendimiento útil de la caldera será:
Pu: Potencia útil de la caldera.
Pc: Potencia calorífica obtenida al quemar un combustible.

42. Potencia Útil, Pu.
La potencia de una caldera depende del caudal del agua (Q) que circula a través de ella y del salto
térmico del agua que existe entre la entrada ( ) y salida ( ).
La potencia útil será:
Q: Caudal en l/h.
Ts: Temperatura del agua en la salida en ºC.
Te: Temperatura del agua en la entrada en ºC.

43. Potencia quemada, Pc.
La potencia obtenida al quemar un combustible, depende del poder calorífico inferior, siendo el calor
que desprende al quemarse una unidad de peso o volumen y de la cantidad usada en una hora
La potencia quemada será:
Pc: Potencia quemada en Kcal/h.
C: Consumo combustible en kg/h o Nm3/h.
PCI: Poder Calorífico inferior del combustible en Kcal/kg.
A esta potencia, se le denomina potencia nominal.

44. Rendimiento de la instalación, Pu.
Se debe distinguir entre el rendimiento de la caldera y el de la instalación.
En las otras diapositivas hemos visto el rendimiento de la combustión y de las pérdidas de la caldera, y
no hemos tenido en consideración las pérdidas en tuberías.(Qt)
Las cuales son las pérdidas de calor de las tuberías que se dan en la instalación y en sus locales, pero
estas últimas no se consideran pérdidas debido a que se aprovecha para la calefacción del local.
Si no se conocen las pérdidas de las tuberías se estima en un 4% de la potencia.
Se añade un coeficiente de su¡seguridad de un 10%.

45. Pérdidas de caldera en funcionamiento, Pc.
El rendimiento puntual de la instalación (ƞi), estando en funcionamiento será:
ƞu: Rendimiento útil de la caldera
qt: % de pérdidas en tuberías.
Qt: pérdidas en tuberías en kcal/h.
Pu: Potencia útil de la caldera en kcal/h.

46. Curva de rendimiento en función de la carga para diferentes calderas.