Fundamentos Técnicos de Gases Combustibles y Sistemas de Calefacción
Propiedades de los Gases y Presión
La presión del refrigerante depende de la temperatura exterior, a diferencia de lo que sucede con el oxígeno o el nitrox, donde la presión depende de la masa presente.
- Presión absoluta: Es la presión manométrica + 1.
- Temperatura de condensación: Temperatura ambiente + 15 ºC.
Gas Natural y Poder Calorífico
El Gas Natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos en los que predomina fundamentalmente el metano.
- PCS (Poder Calorífico Superior): Cantidad de calor producida por la combustión completa de una unidad de masa o volumen de gas, suponiendo que se condense el vapor de agua que contienen los productos de la combustión.
- PCI (Poder Calorífico Inferior): Es el calor producido sin que se condense el vapor de agua. Equivale aproximadamente al 90% del PCS. A mayor poder calorífico, menor cantidad de gas se necesita para generar el mismo calor.
Densidad e Índice de Wobbe
La masa volumétrica o peso específico es la relación existente entre su peso específico y el del aire en iguales condiciones de presión y temperatura. La densidad relativa del gas natural varía de 0,55 a 0,65; al tener menor densidad, tiende a ascender, mientras que el butano y el propano tienden a descender.
El Índice de Wobbe es el cociente entre su PCS y la raíz cuadrada de la densidad relativa del gas combustible. A igualdad de presión y temperatura de suministro, un gas combustible que tenga el mismo índice de Wobbe que el gas natural sería intercambiable con él.
Familias de Gases
- Primera familia: Índice de Wobbe bajo (aire propanado).
- Segunda familia: Índice de Wobbe medio (gas natural).
- Tercera familia: Índice de Wobbe alto (butano, propano o GLP).
Todos los gases de una misma familia tienen un índice similar, permitiendo su intercambio sin necesidad de modificar la instalación o los aparatos, salvo ajustes menores.
Sistemas de Calefacción y Calderas
La bomba de calefacción se coloca en el retorno porque sufre menos debido a que la temperatura del agua es más baja. El cortatiros frena los gases y luego los acelera para facilitar su evacuación.
En una caldera convencional, la temperatura de entrada no debe ser inferior a la temperatura de rocío del combustible: de 51 a 55 ºC para el gas natural y de 41 a 49 ºC para el gasóleo.
Tipos de Calderas y Eficiencia
- Convencional: η = 90%, temperatura de retorno superior a 50 ºC (para evitar condensaciones).
- Baja temperatura: η = 95%, temperatura de retorno superior a 35 ºC.
- Condensación: η = 105%, sin límite de temperatura.
Parámetros de Temperatura Recomendados
- ACS (Agua Caliente Sanitaria): 45 ºC.
- Calefacción: 65 ºC.
- Temperatura máxima de trabajo de la caldera: 80 ºC.
- Temperatura usual del retorno: 60 ºC.
- Temperatura usual del acumulador: 55 a 60 ºC.
- Temperatura de proliferación de legionela: 20 a 40 ºC.
- Temperatura para destruir la legionela: 55 ºC.