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CALDERAS
EQUIPOS AUXILIARES DE LAS CALDERAS
INTRODUCCION
Las calderas, que utilizan distintos tipos de producción de calor (caldera de carbón, de madera, de fuel-oil, de gas, eléctrica), se emplearon primero como vaporizadores eventualmente provistos de aparatos anexos (recalentadores de agua, de aire o de vapor). En la calefacción con agua caliente, ésta se lleva a alta temperatura. En los reactores nucleares y la calefacción industrial, la técnica del agua sobrecalentada a presión permite alcanzar temperaturas de 180 a 250 °C.
Las primeras calderas consistían esencialmente en recipientes cerrados, cuya parte inferior, llena de agua, estaba sometida a la irradiación de un hogar. Se construyeron más adelante calderas con hervidores, grandes depósitos dispuestos directamente dentro del hogar, y luego calderas semitubulares, cuyo cuerpo principal es atravesado por un haz de tubos de humo. Otro método ha consistido en emplazar el hogar dentro de la caldera, constituido por un cilindro de plancha cuya superficie externa está completamente bañada por el agua. En las calderas tubulares, el hogar sigue siendo interior pero se prolonga en un haz de tubos de humo, que proporcionan una gran superficie de caldeo en reducido espacio. Las calderas acuotubulares (o multitubulares) poseen una superficie de caldeo formada por tubos de diámetro relativamente pequeño, por las que circula el agua o la mezcla agua-vapor,
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calentada exteriormente por radiación o por gases calientes. En las grandes centrales, la caldera de los grupos evaporadores está formada por inmensas pantallas de agua.
Una caldera puede describirse como un generador de vapor o como “la combinación de equipos para producir o recuperar calor, junto con aparatos para transferir el calor disponible a un fluido”.
Existen diferentes tipos de calderas: Las calderas pueden dividirse:
Según el modo de combustión: De hogar en sobrepresión (con quemador con soplante) y de hogar en depresión, en el que el aire de combustión lo aporta el tiro de la chimenea (combustión de sólidos en genera y calderas atmosféricas de gas).
De acuerdo a la posición relativa de sus tubos, en acuotubulares (el agua recorre los tubos y exteriormente los gases de la combustión) y pirotubulares (los gases recorren tubos rodeados por el agua).
Acuotubular En estas calderas los gases de combustión circulan por la parte externa de los tubos, mientras que por su interior lo hace el agua. Estas calderas tienen un gran espectro de producción de vapor, la cual puede variar desde una pequeña producción, en calderas compactas, hasta las grandes producciones de 1000 ton/h y presiones hasta 150 kg/cm2, cómo es el caso de las centrales termoeléctricas.
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Pirotubular, en estas calderas, los gases de combustión son obligados a pasar por el interior de unos tubos, que se encuentran sumergidos en la masa de agua. Todo el conjunto, agua y tubo de gases, se encuentra rodeado por una carcaza exterior. Los gases calientes, al circular por los tubos, ceden calor, el cual se transmite a través de los tubos, y posteriormente al agua. La presión de trabajo normalmente no excede los 20 kg/cm2, ya que a presiones más altas obligaría a espesores de carcaza demasiados grandes. Su producción de vapor máxima se encuentra alrededor de 25 ton/hr.
La caldera de función seccional, esta se compone de secciones huecas dentro de las cuales circula agua. Las calderas son ampliamente empleadas en plantas de proceso como: medio de calentamiento de fluidos o aire, vaporización, trazado de vapor, deareacion del agua, generadores de vacío, generadores de potencia en turbinas, limpieza y mantenimiento de equipos de proceso, etc.
Las calderas son ampliamente empleadas en plantas de proceso como: medio de calentamiento de fluidos o aire, vaporización, trazado de vapor, deareacion del agua, generadores de vacío, generadores de potencia en turbinas, limpieza y mantenimiento de equipos de proceso, etc.
Las partes que integran una caldera son: el hogar, sección en la que se encuentra en contacto directo con la flama; quemadores, dispositivos donde se lleva a cabo la comunicación entre el combustible y el medio que se desea calentar; ventiladores: son los encargados de llevar el vapor hacia el exterior de la caldera o de retorno para volver a
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utilizarlo; los combustibles pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos; además de tuberías, sobrecalentadotes, sopladores, atemperadores, válvulas y bancos generadores.
Básicamente, una caldera consta de un hogar, donde se produce la combustión y un intercambiador de calor, donde el agua se calienta. Además tiene que tener un sistema de evacuar los gases procedentes de la combustión.
DESARROLLO
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CALENTADORES
Una gran parte de la población dispone de calentadores de gas para disfrutar de agua caliente en su hogar. Existen varios tipos y modelos de calentadores pero, en esta ocasión, se va a explicar el funcionamiento y encendido de los que son mayoría, los de tipo instantáneo.
El calentador de gas de tipo instantáneo está constituido por un quemador, cuya llama tiene lugar en una cámara metálica. Ésta va insertada en una serie de espiras de tubo de cobre (soldadas a ella externamente) dentro de las cuales circula el agua que procede de la instalación de la casa. Cuando se acciona el grifo del agua caliente de cualquier aparato alimentado por el calentador, el flujo de agua que recorre el tubo ocasiona una variación de presión que acciona una válvula dispuesta en el interior del calefactor, provocando así la entrada de gas que se enciende en contacto con una llama piloto.
Este tipo de calentador es el mas utilizado, ya que no es caro, ocupa poco espacio y es de gran afinidad, especialmente si la presión del agua es elevada y no sufre altibajos.
Otro de los factores que contribuye a la buena aceptación de este tipo de calentadores es que su encendido es sencillo. Normalmente, el encendido de la llama piloto suele hacerse mediante un sistema piezoeléctrico que consiste en que una vez abierta la espita de gas, se aprieta el pulsador una o más veces hasta que se produce la llama. Al cabo de pocos segundos, el pulsador se podrá soltar, conservando encendida la llama piloto. De esta manera, el termo ya estará en condiciones de actuar para que el quemador se encienda si se abre el paso de agua.
Es aconsejable poner en marcha el aparato de tipo instantáneo durante unos diez minutos después de haberlo instalado.
En general, todos los calentadores de gas se venden con la válvula reguladora para el tipo de gas más utilizado. Hay que tener esto en cuenta porque si la vivienda se surte con un gas distinto del que suele hallarse en la población de residencia, hay que reclamar que la válvula se regule según las necesidades. Esta regulación debe hacerse solamente por persona cualificada.
CALENTADORES NGK – FIABILIDAD TOTAL
El buen funcionamiento y la fiabilidad de los calentadores diesel son condicionantes imprescindibles y elementos decisivos en cada arranque en frío. Gracias a una intensiva labor de investigación y desarrollo, NGK puede ofrece en cada momento la tecnología más avanzada en calentadores. Además, la empresa marca cada día nuevos hitos en la innovación de calentadores diesel.
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Los calentadores diesel NGK garantizan un encendido rápido y, en consecuencia, proporcionan una combustión ecológica, incluso cuando la temperatura baja a menos de cero grados. Esto ocurre porque se proporcionan las condiciones de encendido óptimas para que el combustible inyectado aproveche al máximo la energía térmica que es transportada a la cámara de combustión.
En invierno, los motores Diesel no siempre arrancan como sería deseable. Esto es debido a que:
En muchos casos, el calor producido no es suficiente para poner en marcha el motor. En consecuencia, en la cámara de combustión a menudo falta el calor necesario. La pérdida de calor provocada por un cilindro frío y el aire aspirado impiden el
autoencendido. Sin la aportación adicional de calor, el motor Diesel no alcanza la temperatura
necesaria.
CALENTADORES DIESEL
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En principio, la función fundamental de los calentadores diesel consiste en aportar la energía adicional necesaria para arrancar el motor.
Los calentadores diesel de NGK son estos necesarios dispensadores de energía. Se montan en la culata y el tubo incandescente penetra en la cámara de combustión o precámara. Sin embargo, es importante situar el tubo incandescente exactamente en el borde de la turbulencia de la mezcla, puesto que de este modo, podrá alcanzar el calor justo en el lugar donde es requerido. El tubo incandescente no debe, de ningún modo, penetrar demasiado en la cámara de combustión, de lo contrario, no puede garantizarse la correcta preparación del combustible y, con ello, la formación de una mezcla de aire y combustible inflamable. Antes de que el motor se ponga en marcha, el calentador diesel es sometido a cierto voltaje para que el tubo incandescente se caliente a una temperatura superior a 800°C. Este calor aumenta de modo considerable la capacidad del motor para realizar un arranque en frío. Además, el calor del calentador diesel optimiza la combustión lo que ayuda a reducir la producción de humo y otras emisiones nocivas.
El calentador diesel entra en contacto con el combustible en el proceso de combustión, por lo que debe resistir a:
Altas Temperaturas Presiones elevadas, Vibraciones La actividad corrosiva de determinados productos químicos.
Además, el calentador diesel debe ser capaz de alcanzar su temperatura de funcionamiento con rapidez y ofrecer una larga vida útil. NGK cumple sobradamente todas estas condiciones
A favor del medio ambiente: Reducción de los humos y gases nocivos.
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Gracias a la fase de post-calentamiento, la combustión es más completa y, en consecuencia, la formación de humo se reduce en hasta aprox. 49%. Eliminación de las irregularidades típicas del arranque en frío
El combustible es quemado de modo más uniforme; así se libera una mayor cantidad de energía y la temperatura en la cámara de combustión aumenta con mayor rapidez.
CALENTADOR
El funcionamiento del calentador de agua es bastante complejo, visto el gran número de elementos que lo componen y de los procesos que determinan su funcionamiento.
En síntesis, se puede decir que el calentador de agua consta de un intercambiador de calor –que aparece como un tubo largo (serpentín de cobre)- que conduce el agua fría para ser calentada por la llamita del quemador principal.
El quemador principal es alimentado por el quemador de gas que se enciende solamente cuando el grifo del agua caliente está abierto. Cuando esto sucede, el agua fría entra en el intercambiador de calor, haciendo saltar una válvula que deja libre entrada al gas. Este gas es encendido por el quemador, generando el calor.
Cuando se cierra el grifo del agua caliente, sucede el proceso inverso; la válvula bloquea el paso del gas y el quemador principal se apaga, dejando encendida la espía.
La ventaja de este sistema consiste en tener un suministro continuo de agua caliente sin necesidad de un tiempo de precalentamiento.
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El quemador de gas va regulado por una válvula sensible a las condiciones de calor: colocada en proximidad del quemador, esta viene calentada y, en consecuencia, se abre dejando entrar al gas.
Esta última válvula tiene también una misión especial para la seguridad de la instalación: bloqueándose en ausencia de calor, evita en efecto, peligrosos escapes de gas.
ECONOMIZADORES
Un economizador es un dispositivo mecánico de transferencia de calor que calienta un fluido hasta su punto de ebullición pero no más allá.
Los economizadores son llamados así ya que ellos pueden hacer uso de la entalpía en fluidos que están calientes pero no tanto para ser usados en una caldera, por lo tanto recuperan más entalpía utilizable y mejoran la eficiencia del ciclo de vapor. Los economizadores pueden ayudar a ahorrar energía en edificios utilizando el aire exterior como medio de enfriamiento del área interior. Cuando la entalpía del aire exterior es menor que la entalpía del aire recirculado, enfriar el aire del exterior es más eficiente energéticamente hablando que enfriar al aire que ha recirculado.
Los economizadores pueden ayudar a ahorrar costos por consumo de energía en climas templados y fríos ayudando igualmente a mejorar la calidad del aire del interior del edificio aunque no son apropiados en climas calientes y húmedos.
SISTEMAS ECONOMIZADORES
La preocupación social por la defensa del medio ambiente y los cada vez más altos precios del agua ha orientado a muchos fabricantes a ofrecer artículos y complementos más eficientes en el uso del agua. Estamos asistiendo a una paulatina aunque lenta renovación de nuestras infraestructuras con innovaciones que mejoran nuestra calidad de vida disminuyendo notablemente los consumos de agua tradicionalmente empleados.
Satisfacer nuestras necesidades con menos consumo de agua supone una importante reducción en costos económicos particulares y colectivos, también supone mejorar la calidad del agua disponible tanto para consumo humano como para nuestros entornos naturales, y reducir de forma significativa las emisiones de CO2 que ocasionan nuestros calentadores de agua.
A continuación damos a conocer una selección de innovaciones de precio asequible y fácil instalación, que permiten mejorar nuestro actual nivel de confort reduciendo significativamente los consumos de agua caliente y fría:
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Perlizador giratorio
El artículo más vendido en Europa es el perlizador giratorio. Ahorra un 40% de agua y energía. Estos modelos probados en noviembre de 1997 por la prestigiosa revista alemana OKO son los más recomendados.
Dos funciones alternativas: chorro burbujeante y ducha de alta presión. Su venturi interno triplica la velocidad de la salida facilitando la limpieza de la vajilla y la verdura. Gira llegando a todos los rincones.
Reductores limitadores
Si no quiere cambiar la ducha se puede instalar este dispositivo en la toma del flexo: limita el caudal con chorros de un 30% de agua y energía y disminuye la presión aumentando la vida de la manguera.
Dispositivos anti-fugas
Si el manguito de toma de agua sufre una rotura, este dispositivo evitará una inundación. Se instala en la toma de agua de lavadoras, lavavajillas, máquinas de vending, cafeteras a presión, etc. La válvula interna corta el paso cuando se produce una depresión.
Interruptor de ducha
Durante el enjabonado permite cortar el caudal manteniendo la temperatura de uso. Muy recomendable en griferías de doble mando.
Cisternas con interrupción de descarga
El uso de cisternas con dispositivos que permiten interrumpir la descarga, consigue un uso más racional del agua. La normativa europea limita la capacidad de las cisternas a 9 litros, aunque varios importantes fabricantes han lanzado al mercado modelos de 6 litros de volumen y con pulsador de corte de descarga a 3 litros, o bien doble pulsador. El éxito de estos modelos se basa en la capacidad del sifón de arrastrar con menos agua.
Para los saneamientos antiguos los fabricantes han pensado en variados dispositivos de corte de descarga fácilmente acoplables a la cisterna. En la figura aparecen interruptores recomendados por la revista alemana OKO.
Características de las cisternas ahorradoras:
AHORRA AGUA
Limpia perfectamente con 6 litros de agua.
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DESCARGA DE AGUA INTERRUMPIBLE
Pulsación única para descarga total. Pulsar otra vez para media descarga (Mecanismos garantizado por 2 años).
FÁCIL LIMPIEZA
Cisterna semi-integrada. Asiento desmontable para limpieza ( no utilizar productos abrasivos).
Duchas de alta eficiencia
En continua innovación
Mediante desarrollos del tubo Venturi se aumenta la velocidad del chorro de salida con un reducido caudal de entrada. El efecto de sobrepresión proporciona un suave masaje de millones de gotitas de todos los tamaños.
Además de ahorrarse agua caliente, se corrigen problemas de incrustaciones, embozamientos, falta de presión, y derroche de agua.
Algunos modelos permiten disponer de varias formas de chorro como los de las fotos que se muestran a continuación.
En caudales de 6,9 y 12 litros/minuto, algunas duchas ahorran con igual o mayor confort, del 50 al 60% de agua y de la energía utilizada para calentala.
En hogares de 3-4 personas una ducha economizadora ahorra fácilmente más de 20.000 ptas/año en energía (agua caliente) y mas de 20.000 litros en agua. En el sector hotelero suponen ahorros de 10.000 ptas. por habitación y año.
Modelos de ducha fija
Especiales para piscinas, gimnasios, balnearios, hostales, centros docentes y clubes deportivos. Combinados con pulsadores de tiempo forman un equipo infalible en uso eficiente del agua caliente y fría. Los economizadores renuevan las griferias proporcionando un excelente rendimiento ahorro y confort con independencia de factores como presión, caudal o calidad del agua del suministro.
NUEVAS TENDENCIA EN GRIFERÍA
Los nuevos modelos de griferías combinan el ahorro con el máximo confort. Vamos a comentar las posibilidades de optimizar su rendimiento.Monomandos
Los nuevos modelos incorporan un cartucho de apertura en frío, evitando el consumo innecesario de agua caliente de los monomandos tradicionales.Podemos mejorar más la eficiencia sustituyendo el aireador por un perlizador de ventura
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Grifos de detección de presencia
Son la última novedad del mercado. En su interior disponen de un circuito electrónico de detección por infrarrojos. La salida de agua es activada ante la presencia de la mano, cortando el suministro cuando es retirada. En algunos modelos la alimentación eléctrica es mediante pila alcalina o de litio. Otros modelos se conectan a la red mediante convertidor de tensión. El caudal puede ser regulado a 6 litros por minuto.
Temporizadores
Limitan el tiempo de apertura. El agua brota al pulsar el mando durante un tiempo que puede ser regulado. Son de aplicación en grifos y pulsadores de ducha.
PERLIZADORES DE LAVABO Y BIDÉ
JOYAS de baño
Los terminales de grifería han mejorado notablemente su funcionamiento gracias a la investigación desarrollada a partir de modelos de turbulencia basados en el tubo de Venturi y la incorporación de plásticos anticalcáreos y acero inoxidable.
Disponibles en caudales de 4,5,6, y 8 litros/minuto, ahorran consiguiendo mayor confort entre un 40 y un 60% de agua y energía. Los fabricantes llegan a ofrecer garantías de 2 a 5 años.
Funcionamiento 1. Malla superfina de acero inoxidable(0,25m/m)El agua es filtrada no dejando pasar partículas mayores de 25 micras, que al rebotar contra la membrana retornan, evitando el embozamiento de la malla.
2. Membrana con Venturi ( 5,6,7 ó 8 litros/minuto) Acelera el agua provocando dos efectos: succión de aire y limpieza del difusor.
3. Difusor-ExpansorDifumina el agua facilitando su mezcla con aire.
4. Triple malla abovedadaTres mallas cóncavas en acero inoxidable generan un abundante chorro de burbujas muy agradable al tacto. La malla externa gruesa evita la formación de depósitos calcáreos.
5. Canal de succión de aire
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OTRAS FORMAS DE AHORRAR AGUA
Renovar los electrodomésticos
La apuesta por la calidad que nuestro país ha desarrollado en la última década nos ha traído lavadoras, lavavajillas, calderas y calentadores de agua caliente con bajos consumos de agua y electricidad, menores niveles de ruido y mantenimiento, y mayor facilidad de manejo.
Calderas Las calderas para agua caliente central en las comunidades están siendo sustituidas por calderas individuales de agua caliente sanitaria; ocupan poco espacio, son seguras y no requieren casi mantenimiento. Los modelos que disponen de un pequeño acumulador de varios litros proporcionan agua caliente al instante, incluso con reducidos caudales(2 litros/minuto). Ahorran hasta 15.000 litros de agua al año
Calentador de punto único También los calentadores eléctricos de agua han evolucionado hacia modelos con mejores prestaciones. El calentador eléctrico de punto único no ocupa espacio porque no necesitan depósito acumulador y calienta el agua en el momento justo de su uso, gracias a varias resistencias eléctricas. El sistema se sitúa muy próximo a los lavabos o duchas y dispone de regulación de la temperatura de salida.
Mantenimiento de las piscinas
El uso del cloro en las piscinas está en desuso. Existen nuevas tecnologías que mejoran la desinfección y mantienen durante más tiempo las condiciones de higiene, con una notable reducción de productos químicos y un gran ahorro de agua. La instalación de un cobertor de invierno que tape la piscina mantiene el agua limpia fuera de la temporada de uso. Presentamos dos opciones de las existentes:
- Electrólisis salina
Utiliza sal en concentración de 5 gr/litro -como la lágrima humana- para generar cloro en un ciclo cerrado. Se evitan las irritaciones en ojos y piel. El agua se mantiene útil durante más de cinco años, renovándose sólo la pérdida por evaporación y lavado de filtros.
Rayos ultravioleta (UV)
El agua es desinfectada mediante un sistema de lámparas de radiación UV. Se mejora la desinfección y se mantiene durante más tiempo el agua en condiciones sanitarias.
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RECALENTADORES
Son sistemas de tubos curvados que describen un recorrido.
En su interior circula vapor desde la saturación hasta un determinado recalentamiento.
En los recalentadores el vapor aumenta su temperatura y también su volumen.
Los recalentadores pueden ser internos (situados dentro del hogar como en las calderas en D clásicas) o externos (situados fuera del hogar como en las ESD).
Los recalentadores externos se suelen colocar en la salida de los gases.
Los recalentadores internos pueden ser radiantes si reciben directamente la radiación de la llama. Sin embargo, ya que el vapor no tiene el coeficiente de transferencia de calor tan elevado como el agua su capacidad para absorber calor y por tanto refrigerar el tubo por el que circula es mucho menor, así los tubos del recalentador radiante deberán ser de mejores materiales.
Todos los recalentadores que no son radiantes son de convección.
Los recalentadores pueden estar dotados de sistemas de control como sistemas de by pass, desrecalentadores o atemperadores.
Los recalentadores se pueden dividir en primario, secundario e intermedio. Así el recalentador primario será aquel tramo de desrecalentador circulado por el vapor antes de viajar hacia el desrecalentador y el secundario e intermedio los que serán circulados después, difiriendo uno del otro en que el intermedio no tiene por que estar siempre en funcionamiento.
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Los recalentadores deben estar siempre refrigerados, ya sea por la circulación de vapor por su interior como por un refrigerado externo por aire, ya que si no podrían quemarse.
Los recalentadores pueden estar colocados horizontal o verticalmente.
Sistemas de control de la temperatura del vapor a la salida del recalentador
El primer sistema consiste en llevar el vapor entre el recalentador primario y secundario hacia un atemperador de aire colocado en la admisión de aire de los quemadores. El enfriamiento se regula dejando pasar más o menos cantidad de aire por el desrecalentador.(ESdI)
El segundo, aunque no es del todo correcto decir que sea un sistema de desrecalentamiento, sino un sistema de control de la temperatura de la salida del vapor, consiste en hacer un by pass en los gases de la chimenea, dejando pasar la totalidad de los gases hacia un recalentador o desviando parte de éstos hacia un economizador. El enfriamiento se controla por la cantidad de gas que se desvía hacia el economizador. (ESdII)
El tercer sistema antes mencionado consiste en hacer circular un serpentín por el fondo del domo y favorecer así la transmisión de energía entre el vapor del interior del desrecalentador y el agua del domo. El enfriamiento se controla por la cantidad de vapor que se deja circular hacia el serpentín; el vapor enfriado se mezclara con el no enfriado antes de entrar en el recalentador secundario. (ESdIII)
Se puede hacer circular el vapor por un serpentín de ida y vuelta dentro de un contenedor inundado por agua que es extraída y devuelta al domo. El enfriamiento se controla por la cantidad de vapor que se circula hacia el atemperador, de igual modo luego se mezclan con el vapor no enfriado antes del recalentador secundario. Si se hace una extracción de vapor para sistemas auxiliares después del primer atemperador se puede hacer circular por un serpentín en el fondo del domo; así el vapor es suministrado cerca de la saturación.
Se puede hacer circular el vapor saliente de un recalentador primario por un desrecalentador de serpentín en el domo superior y luego recalentarlo en el recalentador secundario y, finalmente hacer de este vapor la extracción necesaria para los sistemas auxiliares y hacerlo recorrer un serpentín situado en el colector inferior.(BDU)
Se puede utilizar un atemperador de spray.
También se puede considerar sistema de control de la temperatura del vapor a la salida del recalentador el sistema de recalentador intermedio (ESRd) que deja pasar o no el vapor por el interior de todo un cuerpo de recalentador. Cuando este recalentador no está circulado se enfría exteriormente con aire
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CONDENSADOR
Un condensador térmico es un intercambiador de calor entre fluidos, de modo que mientras uno de ellos se enfría, pasando de estado gaseoso a estado líquido, el otro se calienta. Se fabrican en tamaños y disposiciones diversas para ser empleados en numerosos procesos térmicos.
Es un elemento intercambiador térmico, en cual se pretende que cierto fluido que lo recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor (cesión de calor) con otro medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor, después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso del aire acondicionado.
El condensador termodinámico es utilizado muchas veces en la industria del aire acondicionado o en la industria naval y en la producción de energía eléctrica centrales térmicas o nucleares.
Adopta diferentes formas según el fluido y el medio. En el caso de un sistema fluido/aire, está compuesto por uno tubo de diámetro constante que curva 180° cada cierta longitud y unas láminas, generalmente de aluminio, entre las que circula el aire.
Un condensador es un cambiador de calor latente que convierte el vapor de su estado gaseoso a su estado líquido, también conocido como fase de transición. El propósito es condensar la salida (o extractor) de vapor de la turbina para así obtener máxima eficiencia e igualmente obtener el vapor condensado en forma de agua pura de regreso a la caldera. Condensando el vapor del extractor de la turbina, la presión del extractor es reducida arriba de la presión atmosférica hasta debajo de la presión atmosférica, incrementando la caída de presión del vapor entre la entrada y la salida de la turbina de vapor. Esta reducción de la
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presión en el extractor de la turbina, genera más calor por unidad de masa de vapor entregado a la turbina, por conversión de poder mecánico.
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CHIMENEA
Una chimenea es un sistema usado para ventilar gases calientes y humo de calderas, calentadores, estufas, hornos, fogones u hogares a la atmósfera. Típicamente son completamente verticales para asegurar que los gases calientes puedan fluir sin problemas, moviéndolos por convección. También existen las chimeneas que no son completamente verticales, que se instalan en cocinas o pequeñas salas de calderas para evacuar los humos a través de orificios efectuados en los paramentos. Las chimenas así construidas deben disponer de mallas de protección para evitar que lo pájaros aniden en su interior, asimismo se les debe dar una inclinación diferente a 0º para facilitar la salida de humos. El espacio dentro de una chimenea es llamado "ducto" o "conducto de humo". Las chimeneas pueden encontrarse en edificios, locomotoras o en navíos. A la corriente de aire que origina el fuego y que hace que el humo ascienda por la chimenea se le denomina "tiro".
El término chimenea también puede aplicarse a aspectos de la naturaleza, particularmente en formaciones rocosas.
En un volcán una chimenea es el conducto que comunica el reservorio de magma o cámara magmática en profundidad con la superficie.
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Desarrollo de una chimenea mediante una ecuación
Q = caudal volumétrico de humo en la chimenea, m³/s A = sección-cruzada del area de la chimenea, m² C = coeficiente de descarga (~ 0.65 a 0.70) g = 9.81 m/s² H = altura de la chimenea, m Ti = media de la temperatura interna, K Te = temperatura externa ambiente, K
Es el elemento de la superestructura de un buque destinado a alojar las tuberías de escape de motores, turbinas y calderas.
En los buques modernos se mantiene el diseño tradicional a pesar que por su interior solo corren tuberías de escape y no humo como originalmente.
Son el sitio por excelencia donde las compañías navieras colocan sus estandartes y cada una las pinta con colores distintivos que las hacen únicas. Obviamente son uno de los puntos más conspicuos de un buque mercante.
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Existen publicaciones y guías con las colores de cada una de las empresas armadoras.
El espacio interior de las chimeneas de denomina guarda calor y aloja pequeñas calderas llamadas economizadores que aprovechando la temperatura de los gases de emisión, generan agua caliente o vapor para calefaccionar combustible, alojamientos etc.
En la época de los grandes transatlánticos a vapor del siglo XIX y principios del XX las compañías navieras construían sus buques con chimeneas reales y ficticias ya que su número era signo del poderío de sus cruceros. Así de cuatro chimeneas exhibidas solo tres tenían una misión real y la restante era lo que hoy denominaríamos efecto publicitario
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SELECCIÓN Y CONTROL
CONTROLES DE TEMPERUATURA
CONTROLES DE NIVEL
Los controles de nivel del agua son dispositivos o estructuras hidráulicas cuya finalidad es la de garantizar el nivel del agua en un rango de variación preestablecido. Existen algunas diferencias en la concepción de los controles de nivel, según se trate de: canales; plantas de tratamiento; tanques de almacenamiento de agua o un embalse.
Controles de nivel del agua para canales
Los controles de nivel del agua en los canales tienen la finalidad de garantizar la correcta operación de los mismos. En general los controles de nivel se colocan en puntos claves del canal, como son:
INTERCAMBIADORES DE CALOR
Calefacción-refrigeración, Producción de agua caliente sanitaria, calentamiento y/ó refrigeración de fluídos en procesos/usos industriales, Equipos compactos con regulación automática. RECIPIENTES A PRESIÓN / BOILERSDépositos-acumuladores de energía, verticales ú horizontales. Intemuladores, Productores de vapor, Recalentadores y preparadores-receptores de fluídos, Autoclaves, Reactores y recipientes de calderería en general sometidos a presión.ECONOMIZADORES / ECONOMIZERSRecuperadores del calor residual de gases en procesos industriales: Chimeneas de calderas en general, Cogeneración, Gases de extracción en hornos, secaderos, motores marinos, ..
EQUIPOS COMPACTOS
Unidades completas de producción de calor ó frío totalmente terminadas para conectar y funcionar en destino: Equipos frigoríficos, Productores de vapor, Aerorrefrigeradores, ..INSTALACIONES, LEGALIZACIONES
Instalaciones de vapor, aceite térmico, agua caliente, agua sobrecalentada, combustibles, conductos, aire comprimido, Proyectos, Mantenimiento, Seguimiento de trabajos, Direcciones de obra, Legalizaciones e Inspecciones periódicas.
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Secciones de derivación, para canales de menor orden, y para tomas de campo; y, En correspondencia con estructuras de seguridad.
Básicamente existen dos tipos de controles de nivel, considerando el nivel que deben controlar:
Controles que aseguran la permanencia del nivel, dentro de márgenes preestablecidos, aguas arriba de la estructura de control;
Controles de nivel que garantizan el nivel, en el ámbito de una variación máxipa pre establecida, aguas abajo de la sección de control. Estos sistemas también se donominan operando a la demanda.
Desde el punto de vista de los mecanismos que operan el control del nivel, se pueden distinguir dos tipos:
Controles del nivel aguas arriba mediante un vertedero de gran longitud; Controles de nivel que operan mediante el movimiento automático de una compuerta
mecánica accionada por un flotador. Dependiendo de la posición del flotador el control sera comandado por el nivel aguas arriba o aguas abajo.
Controles de nivel para plantas de tratamiento de agua
El control de los niveles máximos se controlan mediante vertederos libres.
Controles de nivel para tanques de almacenamiento de agua
Los controles del nivel máximo del agua en un yanque de almacenamiento tienen la doble función de garantizar la seguridad de las estructuras y de evitar el desperdicio de agua. El control del nivel máximo se hace mediante un sensor de nivel conectado en alguna forma, ya sea mecánica o electrónica con la operación de una válvula a la entrada del tanque. Como todo mecanismo siempre puede fallar en el momento de su operación, es importante que el tanque disponda de un sistema de seguridad de funcionamiento totalmente automático como por ejemplo un vertedero libre, eventualmente conectado con una alarma.
El control del nivel mínimo del agua tiene la función de garantizar el buen funcionamiento del sistema evitando la entrada de aire en la tubería que se encuentra aguas abajo del tanque, como por ejemplo en la red de distribución de agua, o en la succión de la o las bombas.
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En este caso también el sistema está compuesto por un sensor de nivel conectado a una alarma, para que el operador intervenga, o en sistemas más soficticados, el sensor actua directamente, para aumentar la entrada de agua al tanque.
Control de nivel en un embalse
El control de nivel de un embalse es fundamental para garantizar la seguridad de la presa y de las poblaciones situadas el el valle, aguas abajo. El control del nivel máximo del agua en los embalses se puede efectuar mediante compuertas operadas segun reglas de operación bien precisas y generalmente testadas en modelos reducidos antes de la construcción del embalse, para que los incrementos bruscos de caudal aguas abajo no erosionen las márgenes ni causen problemas a las estructuras alli existentes. Sin embargo en la gran mayoría de los embalses existe también un vertedero de solera libre.
CONTROLES ELECTRICOS
Controles eléctricos industriales
En los comienzos de la industrialización las máquinas fueron gobernadas esencialmente a mano e impulzadas desde un eje común de transmisión o de línea. Dicho eje de transmisión era impulsado por un gran motor de uso contínuo el cual accinaba mediante una correa tales máquinas en el momento que fuese necesario, una de las desventajas principales que este sistema de transmisión de potencia fue que no era conveniente para una producción de nivel elevada.
El funcionamiento automático de una máquina se obtiene exclusivamente por la acción desl motor y del control de la máquina. Este control algunas veces es totalmente eléctrico y otras veces suele combinarse al control mecánico, pero los principios básicos aplicados son los mismos.
Una máquina moderna se compone de tres partes principales que son las siguientes:
La misma, destinada para realizar un tipo de trabajo.
El motor, el cual es seleccionado considerando los requisitos de la máquina en cuanto a la carga, tipo de trabajo y de servicio que se requiere.
El sistema de control, que está estrechamente relacionado a las condiciones de funcionamiento tanto del motor como de la máquina.
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Tipos de controles eléctricos
Estos pueden ser del tipo:
MANUAL: Este tipo de control se ejecuta manualmente en el mismo lugar en que está colocada la máquina. Este control es el más sencillo y conocido y es generalmente el utilizado para el arranque de motores pequeños a tensión nominal. Este tipo de control se utilizan frecuentemente con el propósito de la puesta en marcha y parada del motor. El costo de este sistema es aproximadamente la mitad del de un arrancador electromagnético equivalente. E arrancador manual proporciona genegalmente protección contra sobrecarga y desenganche de tensión mínima, pero no protección contra baja tensión.
Este tipo de control abunda en talleres pequeños de metalisteria y carpintería, en que se utilizan máquinas pequeñas que pueden arrancar a plena tensión sin causar perturbaciones en las líneas de alimentación o en la máquina. Una aplicación de este tipo de control es una máquina de soldar del tipo motor generador.
El control manual se aracteriza por el hecho de que el operador debe mover un interruptor o pulsar un botón para que se efectúe cualquier cambio en las condiciones de funcionamiento de la máquina o del equipo en cuestión.
SEMI-AUTOMATICO: Los controladores que pertenecen a esta clasificación utilizan un arrancador electromagnético y uno o más dispositivos pilotos manuales tales como pulsadores, interruptores de maniobra, combinadores de tambor o dispositivos análogos. Quizas los mandos más utilizados son las combinaciones de pulsadores a causa de que constituyen una unidad compacta y relativamente económica. El control semi-automático se usa principalmente para facilitar las maniobras de mano y control en aquellas instalaciones donde el control manual no es posible.
La clave de la clasificación como en un sistema de control semiautomático es el hecho de que los dispositivos pilotos son accionados manualmente y de que el arrancador del motor es
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de tipo electromagnético.
CONTROL AUTOMATICO: Un control automático está formado por un arrancador electromagnético o contactor controlado por uno o más dispositivos pilotos automáticos. La orden inicial de marcha puede ser automática, pero generalmente es una operación manual, realizada en un panel de pulsadores e interruptores.
En algunos casos el control puede tener combinación de dispositivos manuales y automáticos. Si el circuito contiene uno o más dispositivos automáticos, debe ser clasificado como control automático.
Los contactores son dispositivos electromagnéticos, en el sentido de que en ellos se producen fuerzas magnéticas cuando pasan corrientes eléctricas por las bobinas del hilo conductor que estos poseen y que respondiendo a aquellas fuerzas se cierran o abren determinados contactos por un movimiento de núcleos de succión o de armaduras móviles.
CONTROLES DE SUMINISTRO DE COMBUSTIBLE
Sobre la base de la caldera se instala el tren de combustible que según el caso puede estar compuesto por:
Calderas de aceite liviano ( ACPM o F.O. No. 2):
Filtro para combustible, motobomba para aceite con regulador de presión y retorno incorporado, manómetro de control, válvulas solenoide de piloto y válvula solenoide principal, boquillas de atomización de combustible, grifos manuales de corte para manómetro niples, accesorios para tubería, tubo de cobre flexible.
Calderas de aceite pesado (Crudos, H.F.O No. 5/6)
Filtro para combustible, motobomba para aceite pesado, precalentador eléctrico, precalentador de vapor, válvula reguladora de presión de aceite, válvula reguladora de presión de retorno, válvula reguladora de flujo de combustible, precalentador de línea; válvula reguladora de presión de vapor, vacuomanómetro de succión, manómetro de presión de atomización, boquilla de atomización de combustible, precalentador de línea, motocompresor para aire de atomización, válvula solenoide de corte de combustible, válvula solenoide de piloto, termóstato de recirculación, termóstato para combustible, manómetro de atomización y retorno, válvula solenoide para atomización de vapor, válvula solenoide para purga de lineas, grifos manuales de corte para manómetro, niples, accesorios de tubería, tubo de cobre flexible. Tubo de acero para vapor.
Calderas de gas natural o LPG
Válvula de corte manual, presóstato de mínima presión de gas, válvula solenoide de corte principal y de emergencia, válvula solenoide de descarga, válvula de regulación de flujo de gas, presóstato de seguridad de máxima presión de gas, grifos manuales de corte para manómetro, niples, accesorios de tubería Tubo de acero galvanizado para gas.
Sistema eléctrico y de control
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Sobre un costado de la caldera se instala el tablero eléctrico de control y alimentación de energía a motores y circuitos de la caldera.
En caja metalica fabricada de acuerdo con las normas NEMA se ensambla el sistema de control y protección compuesto por el control electrónico de combustión, control eléctrico de mínimo nivel de agua así como los sistemas de protección por sobreintensidad, corto circuito y los elementos de comando de los motores y accesorios eléctricos.
Instalación de sistemas auxiliares.
Sobre las conexiones apropiadas del vaso de presión se instala el sistema mecánico por flotado para protección por bajo nivel de agua y comando de la bomba de alimentación de agua a la calera, el electrodo para el control eléctrico de mínimo nivel de agua, los presóstatos de límite y modulación de llama, el presóstado de flujo de aire, el motor de modulación, las válvulas de seguridad, las válvulas de entrada de agua a la caldera, el manómetro de presión de vapor o en las de agua caliente, el termóstato de operación y limite, mirillas de inspección, empaquetaduras en huecos para mano y hueco de acceso de hombre y las placas de identificación y serie de fabricación.
Ensamble eléctrico.
Todos los elementos se interconectan de acuerdo con el diagrama de alambrado eléctrico para obtener una unidad operacional.
Finalizada la interconección de todos los sistemas la caldera se prueba en la planta para ajustar el sistema, calibrar los controles y elementos de seguridad y determinar si la unidad opera dentro de los parámetros establecidos.
OPERACIÓN DE UNA CALDERA
Caldera Bagacera
Planta: Ingenio ConstanciaLocalidad: Tezonapa, VeracruzPaís: MéxicoProyecto: Automatización de la caldera, sustituyendo el sistema de control obsoleto ORSI, por el sistema de Rockwell Allen Bradley.
El control del proceso que ha sido considerado en el presente proyecto de automatización, lo detallamos a continuación:
Alimentación de agua al deareador. Vigilancia de nivel de tanque de condensados puros y tanque de alimentación, así como arranque, paro y vigilancia de bombas de cada uno de los tanques operando como centrales, además de la gestión en automático de la recuperación de agua en el deareador.
Deareador. Control de nivel y temperatura, así como también control de la purga de lodos.
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Alimentación de agua a la caldera. Arranque, paro y vigilancia de bombas de agua, así como la gestión de las centrales involucradas. La alimentación de agua a la caldera se hace normalmente desde el deareador, para ello se emplean dos bombas con motor eléctrico y una turbo-bomba. Vigilancia de bajo flujo en la succión y descarga de cada una de las bombas de agua.
Control de nivel del domo. Control de nivel del domo por medio de control simple de nivel y por medio del control a tres elementos Para la señal de nivel del domo existe redundancia en transmisores de nivel, de los cuales se define por video con cual de estos se trabaja. También existen niveles puntuales para seguridad de la caldera, por lo que se cuenta con señal de muy alto, alto, muy bajo y bajo nivel del domo. Control de válvula de alivio de vapor. El control manda abrir la válvula de alivio con una rampa cuando se presenten las condiciones de seguridad.
Control de temperatura de vapor. Control de temperatura del vapor generado.
Control de presión de hogar. Control de presión del hogar por medio de los ventiladores de tiro inducido, dichos ventiladores (dos) NO CUENTAN CON DAMPER. Se trata de ventiladores de velocidad variable con accionamiento hidráulico.
Control de presión de la recámara de aire. Control de la presión de la cámara de aire con el damper del ventilador de tiro forzado.
Control de combustión. Control de la combustión por medio del damper de tiro forzado y los alimentadores de bagazo para controlar la relación aire-combustible.
Fosa de neutralización. Arranque, paro y vigilancia de las bombas que alimentan al tanque de lavado de cenizas. Funcionamiento en automático de dichas bombas y visualización de los niveles de la fosa de neutralización y el tanque de lavado cenizas.
Tanque de lavado de cenizas. Arranque, paro y vigilancia de las bombas que alimentan al tanque de lavado de humos, además de vigilancia de nivel del tanque.
Tanque de sedimentación. Este tanque se utiliza para decantar los lodos provenientes del sistema de lavado de humos. Arranque, paro y vigilancia del motor del gusano de extracción de lodos.
Sopladores de hollín. Funcionamiento en automático del sistema de soplado de hollín.
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Sopladores de cenizas. Funcionamiento en automático del sistema de soplado de cenizas.
Extracción de cenizas. Funcionamiento en automático del sistema de extracción de cenizas.
Barrido de cenizas. Funcionamiento en automático del sistema de barrido de cenizas.
Recuperación de condensados de fábrica. Funcionamiento en automático del sistema de desvió de condensados contaminados.
Purgas de lodos (domo inferior). Funcionamiento en automático del sistema de purga de lodos.
Circuito de Bagazo. Arranque, paro y vigilancia de los transportadores de bagazo a caldera, así como enclavamientos y seguridades.
Planta Desmineralizadora. El objetivo de la planta desmineralizadora es el de suministrar agua de adecuada calidad para relleno al circuito de alimentación de agua a la caldera. La planta tiene dos modos de operación: manual y automático, en el modo manual el operador es responsable del funcionamiento de los motores y válvulas de la planta, mientras que en automático la operación normal de la planta es desatendida.
Cabezal de vapor de 600 psi. Esta línea consta de tres medidas comunes, presión de vapor, temperatura de vapor y caudal de vapor, siendo las dos últimas para corrección de nivel del domo con alarmas de alto y bajo. La medida de presión de vapor se utiliza además para el control de combustión de la caldera.
· Cabezal de vapor de 230 psi. Control de presión del cabezal.
· Cabezal de vapor de 20 psi. Control de presión del cabezal.
Circuito de recuperación de purgas. Arranque, paro y vigilancia de las bombas de recuperación de purgas funcionando en modo automático.
Cabezal de vapor a evaporadores. Control de presión de vapor a evaporadores por medio del venteo del exceso de presión en dicho cabezal.
Turbogenerador. En lo referente al turbogenerador, tenemos visualización en el gráfico y alarmas de alto y/o bajo de las variables de entrada analógicas.
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Circuito de aceite. Este circuito se compone de un tanque de aceite con un interruptor de bajo nivel y una estación de bombeo con tres bombas, dos de corriente alterna que operan como una central estándar con conmutación adicional de bomba por baja presión en la línea de descarga de cada una de ellas. La tercera bomba es de corriente directa y se utiliza como bomba de emergencia, esta bomba no la opera el sistema, únicamente se vigila su estado y que no tenga baja presión en su descarga. También se dispone de las medidas de presión al enfriador, presión al sistema de gobernación y de temperatura en la salida del enfriador, así como un interruptor de presión diferencial a través del filtro que sirve para monitorear el estado de este último. Finalmente, se dispone de la válvula on/off que corta el aceite al gobernador y que actúa como dispositivo de disparo del turbo.
Circuito de enfriamiento de aceite. Este circuito se compone de dos torres de enfriamiento con un ventilador cada una, una fosa de descarga de agua común con un interruptor de bajo nivel; una central de bombeo con dos bombas y medidas de temperatura en la entrada y en la salida de agua del enfriador.
El ambiente grafico es similar al sistema CUBE de Orsi Automazzione que estaba implementado anteriormente.El sistema de control que instalamos esta basado en un moderno procesador ControlLogix de altas prestaciones con soporte de programa y datos en EPROM, ejecutándose sobre una red Control Net y como HMI RSView Supervisory Edition, todo de la marca Allen–Bradley de Rockwell Automation. RSView Supervisory Edition tiene la capacidad de comunicarse vía OPC como cliente con el sistema ProcessLogix de Tachos, bajo una red Ethernet.Con el sistema CUBE de Orsi Automazzione, las señales necesarias entre el área de calderas y molinos se tuvieron que realizar por medio de cableado directo de señales, dado que el sistema de Orzi no cuenta con ningún modulo de comunicación estándar disponible. El sistema esta conformado con dos servidores redundantes en la sala de calderas, con lo cual conseguimos no depender de un solo servidor para la recolección de datos de los procesadores, lo cual nos protege ante fallo de alguno de los dos servidores.
VENTILADORES DE TIRO FORZADO
Para calderas de potencia entre 10 Kw y 25 Kw. El kit de evacuación por tiro forzado es un aparato que ayuda a la evacuación de los productos de combustión de los aparatos en los que irá colocado. El termostato hace que se ponga en funcionamiento el ventilador en el momento en que detecta el aumento de temperatura producido por el encendido de los quemadores del calentador con la correspondiente producción de agua caliente sanitaria.
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Hay que tener presente que las características que se dan del ventilador pueden cambiar sustancialmente si se cambian o modifican las embocaduras o cualquier aspecto constructivo del ventilador.
Los ventiladores se diseñan de modo que se pueden conseguir las máximas prestaciones. Si se altera la construcción como en este ejemplo, el rendimiento se reduce sustancialmente.
Conexión de codos o reducciones bruscas inmediatamente a la aspiración o descarga de los aparatos, tanto en axiales como en centrífugos
Este tipo de instalaciones genera turbulencias en el punto en el cual se coloca la figura y un rebote del aire hacia atrás.
Una reducción excesivamente brusca a la salida del ventilador crea turbulencias y reduce su rendimiento.
Dimensionamiento erróneo de los conductos sobre todo en el casco de varias conexiones a un conducto general Cuando en una instalación tenemos varias tomas que desembocan en un conducto general, debemos tener la precaución de dimensionar este último en función del caudal total que recibe para no generar excesivas pérdidas de carga o velocidades inadecuadas del aire. Si el conducto general es de las mismas dimensiones que los dos ramales, el rendimiento de la instalación se reduce. Sentido de giro incorrecto – (Centrífugos)
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Este error se puede producir al invertir la conexión de las fases en los ventiladores trifásicos. Cuando se trata de modelos helicoidales, el error suele ser fácilmente apreciable ya que el aire sopla en sentido contrario, pero en los centrífugos que suelen estar conectados a conductos es más difícil si no se tiene acceso fácil al punto de descarga.
VENTILADORES DE TIRO INDUCIDO
Las torres de tiro mecánico proporcionan un control total sobre el caudal de aire suministrado. Se trata de torres compactas, con una sección transversal y una altura de bombeo pequeñas en comparación con las torres de tiro natural. En estas torres se puede controlar de forma precisa la temperatura del agua de salida, y se pueden lograr valores de acercamiento muy pequeños (hasta de 1 o 2 ºC, aunque en la práctica acostumbra a ser de 3 o 4 ºC). Si el ventilador se encuentra situado en la entrada de aire, el tiro es forzado. Cuando el ventilador se ubica en la zona de descarga del aire, se habla de tiro inducido.
En las torres de tiro forzado el aire se descarga a baja velocidad por la parte superior de la torre. Estas torres son, casi siempre, de flujo a contracorriente. Son más eficientes que las torres de tiro inducido, puesto que la presión dinámica convertida a estática realiza un trabajo útil. El aire que se mueve es aire frío de mayor densidad que en el caso de tiro inducido. Esto también significa que el equipo mecánico tendrá una duración mayor que en el caso de tiro inducido, ya que el ventilador trabaja con aire frío y no saturado, menos corrosivo que el aire caliente y saturado de la salida, Como inconveniente debe mencionarse la posibilidad de que exista recirculación del aire de salida hacia la zona de baja presión, creada por el ventilador en la entrada de aire.
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Torre de flujo a contracorriente y tiro inducido.
Las torres de tiro inducido pueden ser de flujo a contracorriente o de flujo cruzado. El flujo a contracorriente significa que el aire se mueve verticalmente a través del relleno, de manera que los flujos de agua y de aire tienen la misma dirección pero sentido opuesto. La ventaja que tiene este tipo de torres es que el agua más fría se pone en contacto con el aire más seco, lográndose un máximo rendimiento. En éstas, el aire puede entrar a través de una o más paredes de la torre, con lo cual se consigue reducir en gran medida la altura de la entrada de aire. Además, la elevada velocidad con la que entra el aire hace que exista el riesgo de arrastre de suciedad y cuerpos extraños dentro de la torre. La resistencia del aire que asciende contra el agua que cae se traduce en una gran pérdida de presión estática y en un aumento de la potencia de ventilación en comparación con las torres de flujo cruzado.
Torre de flujo cruzado (tiro inducido)
En las torres de flujo cruzado, el aire circula en dirección perpendicular respecto al agua que desciende. Estas torres tienen una altura menor que las torres de flujo a contracorriente, ya que la altura total de la torre es prácticamente igual a la del relleno. El mantenimiento de estas torres es menos complicado que en el caso de las torres a contracorriente, debido a la
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facilidad con la que se pueden inspeccionar los distintos componentes internos de la torre. La principal desventaja de estas torres es que no son recomendables para aquellos casos en los que se requiera un gran salto térmico y un valor de acercamiento pequeño, puesto que ello significará más superficie transversal y más potencia de ventilación, que en el caso de una torre de flujo a contracorriente.
CONCLUSIONES
Economizadores
Son utilizados para ahorrar energía o vapor de una caldera, pero además se puede utilizar en calderas pequeñas para ahorrar energía, es por eso que muchas empresas se preocupan por este ámbito para proteger el medio ambiente.
Las calderas para agua caliente central en las comunidades están siendo sustituidas por calderas individuales de agua caliente sanitaria; ocupan poco espacio, son seguras y no requieren casi mantenimiento. Los modelos que disponen de un pequeño acumulador de varios litros proporcionan agua caliente al instante, incluso con reducidos caudales(2 litros/minuto). Ahorran hasta 15.000 litros de agua al año.
Recalentadores
Se dice que son de tipo curvados, se encargan de aumentar la temperatura asi como el volumen del vapor, se puede situar internamente o externamente en una caldera, se dice que son de conveccion.
Presentan una division en primario secundario e intermedio.
Los recalentadores deben estar siempre refrigerados, ya sea por la circulación de vapor por su interior como por un refrigerado externo por aire, ya que si no podrían quemarse.
Los recalentadores pueden estar colocados horizontal o verticalmente.
Condesador
Un condensador térmico es un intercambiador de calor entre fluidos, de modo que mientras uno de ellos se enfría, pasando de estado gaseoso a estado líquido, el otro se calienta. Se fabrican en tamaños y disposiciones diversas para ser empleados en numerosos procesos térmicos.
Es un elemento intercambiador térmico, en cual se pretende que cierto fluido que lo recorre, cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor (cesión de calor) con otro medio. La condensación se puede producir bien utilizando aire mediante el uso de un ventilador o con agua (esta última suele ser en circuito cerrado con torre de refrigeración, en un río o la mar). La condensación sirve para condensar el vapor, después de realizar un trabajo termodinámico p.ej. una turbina de vapor o para condensar el vapor comprimido de un compresor de frío en un circuito frigorífico. Cabe la posibilidad de seguir enfriando ese fluido, obteniéndose líquido subenfriado en el caso del aire acondicionado
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Chimeneas
Principalmente deben ser verticales, en donde los gases calientes deben fluir sin ningun problema, se deb de diponer de mallas para quie las aves no aniden dentro de la misma en su espacio que es llamado ducto
A la corriente de aire que origina el fuego y que hace que el humo ascienda por la chimenea se le denomina "tiro".
Controles de nivel
Los controles de nivel del agua son dispositivos o estructuras hidráulicas cuya finalidad es la de garantizar el nivel del agua en un rango de variación preestablecido. Existen algunas diferencias en la concepción de los controles de nivel, según se trate de: canales; plantas de tratamiento; tanques de almacenamiento de agua o un embalse.
Controles eléctricos
Suelen ser de tipo manual para una caldera o semiautomatico que utilizan arrancador electronuumatico . Los controles semi-automatico
La clave de la clasificación como en un sistema de control semiautomático es el hecho de que los dispositivos pilotos son accionados manualmente y de que el arrancador del motor es de tipo electromagnético.
VENTILADORES
De tiro forzado
Evacuación por tiro forzado es un aparato que ayuda a la evacuación de los productos de combustión de los aparatos en los que irá colocado. El termostato hace que se ponga en funcionamiento el ventilador en el momento en que detecta el aumento de temperatura producido por el encendido de los quemadores del calentador con la correspondiente producción de agua caliente sanitaria.
De tiro inducido
Las torres de tiro inducido pueden ser de flujo a contracorriente o de flujo cruzado. El flujo a contracorriente significa que el aire se mueve verticalmente a través del relleno, de manera que los flujos de agua y de aire tienen la misma dirección pero sentido opuesto. La ventaja que tiene este tipo de torres es que el agua más fría se pone en contacto con el aire más seco, lográndose un máximo rendimiento.
BIBLIOGRAFIA
http://es.wikipedia.org/wiki/Control_de_nivel"
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Enciclopedia larrouse
www.el rincondelvago.com
www.exa.unicen.edu.ar/catedras/calaire/_private/Programa%20Materia%209512.doc
ANEXOS
CHIMENEAS
Función, proyección y diseño
Una chimenea servia, en sus inicios, para hacer el trabajo de calefacción. Es un elemento arquitectónico que llena el hogar de calor producto de la combustión de ciertos elementos. Estos elementos pueden ser maderas, combustibles pétreos, carbón, etc. Una característica básica para su funcionamiento, es que solo de a la habitación calor, y que todos los desechos producto de la combustión, ya sea ceniza o humo, sean extraídos o conducidos hacia el exterior. Para esto es necesario que la chimenea tenga un diseño previo, ya que se ha dado el caso de que se construya una chimenea, pero el diseño no es el adecuado y por lo tanto el resultado es que no provista de calor y todavía encima de eso, los gases producto de la combustión sean lanzados al interior de la habitación.
En la actualidad una chimenea cumple principalmente la función de elemento arquitectónico decorativo, pues la función de proveer calor la realizan de mucho mejor manera las calefacciones modernas
Como puede observarse el funcionamiento de una chime-nea es el siguiente:
El combustible empieza a consumirse, es en ese momento que el calor es exhalado a la habitación por l embocadura, y los humos producidos se elevan, pasan por la garganta que
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tiene la característica de que puede moverse, abriendo o cerrando el paso de aire a la cámara de combustión u hogar, después de eso, pasa a la cámara de humos y es aquí donde se mezcla con el aire que se introduce por el conducto de salida de humos, y es lanzado al exterior. Otro factor importante a tomar en cuenta con relación a las chimeneas, es la posición y forma del conducto de salida e humos. Esto es, que como regla general, la cumbrera de la chimenea debe sobresalir 90 centímetros de el punto mas alto de la construcción, de lo contrario los vientos pueden hacer o influir mas de lo necesario en las circulaciones de aire por la chimenea.
Clasificación de las estructuras de acero
Las estructuras son en elemento básico de toda construcción y su función es recibir y transmitir su peso y el de las fuerzas exteriores al terreno, de manera que todos sus elementos estén en equilibrio. La transmisión de dichos esfuerzos se logra mediante la transformación en esfuerzos internos y su distribución a lo largo de las piezas estructurales.
Forma de trabajo
Por su forma de trabajo, las estructuras pueden ser pasivas o activas.
1. Estructuras activas: son capaces de modificar que las fuerzas hagan rodeos a través de la estructura, arcos, dinteles, etc.
2. Estructuras pasivas: transmiten los esfuerzos en forma directa, como en un muro de carga o una columna, porque estos solo son elementos interpuestos entre las cargas y el terreno.
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Estructura metálica
La denominación de estructura metálica se emplea para designar perfiles laminados, barras y planchas preparadas para ensamblado, mediante punzonado, remachado, soldado y cepillado. El acero para estructuras se utiliza en la construcción de edificios, puentes, torres con estructuras similares que requieren armazones resistentes para sostener cargas considerables y para resistir fuerzas de índole diversa. Para tales propósitos, el acero laminado es uno de los materiales de construcción mejor conocido y mas confiable, por las razones que se expondrán a continuación. Además, es especialmente apropiado para armaduras de puentes y edificios sobre vanos largos, así como para vigas, tirantes y columnas cuando la rigidez, las limitantes de espacio, el peso, la rapidez de la construcción y la economía son factores que deban tenerse en cuenta. El acero se ha utilizado como material de construcción durante mas de un siglo, tiempo en el cual se ha sometido a pruebas, estudios y análisis mas minuciosos y estrictos que cualquier otro material de construcción, por ejemplo, todas las laminaciones de acero para estructuras se prueban física y químicamente.
Ventajas de las estructuras de acero
El acero se recomienda especialmente como material de construcción por las razones siguientes:
Su método de manufactura esta tan controlado y mecanizado, que sus propiedades físicas son casi invariables, además, su elementos ( como carbono, hierro, etc,) se colocaban con gran exactitud científica, según formulas perfeccionadas después de ensayos completos.
Cada partícula de acero se somete a prueba antes de hacerse su comprobación final.
Es muy resistente a esfuerzos de toda clase, como tracción, compresión, corte, torsión, curvatura, etc.
Es un material homogéneo, cuyas propiedades pueden determinarse con exactitud, mediante análisis matemático. Su modulo de elasticidad se conoce muy bien y es
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prácticamente una constante para la tracción como para la compresión, dentro de los limites de trabajo.
Los esfuerzos de las estructuras de acero se pueden calcular con exactitud si se aplican las formulas de mecánica conocidas.
Los esfuerzo útiles de trabajo por área unitaria son mayores para el acero que para otros materiales de construcción; por tanto , las vigas de acero son de menor tamaño y, a menudo, de menor peso que las de otros materiales.
Antes de ser entregados, los elementos de acero para estructuras se pueden preparar, acabar y probar completamente, listos para emplearse, en longitudes o tamaños convenientes que facilitan el transporte a cualquier lugar, ya sea por ferrocarril o camión.
Las partes de acero por usar en estructuras grandes y complicadas se arman con facilidad mediante remache y soldadura, a menudo, a menudo, con pocos elementos y personal sin mayor destreza, bajo vigilancia adecuada.
Las estructuras de acero se pueden alterar o ampliar fácilmente.
Las estructuras de acero se pueden desmontar con facilidad, de manera que el material vuelva a usarse en otro lugar o para otros fines, con un valor de satisfacción.
Es incombustible.
No se alabea, hincha, quiebra o cede, ni lo atacan muchos elementos muchos elementos destructivos que afectan a otros materiales.
Por sus propiedades elásticas, resiste grandes golpes debido a golpes o impactos fuertes y repentinos.
Tiene valor especial para regiones afectadas por terremotos, debido a la gran resistencia que ofrece en relación a su peso, porque los esfuerzos producidos por un terremoto son proporcionales al peso de la estructura.
Por su gran resistencia en relación con su peso, resulta ventajoso para reducir las cargas en las cimentaciones, cuando se emplea en terrenos de alta compresibilidad.
La estructura de acero bien realizada, si se le da un destino no previsto o se le sobrecarga, no se desplomara sin que ello advierta anticipadamente, a menos que le falle la cimentación. Como es elástico por naturaleza, el acero presenta una deformación considerable antes de fallar considerablemente.
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