Fundamentos de Termotecnia: Combustión, Calderas y Sistemas de Climatización

Fundamentos de la Combustión

La combustión es un proceso físico-químico mediante el cual se libera la energía interna del combustible. Para que la combustión sea eficiente, se requiere un aporte mínimo de aire, evitando tanto el defecto como el exceso del mismo.

Esquema de reacción:

• Combustible + Aire (Oxígeno) → Llama (masa gaseosa en reacción) → Gas de combustión + Calor
• Combustible + Comburente (Carbono, Hidrógeno, Azufre) + Oxígeno → Gas de combustión + Calor

Combustibles Gaseosos

• Gases naturales: Metano.
• Gases manufacturados: Gas ciudad.

Según su proceso de fabricación, se clasifican en gasificación y desgasificación. El Índice de Wobbe se define como el cociente entre el PCS (Poder Calorífico Superior) y la raíz cuadrada de la densidad del gas.

Clasificación de Calderas

Las calderas se categorizan bajo los siguientes criterios:

• Diseño:
  • Pirotubulares: Tubos de humos inmersos en agua.
  • Acuotubulares: Tubería por la que circula el agua y el humo pasa entre ella.
• Combustible utilizado: Sólidos (leña), líquidos (gasóleo) y gaseosos.
• Material de construcción: Hierro fundido, chapa de acero y materiales especiales.
• Fluido térmico utilizado: Agua, agua sobrecalentada, vapor y fluido térmico.
• Tipo de hogar: Atmosférico, hogar en depresión, hogar en sobrepresión y estancas.

Suelo Radiante

Sistema compuesto por: barrera antivapor, paneles aislantes, tubos de plástico, mortero con aditivo, pavimento y zócalo perimetral.

• Ventajas: Gran confort, ausencia de ruidos, mantenimiento centralizado y ahorro de espacio en el local tratado.
• Inconvenientes: No controla la humedad, no aporta aire exterior, presenta gran inercia térmica y coste elevado.

Cálculos Técnicos y Dimensionamiento

Consumo de agua y captadores

• Consumo diario: Litros por número de habitaciones/personas.
• Superficie de captadores: (Litros × %) / 160 = número de paneles. Multiplicar por 2 para obtener la superficie en m².
• Volumen de acumulación: V/A = 100.
• Potencia del intercambiador: 500 × A.

Potencia y Caudal

• Potencia mínima del grupo térmico: P = (Q × Δt) / 2. (Q = litros totales, Δt = 60 - 10 = 50). El resultado se obtiene en kcal/h (dividir entre 0,86 para obtener W).
• Caudal de la bomba y primario del intercambiador: Caudal bomba = 300 l/h. Intercambiador (Δt = 20, potencia en kcal/h del grupo térmico).
• Consumo de gasóleo: Q = P / (η × N), donde P es la potencia del grupo térmico en kcal/h.
• Ventilación: 1,8 × P + 10 × A (P = potencia del grupo térmico en W).