ES2240007T3 - Caldera de gas. - Google Patents

Abstract

Caldera de gas que comprende una cámara de combustión estanca; un conducto de toma de aire conectado a la cámara de combustión; un conducto de salida de gases conectado a la cámara de combustión; un disyuntor de presión para detectar el flujo de la salida de gases; un tubo para conseguir la presión permanente en el tubo de salida de gases; un tubo venturi para conseguir la presión dinámica en el tubo de gas; y un ventilador que comprende una caja helicoidal de ventilador situada a lo largo del conducto de salida de gases; estando la caldera caracterizada porque el tubo y el tubo venturi están situados dentro de la caja helicoidal del ventilador.

Description

Caldera de gas.

El presente invento se refiere a una caldera de gas. En particular, el presente invento se refiere a una caldera de gas que comprende una cámara de combustión estanca; un conducto de toma de aire conectado a la cámara de combustión; un conducto de salida de gases conectado a la cámara de combustión; un disyuntor de presión para detectar el flujo de la salida de gases; un tubo para conseguir la presión permanente en el conducto de salida de gases; un tubo venturi para conseguir la presión dinámica en el tubo de gas; y un ventilador que comprende una caja helicoidal de ventilador situada a lo largo del conducto de salida de gases.

Una caldera de gas del tipo descrito anteriormente está descrita en el documento EP 790.465, en la que los tubos para descargar respectivamente la presión dinámica y la presión estática están situados a lo largo del conducto de salida hacia abajo desde el ventilador.

La caldera anteriormente descrita es eficiente en la detección del eventual bloqueo del conducto de salida de gases pero no es particularmente fiable en la detección de la presión ya que esta última está influida por el tiro natural del conducto de salida y no puede cumplir los requisitos de las calderas de gas provistas de cámara de combustión estanca.

El objeto del presente invento es proporcionar una caldera de gas con una cámara de combustión estanca que mejore su funcionamiento y que pase la prueba requerida por la norma PrEN483, de acuerdo con la cual las calderas de gas del tipo mencionado anteriormente deberán ser sometidas a un vacío de 2 mbar. En estas condiciones la caldera de gas se deberá encender regularmente y la llama deberá permanecer estable.

De acuerdo con el presente invento se ha provisto una caldera de gas de acuerdo con la reivindicación 1.

Los ventiladores FIME tipo GR00680P, utilizados para calderas Básicas, incorporan el tubo venturi (véase la Figura 6) y el tubo de presión curvo (véase la Figura 7) en la caja helicoidal.

El tubo venturi lee una presión, que es más baja que la presión estática presente en la caja helicoidal y es proporcional a la velocidad de los gases de combustión en ese punto.

La elección de la posición del tubo de presión ha sido de la máxima importancia; actualmente las medidas se leen por un disyuntor de presión que detecta los cambios de presión. La lectura del disyuntor de presión deberá ser estable en condiciones de funcionamiento normal y deberá disminuir en condiciones de funcionamiento anormales, con el fin de asegurar que la caldera se apague. La correcta disminución de la señal depende de la posición del venturi y de los tubos curvos dentro de la caja helicoidal del ventilador. Por lo tanto, la situación de los dos detectores de presión es crucial y requiere largos trabajos de ensayos.

La situación del tubo venturi y del tubo curvo dentro de la caja helicoidal del ventilador, tal como se muestra en la Figura 8, permite pasar las pruebas C5 (según la norma prEN 483/1998), ya que los detectores de presión no están afectados por el flujo de aire de la succión causada por el tiro natural de la chimenea, cuando la caldera está apagada.

Esto representa una importante ventaja si se compara con los tubos dentro de la conexión de los gases de combustión. En realidad, en este caso, si se impone una succión (como está prevista para pasar las pruebas C5), el tubo venturi, al estar en el centro de la vena de fluido, deberá leer un vacío, haciendo así difícil pasar la prueba. Por el contrario, si está colocado dentro de la caja helicoidal del ventilador, el tubo venturi está protegido del flujo de toma de aire, permitiendo así que pase la prueba.

Por lo tanto, el tubo venturi no deberá ser muy sensible a los flujos impuestos por la simulación de una succión cuando la caldera está apagada (prueba C5), pero deberá ser muy sensible a los cambios de velocidad de la vena de fluido cuando el ventilador está funcionando, permitiendo así que la caldera se apague automáticamente, en caso de mal funcionamiento del ventilador o de cierre accidental del tubo de salida de los gases de combustión.

En realidad, los ensayos realizados prueban que las emisiones permanecen por debajo de 2.000 ppm de CO, corregidas antes de que la caldera sea apagada por la acción del disyuntor de presión y por debajo de 1.000 ppm de CO, corregidas cuando se enciende de nuevo, tal como prevé la norma prEN483/1998. Además de las anteriores ventajas, esta solución permite un gran ahorro de costes.

Objeto del invento

El objeto del invento es mejorar el funcionamiento de la caldera de cámara estanca, que pasa las pruebas requeridas por la norma prEN483 para la configuración C5.

PrEN483

Norma relativa a calderas (estancas) Tipo C equipadas con quemador atmosférico, con una potencia térmica nominal igual o menor de 70 Kw.

Esta norma especifica los requerimientos y los métodos de pruebas para la fabricación, seguridad, funcionamiento, uso racional de potencia, clasificación y calibrado de calderas de gas, diseñadas para calefacción central.

Configuración C5

La configuración C5 está definida por la norma prEN 483 como un sistema en el que está conectada una caldera (estanca) tipo C, aunque con conductos independientes, a dos unidades terminales situadas en zonas en las que hay presión diferente. En la práctica, se producen dos situaciones:

-

la toma de aire en una pared y la salida en otra pared (no en la opuesta) a presiones diferentes (véase la Figura 1);

-

toma de aire en la pared y salida en el techo.

La norma prEN 483 especifica que la salida de los gases de combustión de una caldera instalada de acuerdo con esta configuración deberán ser sometidos a un vacío de 2 mbar; en estas condiciones, la máquina deberá encenderse regularmente y la llama deberá permanecer estable.

Situación actual

Las calderas IABER no son capaces de pasar esta prueba. Los tubos de presión y venturi están montados dentro del conector del ventilador (véase la Figura 2).

El tubo de presión lee un vacío, que cambia a medida que varia la velocidad del aire que pasa a través de él.

Estos dos componentes están conectados a un disyuntor de presión (véase la Figura 5) que lee cualquier cambio de presión.

El disyuntor de presión es un dispositivo electromecánico con una posición ON a 100\pm6 Pa y una posición OFF a 72\pm5 Pa.

Cuando la caldera se enciende, y por razones de seguridad, el programa que controla el funcionamiento de la caldera comprueba la posición del disyuntor de presión. El encendido de la caldera solamente se permite cuando el disyuntor de presión se encuentra en la posición OFF.

En las condiciones de prueba de la configuración C5, el vacío de 2mbar aplicado a la salida de los gases de combustión genera un flujo de aire que origina un cambio de presión dentro de la caldera, de tal forma que lleva el disyuntor de presión a la posición ON. Por lo tanto, el programa no permite el encendido de la caldera.

Descripción de la solución

Los ventiladores FIME tipo GR00680P, utilizados en calderas Básicas, incorporan el tubo venturi dentro de la caja helicoidal (véase la Figura 8).

El tubo venturi lee la toma de la presión proporcionalmente a la velocidad de los gases de combustión, en ese punto; la señal de vacío así generada es entonces detectada por el disyuntor de presión. Por lo tanto, "percibe" un cambio de presión (PD) generado por dos señales de presión que proceden del tubo venturi y de un tubo de presión estática (véase la Figura 4).

En las soluciones anteriores, el tubo de presión estática consistía en un tubo recto (véase la Figura 4) que tomaba la señal de la salida de los gases de combustión. Ahora el tubo de presión estática consiste solamente en el tubo positivo del disyuntor de presión, que lee el vacío existente en la caja de aire de la caldera (véase la Figura 3).

El PD mínimo que debe asegurarse durante el funcionamiento de la caldera es de 120 Pa en las peores condiciones (es decir, tubos de anchura máxima y funcionando a la máxima potencia).

Tal PD podría ser generado trabajando ambos en el sitio del tubo venturi dentro de la caja helicoidal y en el diámetro de la boca del venturi que actualmente es 4,6 \pm 0,1 mm.

Gracias a estas modificaciones, el venturi genera una señal de vacío de aproximadamente 150 Pa.

En estas condiciones, el segundo sensor de presión del disyuntor de presión percibe un vacío de aproximadamente 30 Pa.

El valor de PD detectado por el disyuntor de presión es, por lo tanto, 120 Pa (150 Pa del venturi - 30 Pa de la toma directa = 120 Pa).

Las ventajas de esta solución quedan principalmente reflejadas en una mayor estabilidad de la señal de presión.

La señal que alcanza el disyuntor de presión deberá ser estable en condiciones de funcionamiento normal y deberá disminuir en condiciones de funcionamiento anormales con el fin de asegurar que la caldera se apague. La correcta reducción de la señal es típica de la acción positiva del venturi.

Además, la situación del venturi dentro de la caja helicoidal del ventilador, como se muestra en la Figura 8, permite pasar las pruebas C5 (según la norma prEN 483/1998). En realidad en esa posición, no está afectado por el flujo de aire causado por el tiro natural de la chimenea, cuando la caldera está apagada.

Esto constituye una ventaja importante; en realidad, dentro de la caja helicoidal del ventilador, el venturi está situado en una posición protegida del flujo, lo que permite pasar la prueba C5 (succión de vacío de 2 mbar).

Por lo tanto, el venturi no deberá ser sensible a los flujos impuestos por la simulación de una succión, cuando la caldera está apagada (prueba C5), pero deberá ser altamente sensible a los cambios de velocidad de la vena de fluido cuando el ventilador está funcionando, permitiendo así que la caldera se apague automáticamente en caso de mal funcionamiento del ventilador o de cierre accidental de la salida de los gases de combustión.

Las pruebas realizadas en el laboratorio IABER R&D prueban que las emisiones permanecen por debajo de 2.000 ppm de CO, corregidas antes de que la caldera sea apagada por la acción del disyuntor de presión, y por debajo de 1.000 ppm de CO, corregidas en el nuevo encendido, tal como prevé la norma prEN 483/1998.

Claims (1)

1. Caldera de gas que comprende una cámara de combustión estanca; un conducto de toma de aire conectado a la cámara de combustión; un conducto de salida de gases conectado a la cámara de combustión; un disyuntor de presión para detectar el flujo de la salida de gases; un tubo para conseguir la presión permanente en el tubo de salida de gases; un tubo venturi para conseguir la presión dinámica en el tubo de gas; y un ventilador que comprende una caja helicoidal de ventilador situada a lo largo del conducto de salida de gases; estando la caldera caracterizada porque el tubo y el tubo venturi están situados dentro de la caja helicoidal del ventilador.