Una caldera de pellets es un sistema de calefacción que quema pellets de madera. Las calderas de pellets se utilizan en sistemas de calefacción central para requisitos de calor (carga de calefacción) de 3,9 kW ( kilovatio ) a 1 MW (megavatio) o más. Los sistemas de calefacción central de pellets se utilizan en viviendas unifamiliares y en aplicaciones residenciales, comerciales o institucionales más grandes. Los sistemas de calderas de pellets funcionan de manera más eficiente a plena carga y generalmente se pueden regular hasta un 30% de la carga completa. Dado que la fase de calentamiento de las calderas de pellets suele ser más prolongada que la de los sistemas de combustión de petróleo o gas, las fases de combustión cortas tienen efectos negativos en la eficiencia del combustible. Para mejorar la eficiencia energética y reducir las emisiones nocivas, las calderas de pellets generalmente se combinan con sistemas de amortiguación, como tanques de agua aislados. [1]
Método de operación
Al igual que en los sistemas de calentamiento de astillas de madera , el combustible de pellets se entrega de forma periódica y automática desde el almacén de pellets (para sistemas de calefacción central) o el tanque diurno (para una estufa de pellets ) según las necesidades en la cámara de combustión. Con el calor generado por la combustión del pellet, el agua del circuito se calienta en la caldera del pellet. La distribución del calor es la misma que en otros sistemas, que utilizan agua para la distribución del calor. A diferencia de los sistemas de calefacción de gasoil o gas, los sistemas de calefacción de pellets requieren la integración de un depósito de agua caliente en el sistema de calefacción para reducir las pérdidas de calor.
Unidad de quema
El horno se alimenta automáticamente con material combustible. La tecnología de control del sistema regula la entrada de combustible gradualmente para igualar la salida de calor requerida. Dependiendo del sistema específico, los pellets de madera suministrados se encienden automáticamente con sopladores de aire caliente o desde un lecho de brasas permanente en la cámara de combustión.
Los sistemas de calefacción de pellets de madera funcionan con diferentes técnicas de carga y combustión. Existen técnicas de carga específicamente desarrolladas para la combustión de pellets, como la cocción de tolva de caída, la cocción de subalimentación, la cocción de alimentación lateral o el uso de un sistema de rejilla de rodillo. El método de carga y combustión del combustible de pellets se divide en 5 tecnologías. [2]
- Quemador de eje descendente: los pellets se deslizan por un conducto descendente hasta un recipiente de combustión. De esta manera, el área de combustión se define exactamente y, por lo tanto, la combustión se puede controlar con precisión. Con esta tecnología queda la menor cantidad de cenizas en comparación con otros sistemas y se puede sacar del brasero mediante mecanismos de limpieza. Este tipo de carga se suele utilizar para estufas de Pellet .
- Sistema de rejilla de rodillos : los pellets caen desde arriba sobre varias placas de acero de giro lento con pequeños espacios libres. Un skimmer limpia los espacios libres con cada revolución para que la ceniza pueda caer sin obstáculos y el aire de combustión pueda pasar hacia arriba.
- Quemador de alimentación insuficiente : los gránulos se presionan desde abajo en una placa de combustión mediante un sinfín donde se queman y la ceniza que queda cae sobre el borde de la placa en el cenicero de abajo.
- Encendido de alimentación lateral o quemador de retorta : esta tecnología funciona de manera similar a la combustión de alimentación inferior, excepto que el combustible se presiona a través de un sinfín sobre la placa de combustión desde el lateral. Al mismo tiempo, la placa de combustión y el suministro de aire se pueden configurar para que coincidan con los rendimientos parciales.
- Tecnología de succión La seguridad de quemado al 100% del sistema de tolva de caída se combina con una válvula giratoria de metal sólido y evita que el ciclón o la turbina de succión se cubran con polvo. El ciclón estrecho y alto limpia el aire de retorno del polvo y, por lo tanto, garantiza la máxima vida útil de la turbina. El lecho de fuego de control variable posible con el principio de caída, junto con las altas temperaturas de la cámara de combustión, hace posible las características de modulación.
Para una mayor eficiencia y menos contaminación en el aire, los modernos sistemas de calefacción de pellets controlan la combustión a través de un sensor de temperatura o de espacio de llama en combinación con una entrada infinitamente variable de aire de combustión a través de un ventilador de aspiración-soplado o una sonda lambda. Los gases de combustión calientes se conducen a la chimenea a través de un intercambiador de calor con limpieza manual o automática de las superficies de recalentamiento.
Rango de potencia y eficiencia
Los sistemas de pellets están disponibles en diferentes rangos de potencia desde aproximadamente 3.9 kilovatios en hornos individuales entre aproximadamente 4 y 20 kW. La mayoría de los sistemas disponibles en la actualidad tienen un control de potencia sobre el suministro de combustible y aire de combustión, de modo que puedan funcionar a plena carga y a carga parcial. Actualmente, las calderas de pellets alcanzan una eficiencia de combustión de aproximadamente el 85-95% a plena carga (potencia térmica nominal) en funcionamiento con energía térmica.
Salvo excepciones, la eficiencia disminuye cuando la caldera de pellets funciona a carga parcial. Las eficiencias técnicas de calefacción descritas pueden variar mucho de las eficiencias reales de la planta, razón por la cual el concepto de la planta juega un papel importante. Es útil el uso de un almacenamiento intermedio suficientemente grande.
Almacenamiento y descarga
Embalse diurno
Los pellets de madera se almacenan a granel en un tanque o área de almacenamiento y se suministran al quemador mediante un sistema de transporte. [3] El área de almacenamiento debe estar seca, ya que los gránulos reaccionan higroscópicamente en paredes húmedas o en alta humedad durante el almacenamiento con desmoronamiento.
En comparación con el aceite, los pellets de madera requieren aproximadamente tres veces el volumen de almacenamiento, aunque con menos esfuerzo técnico para el espacio, ya que, a diferencia de los pellets, los aceites de calefacción son sustancias contaminantes del agua. Para el almacenamiento, los pellets se pueden acomodar en un solo espacio de almacenamiento. El piso debe tener la forma de un embudo, generalmente de madera. Al final del embudo está la entrada para el transportador de tornillo o el tubo de extracción. Más salidas en la sala de almacenamiento aseguran un funcionamiento sin obstrucciones incluso en caso de problemas en uno de los puntos de extracción. Las alternativas a una sala de almacenamiento son los tanques prefabricados hechos de tela o chapa de acero. [4] Se pueden usar tanques subterráneos enterrados o silos independientes, si hay suficiente espacio disponible en el edificio. En áreas con alta humedad es importante utilizar sistemas de tanque herméticos para asegurar la calidad del combustible de pellets .
Transporte
Para transportar los pellets desde la instalación de almacenamiento hasta la sala de calderas, se pueden utilizar sistemas de soplado o tornillo. La elección depende principalmente de la distancia desde el almacenamiento hasta la sala de calderas. Para distancias superiores a dos metros, suelen ser necesarios transportadores de tornillo flexible de varias etapas. Los sistemas de soplado se pueden utilizar de forma flexible y distancias de alimentación de hasta 20 m. La descarga de la sala de almacenamiento o del contenedor también suele estar soportada por un fondo de tanque inclinado o una salida de tolva. [5]
Referencias
- ^ "Uso de calderas de pellets con almacenamiento térmico -" . 2013-05-15 . Consultado el 28 de noviembre de 2018 .
- ^ Energía de Pellets , Stefan Döring
- ^ "Organic Energy Ltd" . Consultado el 14 de diciembre de 2015 .
- ^ Diferentes sistemas de almacenamiento , Pelletsheizung
- ^ Energía de Pellets , Stefan Döring