Eficiencia de una caldera

TERMODINAMICA II

Eficiencia de las calderas

índice

Contenido temático

03

02

Historia de la eficiencia de las calderas

Concepto

Eficiencia de una caldera

01

Qué es una caldera

Introducción

07

05

Cálculos

Ejemplo de cálculos

Métodos para mejorar la eficiencia

04

Grafica

Historia de la eficiencia

08

La caldera más eficiente

Introducción

¿Qué es una caldera?

Usos comunes

• Generación de electricidad.
• Procesos industriales (ej., petroquímica, alimentos).
• Calefacción.

Definición: Dispositivo térmico que genera vapor o calienta agua mediante la combustión de un combustible o energía eléctrica.

¿Por qué es importante la eficiencia?

• Impacto económico: Ahorro en el consumo de combustible.
• Impacto ambiental: Reducción de emisiones contaminantes.
• Competitividad industrial: Mejora del rendimiento operativo

Eficiencia de una caldera

La eficiencia de una caldera se mide como la relación entre la energía térmica útil generada y la energía contenida en el combustible consumido. Esto considera factores como:

• Eficiencia térmica directa: Basada en la energía transferida al vapor o agua.
• Eficiencia térmica indirecta: Considera las pérdidas por gases de escape, radiación, entre otras.

Historia de la eficiencia de las calderas

La evolución de las calderas comenzó con el uso del vapor como fuente de energía en el siglo XVIII gracias a James Watt. Su diseño mejorado introdujo condensadores separados para aumentar la eficiencia. Desde entonces:

• En la Revolución Industrial, las calderas de carbón alcanzaron eficiencias de 50%-60%.
• A mediados del siglo XX, las calderas de gas y petróleo aumentaron las eficiencias hasta el 80%-90%.
• Actualmente, las calderas de condensación pueden alcanzar eficiencias de hasta el 98% gracias a la recuperación del calor de los gases de escape.

Evolución de las calderas

Métodos para mejorar la eficiencia

1. Uso de economizadores

Un economizador es un intercambiador de calor que precalienta el agua de alimentación utilizando los gases de escape calientes.

2.Precalentamiento de Aire de Combustión

Consiste en calentar el aire que se utiliza para la combustión antes de introducirlo en la caldera.

3.Aislamiento térmico

Aplicar materiales aislantes en las superficies externas de la caldera y las tuberías.

4. Optimización de la Combustión

Ajustar el suministro de aire y combustible para garantizar que la combustión sea lo más completa posible.

Cálculos

Caldera de condensación

• Recuperación de calor latente:
• Intercambiadores avanzados:
• Operación a bajas temperaturas:
• Control inteligente:
• Uso de combustibles limpios:

Una caldera de condensación es un sistema de calefacción que aprovecha el calor latente de los humos de la combustión para generar agua caliente sanitaria y calefacción.