AHORROS DE ENERGÍA EN COMBUSTIÓN

La combustión es una reacción química exotérmica en la que participan oxígeno y un combustible.

Comúnmente se utiliza aire como comburente, pero sólo el oxígeno del aire participa activamente en la combustión. El contenido de oxígeno en el aire es de aproximadamente 21% en volumen y 79% de nitrógeno (contiene sólo trazas de otros elementos) y 23% de oxígeno en peso.

En la práctica, para obtener una combustión completa, se requiere agregar un exceso de aire.  El exceso de aire se expresa comúnmente en tanto por ciento respecto al aire estequiométrico. El aire estequiométrico y el exceso de aire necesario para “asegurar” en la realidad una combustión completa, dependen del combustible y del sistema de quemado. 

Por tal motivo, para optimizar la combustión es necesario minimizar el exceso de aire asegurando la combustión completa. Una de las variables que afectan el control del aire de combustión es la temperatura y humedad relativa del aire, la cual varía durante cada día y durante el año, afectando la densidad del aire (flujo másico). No basta ajustar la razón aire-combustible en un momento dado del año, se requiere de un sistema de control de la combustión para que se desarrolle eficientemente en cada instante.

El sistema de control requerido también depende de la versatilidad del sistema de combustión: hay quemadores de gas on-off, de dos etapas con restricciones en la llama mínima y máxima, modulantes, duales, etc. Cuando se calibra la entrada de aire con un valor constante a una determinada condición de operación. La variación de la temperatura y humedad del aire, cambia el flujo másico de combustión lo que nuestro caldero operará de manera ineficiente.

Un sistema de control de la combustión debe al menos contar con un sensor que mida el contenido de oxígeno en los gases de combustión, un controlador que procese la señal y envíe otra a un actuador que regule el aire de combustión en forma continua. Además, la regulación del aire de combustión puede hacerse mediante un dámper, accionado eléctricamente o de manera neumática, pero en términos de eficiencia energética, es mejor hacerlo mediante un variador de frecuencia en el motor eléctrico del ventilador del aire de combustión. También es necesario sensar la presencia de CO en los gases de combustión para asegurar que ocurra una combustión completa y actuar en consecuencia sobre el sistema de combustión.

El exceso de aire de combustión afecta significativamente a la eficiencia del caldero. Una variable importante para estimar la eficiencia de nuestro caldero, va en función de la temperatura de los gases de escape.

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