Calefacción de pellets

La calefacción con pellets es un sistema de calefacción en el que se queman pellets de madera (pequeños pellets de virutas de madera y serrín). Ocasionalmente se utilizan otros combustibles granulados, como pellets de paja. Los sistemas de calefacción central actuales que funcionan con pellets de madera como fuente de energía renovable son comparables en funcionamiento y mantenimiento a los sistemas de calefacción de gasoil y gas.

Existen dos sistemas operativos diferentes para los sistemas de calefacción de pellets: uno son hornos individuales con liberación directa de calor al espacio habitable y el otro son sistemas de calefacción central (sistemas de calefacción central de pellets) que incluyen sistemas de control y control de retroalimentación.

Las estufas de pellets o estufas individuales son, por lo general, instalaciones con una potencia máxima de 6-8 kW o inferior. Suelen instalarse directamente en el salón. Suelen disponer de un pequeño depósito de pellets que puede durar uno o varios días. El suministro de combustible y el control de la combustión se controlan automáticamente y la eliminación de cenizas se realiza manualmente. El calor suele llegar directamente a la estancia. La gama de estufas de pellets individuales es igualmente variada que la de estufas de leña, incluidas las versiones con ventana para poder ver el fuego.

Las calderas de pellets se utilizan como sistemas de calefacción central para demandas de calor (carga de calefacción) de más de 3,9 kW ( kilovatios ). Pero los sistemas de calefacción central de pellets no solo se utilizan en viviendas unifamiliares o bifamiliares (hasta 30 kW), sino también para unidades residenciales o comerciales más grandes con demandas de calor de unos pocos cientos de kW. Los sistemas de quemadores de pellets funcionan de manera más eficiente a plena carga y, por lo general, se pueden regular hasta un 30% de su capacidad total. Dado que la fase de calentamiento de los hornos de pellets suele ser más larga que la de los sistemas de combustión de gasóleo 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, los hornos de pellets suelen combinarse con sistemas de almacenamiento intermedio como, por ejemplo, tanques de agua. ^[1]

En ocasiones, se ofrecen quemadores de pellets independientes que se pueden montar en una caldera de gasoil o de leña ya existente como una alternativa económica a un cambio completo de calefacción. Sin embargo, la eficiencia de estos hornos complementarios es menor. Por lo general, los hornos complementarios no reciben subvenciones del gobierno.

Al igual que en los sistemas de calefacción a base de astillas de madera , el combustible de pellets también se suministra de forma periódica y automática desde el depósito de pellets (en el caso de los sistemas de calefacción central) o desde el depósito diario (en el caso de las estufas de pellets ) según las necesidades en la cámara de combustión. Con el calor generado por el circuito de calefacción se calienta el agua en la caldera de pellets en los sistemas de calefacción central a pellets. 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 a gas o petróleo, los sistemas de calefacción a pellets requieren la integración de un depósito de agua caliente en el sistema de calefacción para reducir las pérdidas de calor.

El horno se alimenta automáticamente con material combustible. La tecnología de control del sistema regula gradualmente la entrada de combustible para que coincida con la potencia térmica requerida. Según el sistema específico, los pellets de madera suministrados se encienden automáticamente mediante sopladores de aire caliente o mediante 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: hoy en día existen técnicas de carga desarrolladas específicamente para la combustión de pellets, como la combustión por canal de caída, la combustión por debajo, la combustión por alimentación lateral o el uso de un sistema de parrilla de rodillos. El método de carga y combustión del combustible de pellets se divide en 5 tecnologías. ^{[2] [3]}

• Quemador de chimenea : los pellets se deslizan por un canal de descarga hasta el interior de un quemador. De esta forma, la zona de combustión queda exactamente definida y, por lo tanto, la combustión se puede controlar con precisión. Con esta tecnología, en comparación con otros sistemas, quedan menos cenizas y se pueden eliminar del quemador mediante mecanismos de limpieza. Este tipo de carga se utiliza normalmente para estufas de pellets .
• Sistema de parrilla de rodillos : los pellets caen desde arriba sobre varias placas de acero que giran lentamente y tienen pequeñas holguras. Un separador limpia las holguras con cada revolución para que la ceniza pueda caer sin obstáculos y el aire de combustión pueda circular hacia arriba.
• Quemador de alimentación inferior : los pellets se presionan desde abajo hacia una placa de combustión mediante un sinfín, donde se queman y la ceniza que queda cae por el borde de la placa al cenicero que se encuentra debajo.
• Quemador de retorta o de alimentación lateral : esta tecnología funciona de manera similar al encendido por debajo, excepto que el combustible se presiona a través de un sinfín sobre la placa de combustión desde el costado. Al mismo tiempo, la placa de combustión y el suministro de aire se pueden configurar para que coincidan con los rendimientos parciales.
• Tecnología de aspiración La seguridad de reencendido del 100 % del sistema de chimenea de caída se combina con una válvula rotativa de metal macizo y evita que el ciclón o la turbina de aspiración se cubran de polvo. El ciclón estrecho y alto limpia el aire de retorno del polvo y garantiza así la máxima vida útil de la turbina. La regulación variable del lecho de fuego posible con el principio de caída, junto con las altas temperaturas de la cámara de combustión, permiten características de modulación.

Para lograr una mayor eficiencia y una menor contaminación del aire, los sistemas de calefacción de pellets modernos controlan la combustión mediante un sensor de temperatura o de espacio de llama en combinación con una entrada de aire de combustión de regulación continua mediante un ventilador de aspiración y 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.

Los sistemas de pellets están disponibles en diferentes rangos de potencia, desde unos 3,9 kilovatios a hornos individuales de entre unos 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 pueden funcionar a plena carga y a carga parcial. En la actualidad, 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.

Con pocas excepciones, la eficiencia disminuye cuando la caldera de pellets funciona con carga parcial. Las eficiencias técnicas de calefacción descritas pueden diferir en gran medida de las eficiencias reales de la planta, por lo que el concepto de la planta desempeña un papel importante. Es útil utilizar un acumulador intermedio lo suficientemente grande.

Los pellets de madera se almacenan a granel en un depósito o en un almacén y se transportan al quemador mediante un sistema de transporte. El lugar de almacenamiento debe estar seco, ya que los pellets reaccionan higroscópicamente en paredes húmedas o con alta humedad durante el almacenamiento y se desmoronan.

En comparación con el gasóleo, los pellets de madera requieren aproximadamente tres veces más volumen de almacenamiento, aunque con menos esfuerzo técnico para el espacio, ya que los pellets, a diferencia del gasóleo de calefacción, no son sustancias contaminantes del agua. Para el almacenamiento, los pellets se pueden acomodar en un solo espacio de almacenamiento. El suelo debe tener forma de embudo, generalmente hecho de madera. Al final del embudo se encuentra la entrada para el transportador de tornillo o el tubo de extracción. Más salidas en el almacén garantizan un funcionamiento sin obstáculos incluso en caso de problemas en uno de los puntos de extracción. Las alternativas a un almacén son tanques prefabricados hechos de tela o chapa de acero. ^[4] Se pueden utilizar tanques enterrados bajo tierra o silos independientes, si hay suficiente espacio disponible en el edificio. En áreas con alta humedad es importante utilizar sistemas de tanques muy herméticos para garantizar la calidad del combustible de pellets .

Para transportar los pellets desde el almacén hasta la sala de calderas se utilizan diferentes sistemas: se pueden utilizar sistemas de soplado o de tornillo. La elección depende principalmente de la distancia desde el almacén hasta la sala de calderas. Para distancias superiores a dos metros se requieren normalmente transportadores de tornillo flexibles de varias etapas. Los sistemas de soplado se pueden utilizar de forma flexible y pueden transportarse a distancias de hasta 20 m. La descarga desde el almacén o el contenedor suele estar también respaldada por un fondo de tanque inclinado o una salida de tolva. ^[5]