Las características estructurales de las calderas de agua caliente varían según su tipo (como presión atmosférica, presión, vacío, tipo de tubo cuadrado, etc.) y combustible (carbón, gas, combustible, biomasa, electricidad), pero generalmente tienen las siguientes características estructurales básicas y principios de diseño:
Forma estructural general
La caldera de agua caliente se compone principalmente de un barril (o carcasa) de caldera, una superficie de calentamiento (-pared enfriada por agua, tubería de humos/tubería de agua), equipo de combustión, pared del horno, marco y sistema auxiliar. Según la forma estructural, se divide principalmente en:
Tipo híbrido de agua y tubo de fuego: se usa comúnmente en calderas de carbón/biomasa de tamaño pequeño y mediano- (como la serie CDZL). Se dispone una pared enfriada por agua-(tubería de agua) alrededor del horno y una tubería de humo en el barril de la caldera.
Tipo de tubo de agua: las calderas grandes utilizan principalmente esta estructura, el agua fluye dentro del tubo y los gases de combustión se lavan fuera del tubo, como una caldera de tubo cuadrado.
Tipo de carcasa: es común en calderas pequeñas de petróleo/gas, y el tubo del horno y el conducto de humos se colocan en una carcasa grande.
Características estructurales de la superficie calefactora del núcleo.
Pared-enfriada por agua (superficie de calefacción radiante):
Está dispuesto alrededor de la cámara del horno para absorber directamente el calor radiante de la llama.
Función: Protege la pared del horno contra quemaduras por altas temperaturas, mientras calienta el agua y genera energía de circulación natural.
Características: Las calderas modernas suelen utilizar paredes-enfriadas por agua con membranas, soldando los tubos en una sola pieza, con un buen sellado, lo que reduce las fugas de aire y mejora la eficiencia térmica.
Haz de tubos de convección/tubo roscado (superficie de calentamiento por convección):
Tubería roscada: Ampliamente utilizada en calderas de agua caliente de carbón/biomasa. La pared interior de la tubería de humo está procesada con ranuras en espiral, que pueden mejorar la perturbación de los gases de combustión, destruir la capa límite, fortalecer significativamente la transferencia de calor, prevenir la acumulación de cenizas y mejorar la eficiencia térmica (hasta un 82 % o más).
Haz de tubos de convección: dispuesto hacia arriba y hacia abajo en el barril de la olla, los gases de combustión recorren horizontalmente el haz de tubos para el intercambio de calor.
Estructura especial de diferentes tipos de calderas de agua caliente.
Caldera de tubo de esquina
Características estructurales: No existe un caldero tradicional, y los gruesos tubos de descenso y ascenso dispuestos en las cuatro esquinas del horno se utilizan como esqueleto para soportar todo el peso de la caldera.
Ventajas: Alta confiabilidad de la circulación del agua, gran capacidad de almacenamiento de calor, buena adaptabilidad de la carga, estructura compacta, fácil de iniciar y detener rápidamente. Es un tipo de horno maduro ampliamente utilizado después de la introducción de la tecnología danesa en China.
Caldera de agua caliente al vacío
Características estructurales: El interior de la caldera se divide en dos partes: superior e inferior.
La mitad inferior: similar a una caldera de vapor ordinaria, está compuesta por un tubo de horno y un tubo de humos, y se mantiene el estado de vacío interno (presión negativa).
Mitad superior (cámara de vacío): intercambiador de calor de agua-tubular-de vapor{1}} incorporado.
Principio de funcionamiento: el agua en la mitad inferior hierve a baja temperatura al vacío para producir vapor, y el vapor sube en la mitad superior del intercambiador de calor para condensarse, liberando el calentador de calor latente en la calefacción/agua caliente sanitaria, y el condensado vuelve a caer y se evapora nuevamente, formando un ciclo cerrado.
Ventajas: Intrínsecamente seguro (sin riesgo de explosión), sin necesidad de inspección anual, larga vida útil.
Caldera de agua caliente atmosférica
Características estructurales: La parte superior de la caldera tiene una abertura conectada a la atmósfera y la presión de funcionamiento es la presión atmosférica. Estructura: Relativamente simple, principalmente una combinación de estructuras de tubos de agua-y tubos de fuego-. Nota: Dado que está conectado a la atmósfera, se debe prestar especial atención a la prevención de la corrosión y no se puede utilizar para calefacción directa en edificios de gran altura-(requiere una estación de intercambio de calor).
Caldera de agua caliente a gas/petróleo
Características estructurales:
Combustión totalmente premezclada: los modelos modernos de alta-eficiencia utilizan fibra metálica o tecnología de combustión superficial, con el quemador y el horno integrados en el diseño.
Intercambiador de calor de cobre/acero inoxidable: algunas calderas modulares comerciales utilizan tubos de cobre o tubos con aletas de acero inoxidable como elementos de intercambio de calor, lo que permite una rápida transferencia de calor, resistencia a la corrosión y un tamaño compacto.
Estructura de condensación: se agrega un intercambiador de calor de condensación en la cola de las calderas de condensación para recuperar el calor latente de los gases de combustión, con temperaturas de escape tan bajas como 40-50 grados y una eficiencia térmica superior al 100% (basado en un valor calorífico más bajo).
