Cuando inviertes dinero en un producto determinado esperas obtener un rendimiento.
El rendimiento de cualquier máquina se determina dividiendo lo que aprovechamos de ella entre lo que consume para producir el efecto deseado, cuantificando ambos efectos en la misma escala de unidades.
En nuestro caso de la caldera, lo que queremos aprovechar es el calor generado y lo que consume será el calor que poseía el combustible que la alimenta.
El calor aprovechado es el que toma el agua que circula por el exterior de la cámara de combustión de la caldera, que entra a una temperatura determinada y sale a otra temperatura más elevada y el calor generado por la combustión en el interior de la caldera es el correspondiente al del combustible que se quema.
Rendimiento=\frac{Potencia_{Util}}{Potencia_{Combustible}}=\frac{Potencia_{Util}}{Caudal_{Consumido}\cdot PCI}
Existen dos métodos para determinar el rendimiento de un generador de calor:
- Método directo: Deberás medir el calor utilizable, que es el que sale de la caldera a través del agua que circula por ella, para ello se utiliza el calorímetro.
Potencia_{Util}(kW)=Caudal_{Masico\: Agua}(\frac{kg}{s})\cdot Calor_{Especifico\: Agua}(\frac{kJ}{kg^{\circ}C})\cdot (Temp_{Salida}-Temp_{Entrada})(^{\circ}C)
- Método indirecto: Deberás medir las distintas pérdidas que existen en el sistema:
- Pérdidas a través del cuerpo de la caldera: Se deberían considerar las pérdidas por conducción, convección y radiación de la caldera. Dependen del grado de aislamiento del cuerpo de la caldera y de su tamaño. Se estiman entre un 0,5 y un 2% de las pérdidas totales, aunque en en muchos casos pueden despreciarse frente a las demás pérdidas por ser difíciles de determinar. Pueden valorarse también cualitativamente a través de un estudio termográfico.
- Pérdidas de calor sensible en los humos: Debidas a la temperatura a la que salen los humos de la combustión al exterior. Dependen de la composición de los humos y de la diferencia de temperaturas entre el ambiente de la sala de calderas y la de los humos:
Perdidas_{Calor\: Sensible}=\frac{Volumen_{Humos}\cdot Calor_{Especifico\: Humos}\cdot (Temp_{Humos}-Temp_{Ambiente\: Sala})}{Combustible_{Consumido}\cdot PCI}
También pueden determinarse a partir de la fórmula de Siegert:
ConstanteCombustible1 = Gasóleo (0,495 + 0,00693 x %CO2); Gas Natural (0,46); GLP (0,50)
- Pérdidas por inquemados: Se basa en la pérdida energética de no quemar todo el combustible que deriva en la presencia de inquemados en los humos de la combusión:
También pueden determinarse a partir de la fórmula:
ConstanteCombustible2 = Gasóleo (95); Propano (84); Butano (75); Gas Natural (72)
- Pérdidas a través del cuerpo de la caldera: Se deberían considerar las pérdidas por conducción, convección y radiación de la caldera. Dependen del grado de aislamiento del cuerpo de la caldera y de su tamaño. Se estiman entre un 0,5 y un 2% de las pérdidas totales, aunque en en muchos casos pueden despreciarse frente a las demás pérdidas por ser difíciles de determinar. Pueden valorarse también cualitativamente a través de un estudio termográfico.
Calorímetro.
Forma de transmisión de calor a través de las propias partículas sólidas de un material.
Forma de transmisión de calor a través de un fluido que rodea al foco de calor.
Forma de transmisión de calor a través de ondas electromagnéticas.