Como hacer e instalar un intercambiador de calor.

Bricolaje

Alejandro Juárez (@AlexBriconatur) on 28 marzo, 2012

Etiquetas: arreglo, bricolaje sostenible, caldera, cosumo, fontanería, reciclar, reducir, reducir consumo, tienda de bricolaje

Como hacer e instalar un intercambiador de calor.
Antes de nada cuento los antecedentes. Tengo una casa en el Valle del Tietar, aunque los inviernos son suaves, hay ocasiones de 3-6 grados bajo cero. La casa se calienta con una caldera de gasóleo y una chimenea reconvertida con un insert que recircula el aire, calentándolo.
Por norma general vamos allí los viernes. Como está toda la semana con la caldera apagada, los días de frío el agua del circuito de la caldera puede llegar a estar a unos 2-3 grados, con lo que la cantidad de energía necesaria para subir la temperatura hasta los 60 grados…..es bastante elevada.
Después de buscar información y poner en funcionamiento la única neurona libre que tengo llegué a la conclusión de que la forma más sencilla de reducir el consumo de la caldera era aprovechar el calor generado por el insert…e “incorporarlo” al circuito de la calefacción.
Puntos positivos:
- Tengo la instalación de la caldera con su vaso de expansión, su bomba recirculadora, termostato, etc.
- Me sobran ganas para meterme en estos berenjenales.
1º Recopilación de materiales y herramientas.

Todas las herramientas necesarias son típicas de fontanería. Necesitaremos un cortatubos. Como vamos a usar tubo de cobre, la mejor opción para cortarlo es un cortatubos. Es una herramienta que tiene una ruleta afilada y un pomo….a medida que aprietas el pomo, la ruleta presiona con más fuerza el cobre…así que si además giramos, comienza a cortar el cobre. A cada giro del cortatubos, apretamos un poco el pomo….y así tantas veces como sea necesario hasta que el tubo de cobre se corte.



Otra herramienta necesaria, será el soplete. En este caso voy a usar un soplete un poco especial pues es para soldadura fuerte, es decir, temperaturas por encima de 400º. Luego explicaré el por qué. Éste modelo de soldador usa cartuchos de gas específico…además la lanza tiene un regulador de caudal y encendido piezoeléctrico….vamos…que giras el pomo, pulsas el botón y ya se enciende el soplete.
Junto con el soplete……estaño, varillas para soldadura fuerte, decapante, estropajo, etc.
A parte de esto, necesitaremos las piezas y accesorios de cobre….pero estos dependen de cada instalación (curvas, “t´s”, etc).

Además, he preparado un purgador de columna, para retirar todo el aire que quede en el circuito de cobre que irá dentro de la chimenea.
Y un termómetro que servirá para saber a que temperatura sale el agua del circuito de la chimenea. Éste no es imprescindible, pero me sirve para saber la temperatura antes y después de calentarse ( y hacerme una idea del gradiente térmico con la caldera apagada).



2. Montaje.
Vamos a empezar por la chimenea. Tenemos que hacer un agujero pasante desde el insert, atravesar la chimenea de obra…y terminar en la zona por donde vendrán los tubos conectados con el circuito de la calefacción.

Para ello he usado una broca para metales de carburo de tungsteno, de número 6. Con ella hago el agujero guía. Luego, he usado una broca un poco especial. Es una broca escalonada. La suelo usar mucho en el taller cuando trabajo con metales, pues es mu y cómoda, sobre todo cuando precisas agujeros de diámetros “raros.


Para salir de dudas, los agujeros están hechos en la parte alta de la chimenea dónde rompen las llamas….
Un poco de paciencia…y algo de tiempo y logramos esto:


Luego hay que perforar el grueso de la chimenea….esto….ya es algo más complicadillo, aunque depende de cada instalación. En mi caso, la chimenea está revestida de piedra, así que lo más sencillo ha sido descubrir la zona por donde irán las tuberías y picar para hacer hueco. Ahora veréis unas fotos.
El siguiente paso es la elaboración del serpentín. El serpentin es la pieza por donde circulará el agua de la caldera y estará en contacto con las llamas del insert. Teniendo en cuenta esto….el serpentín es conveniente que no tenga soldaduras…pues dentro de la chimenea puede llegar a los 150-200º, por lo tanto, si tiene algo de aire el serpentín…..las soldaduras romperían.
Bueno, pues ahora tomando como referencia estás consideraciones, lo más cómodo es usar cobre recocido. Es flexible, en un límite, y puedes hacer la forma que precises…..eso sí, aviso….es laborioso.

 Aunque el cobre recocido es maleable, se recomienda usar una curvadora o algo que impida que el tubo de cobre se chafe a la hora de hacer el serpentín. En mi caso he usado una herramienta muy habitual en fontanería, una curvadora de muelle.

Para no liarme a la hora de curvar el cobre…..he tomado las medidas interiores del insert y he preparado una plantilla en DM con esas medidas, a partir de aquí, es sencillo, curvar el cobre sin salirse de la plantilla.
En total, creo recordar, son unos 6 metros de cobre de 15 mm. En la foto se ve una brida metálica….es de ayuda en el montaje para que el serpentín no se mueva, pero vamos, que no es imprescindible.
También se observa la entra y la salida. En mi caso en concreto, al hacer el serpentín, dejé un metro de tubo para la entrada y otro para la salida, de forma que se puede conectar fuera del insert con el circuito de agua de la caldera.

Este es el montaje interior del intercambiador. Hasta ahora no he necesitado soldar nada. Las conexiones exteriores son sencillas, las he hecho con cobre del mismo diámetro, 15 mm y los accesorios correspondientes.




Para seguridad, a la salida del serpentín, he añadido un purgador de columna por encima del circuito para asegurarme que expulsa todo el aire que hay en el interior del serpentín. Si hay aire en el circuito, el agua no circula correctamente, además, al estar en contacto con las llamas comenzaría a hervir y al final sería un gran fiasco.

Además he añadido un termómetro para comprobar a que temperatura sale el agua al pasar por el circuito que está dentro del insert.
La conexión, como decía, cobre de 15 mm. En esta foto se puede apreciar lo que comentaba anteriormente, he retirado las piedras que recubren la chimenea dejando visto la chimenea original. Con un puntero y una maza he abierto hueco para pasar los tubos. Lo voy a dejar así un fin de semana para comprobar el funcionamiento y luego lo vuelvo a cubrir con las mismas piedras. Lo bueno es que tal y como cubrimos las chimenea en su momento, es como hacer un puzle, puedes quitar poner las piedras con bastante facilidad.



¿Continuamos con al instalación?. Pues ahora queda lo último, que es conectar el montaje a la instalación de la caldera. En nuestro caso la instalación va bajo suelo….por el piso inferior que es donde tengo ubicado el taller, así que es bastante accesible y fácil de trabajar.
Con una broca pasante (de las largas), hemos hecho dos agujeros atravesando el forjado de la casa.
La única pega que hay…es que es necesario vaciar por completo el circuito de la calefacción, pues es casi imposible soldar una tubería de cobre que tenga algo de agua.
Para ello, todas las instalaciones tienen….o al menos deben, una llave de vaciado en el punto más bajo, cerca de algún desagüe, arqueta, bote sifónico…etc. Una vez vaciado el circuito, ya podemos cortar la tubería de “ida”…de agua caliente.
¿por qué en esa tubería y no en la del retorno??? En mi caso, dónde conecto el circuito, es final de línea con conexión a un radiador…de forma que todo el agua que se calienta en el insert….pasa por el radiador, que es además el más grande de toda la casa (y el que menos se calentaba)…y regresa a la caldera…..así que calentamos el radiador y el calor residual hace que la caldera de gasóleo trabaje menos (consuma menos y contamine…menos).
Por precaución, he hecho una válvula de tres vías….Imaginad….hago conexiones directas al circuito….pongo en funcionamiento la caldera, la chimenea,…….y algo sale mal…y comienza a fugar agua…..pues con la válvula de 3 vías puedo anular la conexión al insert sin la necesidad de vaciar el circuito de la caldera…
He usado 3 válvulas de corte “para soldar”…..los accesorios de cobre…y poco más.
Bueno, tras el montaje…el purgado de aire…..cargamos el insert y lo ponemos a funcionar. Importante, la caldera tiene que estar en funcionamiento, es decir, recirculando el agua pero sin calentarla (para ello, ajusto el termostato para que no arranque el quemador).
En ese momento la temperatura en el interior del circuito era de 15 grados (fue un fin de semana cálido y largo, además llevaba varios días encendida la caldera ya que por norma general cuando llegamos los viernes, el agua está gélida….¡¡¡).
Lo bueno de tal y como está montado es que el serpentin, al estar en contacto directo con las llamas…no se aculuma hollín, ni se generan creosatas…..etc.
La primera foto es al estar un rato recirculando el agua…..la otra es al cabo de unos 30 minutos…con lo cual…aumenta la tempertura. Al cabo de una hora y con el insert ya caliente y con la madera adecuada, estaba en torno a los 50 grados….y el radiador como nunca había estado¡¡¡¡




Lo malo de todo esto….es que ya estoy dándole vueltas a la neurona para el siguiente proyecto¡¡¡¡

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