Utilizacion de un recuperador de calor en calefactores a gas de tiro balanceado. Ensayos en modelos comerciales

SERGIO DARÍO KEEGAN; ROBERTO FEDERICO PEREIRAS; NÉSTOR JAVIER MARIANI; GUILLERMO FERNANDO BARRETO

Jornada; Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata; 2015

En general, el consumo residencial representa una parte importante de los requerimientos energéticos de los países destacándose como particularmente relevante el rubro calefacción. En Argentina el sistema de calefacción domiciliaria mayormente empleado son los calefactores a gas de tiro balanceado. Información consignada en las estadísticas de productos industriales elaborada mensualmente por el Instituto Nacional de Estadísticas y Censos, indica que la producción promedio anual de estufas a gas en Argentina entre los años 2003 y 2012 fue de 358,000 unidades. Si se tiene en cuenta que alrededor del 60% de las mismas son de tiro balanceado resultan 215,000 unidades anuales.Estos dispositivos de calefacción presentan como ventajas la seguridad que ofrecen y el ambiente térmicamente confortable que generan, ya que no consumen aire ni descargan los gases de combustión en el mismo. Sin embargo, la eficiencia térmica (definida como energía entregada al ambiente a calefaccionar frente a la energía consumida) de las unidades comercializadas en la actualidad dista de ser óptima. Al respecto la normativa vigente en la Argentina (NAG 315) prevé para operación a potencia térmica máxima un valor no menor a 65% para equipos de menos de 5000 kcal h-1 y 70% para aquellos cuya potencia nominal sea mayor 5000 kcal h-1, mientras que para operación a llama mínima, la eficiencia no debe ser inferior a 50%. Cabe aclarar que, en general, los fabricantes no informan valores de eficiencia. Medidas realizadas en nuestro laboratorio en dos calefactores de tiro balanceado comercializados actualmente (Emege Patagonia y Longvie EBA3 ambos de potencia nominal 3000 kcal h-1) arrojan valores levemente superiores al 70% en ambos casos para potencia máxima y conductos de entrada y salida concéntricos; mientras que para potencia mínima los mismos se reducen a valores de 63-64%. Estas eficiencias, ya sean las indicadas por la norma o las medidas, resultan particularmente bajas si se las compara con las de otros sistemas de calefacción domiciliarios que utilizan gas como combustible, como las calderas de agua caliente que pueden alcanzar rendimientos superiores al 80%. Asimismo, otro aspecto a destacar respecto al funcionamiento de los calefactores de tiro balanceado es que en condiciones de operación a potencia máxima, las temperaturas de salida de los gases de combustión resultan considerablemente elevadas (superiores a los 400ºC). En este contexto se manifiesta la necesidad cierta de elaborar e implementar alternativas que permitan mejorar la eficiencia de los calefactores de tiro balanceado. En el grupo de trabajo se planteó la opción de emplear un recuperador de calor que permita aprovechar la entalpía que poseen los gases de combustión calientes que abandonan el calefactor para precalentar el aire que ingresa a la misma. Se implementó un primer recuperador de calor del tipo de tubos concéntricos aletados obteniéndose resultados preliminares alentadores dado que se consiguió disminuir significativamente la temperatura de salida de los gases de combustión. En este trabajo se presentan los avances alcanzados a partir de la realización de un programa de ensayos experimentales en los dos modelos de calefactor antes mencionados empleando el recuperador de tubos concéntricos aletados.