El aceite térmico es el fluido calorportador utilizado en innumerables aplicaciones para el desarrollo de los procesos industriales. Desde el punto de vista del proceso final o consumidor de calor, el fluido térmico es el fluido primario. Por el contrario, si el volumen de control o análisis se limita a la caldera, el fluido térmico es el fluido secundario, puesto que el intercambio de calor se realiza desde el primario (que puede ser una llama, gases de combustión o energía eléctrica transformada en calor) hacia el fluido secundario (aceite térmico). Dado que las temperaturas del primario pueden ser muy elevadas, es fundamental asegurar un caudal de aceite suficiente para evitar que éste supere su temperatura máxima de trabajo o que se originen puntos de sobrecalentamiento en la caldera.

La potencia nominal de la gama estándar de calderas de doble serpentín PIROBLOC para combustibles fósiles (gas natural, gasoil, fuel) se inicia en 100.000kcal/h (116kW) hasta los 5.000.000 kcal/h (5814kW). En todas ellas, existe un control de caudal por debajo del cual se para el aporte de calor para evitar sobrecalentamientos que puedan craquizar el aceite y/o dañar la caldera. Dicho control de caudal se realiza por medio de la presión diferencial entre el colector de aceite de entrada y el de salida.

Los valores nominales de presión diferencial para la gama de calderas mencionada oscilan normalmente entre 1,8bar y 2,8bar en función de la caldera y del proyecto.
Los valores típicos de set point para dicha alarma oscilan entre 1bar y 1,8bar dependiendo de cada caso, lo que permite implementar una alarma de caudal al sistema por baja presión diferencial mediante un presostato diferencial (DPSL) o mediante la diferencia de las lecturas de dos transmisores de presión (PT) uno en el colector de entrada y otro en el de salida.

Las calderas eléctricas de fluido térmico, desde el punto de vista hidráulico, se asemejan razonablemente a un intercambiador de haz tubular y carcasa, donde el haz tubular es sustituido por el conjunto de horquillas que se alimentan eléctricamente para calentar el aceite que circula por la carcasa.

calentador de inmersión

Calentador de inmersión sin montar

vista superior calentador

Vista superior de un calentador montado en el cuerpo de caldera

La potencia nominal de la gama estándar de calderas eléctricas de aceite térmico PIROBLOC se inicia en 24kW hasta los 1000kW.
Los valores nominales de presión diferencial para la gama de calderas mencionada oscila entre 0,1bar y 0,3bar. Esta baja presión diferencial es debida a que el recorrido del aceite en una caldera eléctrica es mucho menor que en una de serpentín, y a su vez a menor velocidad. Esto provocaría que el set point de alarma de caudal por presión diferencial estuviera entre 0,05bar y 0,15bar, lo que supondría un problema para los sensores de presión diferencial de gama estándar (tomando en cuenta que la presión estática puede llegar a ser 15bar_g o superior).

La solución adoptada por PIROBLOC ha sido incluir a la entrada de caldera una placa orificio (restriction orifice) calculada según la norma ISO_5167-2 (Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices). Dicho cálculo se realiza individualmente para cada cliente y proyecto según sus condiciones de trabajo: características del fluido utilizado (densidad, viscosidad) y caudal nominal.

Con este elemento se consigue que la presión diferencial del conjunto caldera y placa esté alrededor de 1,2bar, lo que nos permite la utilización de instrumentos estándar para la medición de presión diferencial. A esta ventaja se añade que la caldera pasa a tener un comportamiento parecido al indicado en la norma ISO_5167-2 lo que nos permite conocer con buena precisión el caudal circulante en cada momento.

Placa orificio para instalar entre bridas

Placa orificio para instalar entre bridas

Esquema de instrumentación de caldera eléctrica con placa orificio

Esquema de instrumentación de caldera eléctrica con placa orificio