Fabricación y colocación de serpentín de acero inox en estufa Hergóm

Actualización 6/11/12: Jose, tras unos días de pruebas y cargas de leña y siguiendo mis consejos, ha conseguido aumentar el rendimiento de la estufa un 25% alcanzando los 45º de temperatura de salida. Más info al final de esta entrada.

El amigo Jose, de Madrid, se ha animado a aplicar el serpentín que fabriqué para Noa en su estufa de leña Hergóm, y de esta forma apoyar la calefacción y reducir la factura de gas todo lo posible.

Contactó conmigo a principios de año, interesado en ahorrar gas este invierno que viene.

En esta entrada os comentaré su funcionamiento y elementos necesarios e iré actualizándola según encontremos posibles mejoras o pegas al diseño.

Como el serpentín anterior, está fabricado de 4 tubos de 50 mm. de espesor por 35 cms de largo, con la diferencia de que las uniones entre ellos con tubos más finos las he colocado en la parte superior del tubo, para evitar que pueda acumularse aire en la parte superior de los tubos de 50 mm. Esto dificulta las soldaduras, hechas con electrodo inoxidable, pero mejorará algo su funcionamiento (lo veremos cuando esté en marcha).

A partir de las medidas e indicaciones del hueco de la estufa que me ha ido indicado Jose por correo, se ha diseñado un serpentín que, al igual que el de Noa, irá colocado encima del del horno en la estufa, recogiendo el calor de las llamas y humo que saldrá del habitáculo de combustión de la leña, y llevando esta agua agua caliente por el circuito de calefacción que está conectado a la caldera de gas.

De momento lo tiene preparado para que funcione de forma totalmente manual, con llaves de paso que abren o cierran el paso del agua entre el circuito de la caldera o del serpentín, pero supongo que con algo más de tiempo (y dinero) lo pueda poner automático.

Los tubos son de acero inoxidable, pero podrían ser de acero de 4 mm. de espesor, ya que al ser un sistema cerrado, sin aporte nuevo de oxígeno, la oxidación será mínima y durará toda la vida.

Veamos paso a paso su fabricación y montaje:

Aunque ya está explicado en detalle en la otra entrada, vuelvo a indicaros cómo he fabricado el serpentín. He tapado los laterales de los tubos con chapa de 4 mm. de acero inox, cortando y soldando hasta taparlo bien (lo siento por la calidad de las fotos):

Una vez hecho esto, tenemos los cuatro tubos preparados, y debemos calcular la distancia que ha de quedar entre ellos para que el total no exceda la anchura del hueco que dispone la estufa Hergóm:

Haciendo un corte a 30º vamos soldando los tubos de paso a los tubos anchos:

Para trabajar mejor he soldado una chapa a uno de los tubos para amarrar ahí la masa y poder trabajar mejor soldando y limpiando la escoria (por supuesto este trabajo con TIG se hace mejor y queda mejor, pero por ahora es lo que hay):

Después se le sueldan los tubos de salida/entrada de agua teniendo en cuenta que hay que librar un ladrillo refractario que había en la estufa de Jose y que no estaba en la de Noa, para posteriormente soldar unas chapas para mejorar el intercambio de calor (no demasiado largas para que no peguen en la tapa y algo inclinadas para que sean lo más largas posible, mejorando el contacto con los gases circulantes):

Jose la colocó en cuanto la recibió, y éste es el aspecto que tenía ya colocada en su sitio; se tuvo en cuenta que los tubos de salida/entrada tuvieran la longitud suficiente para conectar el codo fuera y que no pegaran con la pared.

Nos dimos cuenta que el tubo de salida de agua (el superior) quedaba algo inclinado, con lo que podría quedarse aire acumulado en las partes altas de, así que le aconsejé que lo enderezara todo lo que pudiera, y con ayuda de un amigo y calor, lo subió más para evitar eso:

En la siguiente imagen ya se ve el tubo enderezado con la tapa puesta. Se ve que ha colocado masa refractaria alrededor de los tubos, pensando que mejoraba la transferencia térmica, pero en realidad la empeora, aunque luego la retiró.:

Este mes se ha colocado ya, con la ayuda de un amigo fontanero suyo, la instalación de los tubos de cobre conectados al serpentín en la cocina que salen al balcón donde está la caldera de gas:

Y el purgador automático en la parte superior del tubo de salida de agua caliente, en la parte exterior del balcón y junto a la ventana:

Y los tubos llegan a la caldera, donde, mediante Tes, se han empalmado a las conexiones de la caldera con los radiadores:

Y se han añadido los elementos necesarios: Válvula de seguridad, varómetro, vaso de expansión y bomba de circulación (que se activa de momento manualmente con el regulador rojo de velocidad):

Como podemos ver en la imagen siguiente, el control de por dónde circula el agua (si por la caldera o por el serpentín), se hace con llaves de paso; se pueden ver las de la caldera cerradas y abiertas las del serpentín (las que bajan en la imagen):

Conclusiones:

Aunque de momento le va a funcionar, el problema puede surgirle cuando necesite más calor, ya que el serpentín puede ir muy bien para calentar un poco la casa (se podría mejorar su rendimiento soldándole alguna chapa más), pero lo mejor sería automatizarlo con relés y una válvula de tres vías de forma que se pueda calentar la casa con la caldera de gas, pero si enciendes el fuego, que automáticamente pare la función de calefacción de la caldera y desvíe el agua por el serpentín (y así no sería necesaria la bomba circuladora wilo que ha puesto él). Y que en cuanto el fuego se apague, se vuelva a activar la caldera si es que se demanda más calor por el termostato de la sala.

Con una placa Arduino, un par de sensores (termistor), una válvula eléctrica de tres vías y un par de relés, se puede hacer por unos 60€ más (aproximadamente lo que cuesta la bomba Wilo).

Espero poder pasarme por su casa y ayudarle a automatizar alguna parte del sistema a cambio de algo de gastronomía local jeje XDD.

De todas formas, seguro que si le mete troncos de leña durante buena parte del día conseguirá mantener la casa razonablemente calentita. En caso contrario revisaremos la temperatura de humos, por si se puede mejorar la transferencia de calor con alguna chapa soldada más.

Actualización 6/11/12

Jose me comentaba que el agua no salía lo suficientemente caliente del serpentín, templando tan sólo a 34ºC los radiadores. A falta de mejorar algo el rendimiento, le aconsejé colocar algún aislante de alta temperatura como manta cerámica o fibra de vidrio apoyada en la parte superior del serpentín (entre la tapa de la cocina y el serpentín) para forzar la salida de los humos entre los tubos del serpentín, con lo que ha mejorado el rendimiento y ahora consigue 45ºC, llegando a 50ºC en algunos momentos.

Faltaría haber colocado alguna chapa soldada más para aumentar la superficie de intercambio de calor, pero de momento le sirve para calentar la casa con leña.

Me comenta con alegría que la enciende sobre las 16 horas y hay 20ºC en casa y a las 22 horas le echa el último tronco y a las 6 de la mañana cuando se van hay 22ºC en la casa, esto fué el 31 de octubre de 2012, con una temperatura exterior de aprox. 15ºC y una casa no muy aislada de la zona de Madrid.
Esto es muy relativo, pero da una idea de que mantiene el calor y sube la temperatura de toda la casa.
Esta estufa Hergóm tendrá aprox. unos 10 Kw de potencia si se le mete mucha caña.
Ha aislado ya los tubos de la calle con coquilla y bridas de electricista para que no pierdan calor.
Os mantendremos informados.

Responsabilidad del autor:
Este tutorial describe la instalación de forma no legalizada (no homologada) de un sistema de aprovechamiento de calor. Se ponen a disposición pública para compartir el conocimiento adquirido, a modo de experimento casero; sin las adecuadas medidas de seguridad puede ser peligroso para las personas. No me hago responsable de lo que pase por el mal o buen uso de esta información; cada uno debe utilizar su sentido común y conocimientos para salvaguardar sus bienes materiales y físicos.
Tenga en cuenta que en caso de algún problema con un sistema no homologado ningún seguro se hará cargo de los daños.