Calentar la casa con la estufa de leña: Colocar un serpentín en una cocina Hergóm (actualizado)

El serpentín de acero inox ya colocado

Actualización 5/11/12: Después del éxito, Jose de Madrid me pidió otro que ya tiene funcionando y se comenta en esta otra entrada, en ese caso conectada a la instalación de radiadores existente.

 Aclaración 15/01/15: Esta modificación sólo es recomendable en caso de que queramos repartir mejor el calor de estas estufas eficientes, pero no vamos a obtener más rendimiento de ellas (de un 80%) añadiéndole el serpentín, por lo que en la mayoría de los casos no merece la pena.

El pasado fin de semana estuvimos un amigo y yo en casa de una amiga en Lazagurría. Es un pueblo pequeño y entrañable, que viste el sur de una colina de casas unifamiliares, la mayoría de más de 50 años, que ha conseguido sobrevivir a las huidas a las ciudades (con Logroño a 20 kms).
Noa, una amiga manitas impresionante, con la intención de calentar la casa con el fuego de la chapa de la cocina, quería repartir mejor el calor por la casa de su vieja cocina de leña como vio en mi blog, y al final hemos colocado un serpentín eficiente adaptado a su cocina, con el que calienta bien los radiadores. Coste de la modificación: 100€ serpentín y 200€ accesorios instalados por ella.

Caldera de biomasa II: Hazlo tú mismo

Actualización: Hemos empezado a utilizarla para calentar toda la casa, y he tenido que retirar todas las chapas interiores porque se enfriaban tanto los humos que producía resinas y alquitranes que atascaban la salida de humos. Una vez retirados el rendimiento ha bajado bastante porque las llamas salen casi directamente por la chimenea, aunque sigue calentando bien la casa con poca leña, lo que haré (modificando esta entrada) será añadir una chapa separada donde va la chimenea para que recircule un poco las llamas y aumentar el rendimiento pero sin bajar demasiado la temperatura de los humos.
Es muy conveniente poner tubo aislado para la chimenea para evitar problemas con el hollín si el tubo es muy largo (para evitar que el humo se enfríe, quedándose pegados los alquitranes que porta).
Próximamente añado fotos y modifico el tutorial.

Continuando con el tutorial anterior, en esta entrada explicaré cómo van colocadas las chapas recirculadoras del fuego y gases, la colocación del depósito y puesta en marcha.

Atención: Los depósitos a presión pueden suponer un peligro para las personas, este tipo de instalaciones deben llevar los elementos de seguridad adecuados para limitar los posibles fallos que se puedan producir en su funcionamiento (válvulas de descarga térmica automáticas, válvula de seguridad, etc). 

Colocación de chapa recirculadora de gases
En un principio pensaba dejar la chapa superior libre para poder extraerla en su totalidad, apoyada en unos soportes soldados a ambos lados y dejando unos 15 mm. de separación para el paso de los humos, de forma que pudiera limpiarla sacándola de su sitio.
Luego he pensado que eso no sería necesario si abro un acceso en el frontal amarrado con tornillos, de forma que con un gancho se pueda retirar hacia los lados el exceso de hollín si lo hubiera.

Los soportes pueden ser de cualquier material, al no estar en contacto con el agua.

Caldera de biomasa I: hazlo tú mismo

Esta es la prueba de concepto de una nueva caldera de biomasa que he construído aprovechando una vieja estufa de leña, basada en la construída por Jose en acero inox, pero tratando de minimizar el coste.
Al final, contando vieja estufa (200€ nueva), material inox (180€), electrodos inox. de 2 mm. (30€), y accesorios; motor, vaso expansión, barómetro, llaves, tubos, etc (150€) sale en total unos 600€ que se amortizarán en dos años si se compra la madera; en menos si tenemos madera gratis.
Hay a la venta calderas de biomasa que se basan en los mismos principios, pero son mucho más complejas, caras y difíciles de mantener.

Atención: Los depósitos a presión pueden suponer un peligro para las personas, este tipo de instalaciones deben llevar los elementos de seguridad adecuados para limitar los posibles fallos que se puedan producir en su funcionamiento (válvulas de descarga automáticas, etc). 

La caldera básicamente es una estufa adaptada a la que se ha añadido una caja hecha en acero inox. con cámaras de agua de 40 mm. en los laterales y 100 mm. en la zona superior,

que se ha colocado encima de una vieja caldera a la que se le ha recortado la parte trasera, donde recibe más calor.

El cajón lleva unas chapas separadas 15 mm. de la parte superior y laterales para forzar a las llamas y humos a rozar el depósito de agua, de forma que el aprovechamiento calorífico sea máximo, pero las de los laterales son opcionales.
Por otro lado utilizo la válvula de seguridad, el motor circulador, llave de llenado, vaso de expansión y demás accesorios necesarios de la caldera de gasoil roca que está al lado, a la que he añadido el termostato con dos sensores en el tubo de agua caliente y en el retorno del agua fría para controlar el funcionamiento de la bomba.

Ventajas e inconvenientes
Antes de pasar a comentaros sus detalles, vamos a analizar sus defectos y bondades.
Tras haberla probado durante tres días, sólo puedo decir que el rendimiento es sorprendente, con 5 kg. de leña calentamos todos los radiadores de la casa a 40º durante 3 horas; 100 m2 de casa unifamiliar de ladrillo con un nivel de aislamiento medio (cámara con una capa de fibra de vidrio de 2 cms).
Tengo la intención de colocarla en la cocina conectada a las tomas del radiador; de esta forma la estufa de leña no sólo calientaría la cocina (la habitación más concurrida de la casa), sino que también calentaría el resto de la casa, y con un mínimo gasto de leña.
La combustión, al reducirse el tiro natural por la salida de gases muy calientes por la chimenea, ahora con los gases a 200ºC máximo es más lenta, y como se fuerzan a los humos a subir y luego bajar dentro del hogar con las chapas, la superficie de contacto se aumenta, haciendo que la combustión sea muy eficiente; diría que se aprovecha un 80% de las calorías de la madera.

Tanta es la eficiencia que la única pega que ya había previsto es la falta de tiro hasta que la caldera coge calor; al salir los humos muy templados apenas tienen fuerza de ascensión, por lo que hay que empezar con maderas de rápida combustión (astillas de pino, piñas, etc) para evitar que el fuego se ahogue en su propio humo.
Esto se puede evitar colocando un tiro regulable en la chapa superior coincidiendo con la salida de humos, de forma que según va cogiendo calor se lo cerremos haciendo circular el fuego por los laterales.
También tiende a echar humo por la puerta si cargamos de madera cuando todavía la anterior no está en brasa, por lo que sería útil también en este caso, abriendo el paso directo al echar más madera.

Estufa rusa: confort y economía

Finalmente ha colocado dos cristales giratorios para cerrarla

Hay días que a uno se le alegran, porque la información volcada en este blog le es útil a alguien, y además de llevar a cabo algún proyecto basándose en las mismas ideas, tiene el detalle de enviarme fotos y hasta planos del proyecto realizado, y el permiso para mostrarlos al público.

Este es el caso de Jose Enrique de Lima, Perú (sí que ha llegado lejos ;-) ), consultándome porque tenía problemas de tiro en la estufa rusa que había construido, y me indicaba que no le había puesto puerta todavía.

El tiro es muy alto, con lo que aprovecha bien el calor de los humos al subir.

Resumen: Sistema mixto Energía Solar Térmica y Biomasa

Este invierno he estado ultimando un sistema para tener calefacción y agua caliente con la energía del sol y de la madera. En esta entrada voy a resumir todos los pasos que he ido llevando a cabo para conseguirlo, espero que os guste y aclare su funcionamiento.

En primer lugar el esquema. He modificado el anterior porque tenía un error; cuando el agua caliente se dirigía a la calefacción, seguía pasando por el serpentín del depósito, enfriando el ACS acumulada. He cambiado las electroválvulas y el motor de sitio, y así lo voy a hacer en el circuito real, aprovechando que he cambiado el calentador por el Junkers para energía solar térmica (pinchar en las imágenes para agrandarlas).

Caldera de acero inoxidable para leña de fabricación propia - por Jose

Esta entrada la voy a dedicar al proyecto de Jose, que amablemente me ha mandado fotos y detalles de su proyecto de caldera casera en acero inox., preocupado como yo por la crisis y el medio ambiente. Espero que lo disfrutéis tanto como yo.

Detalles del proyecto

Foto de la estufa en funcionamiento a falta de tapar con pladur

Jose, otro manitas de Toledo ha preparado una caldera de leña completa en acero inox., y nos asegura que va como un tiro; en 10 minutos coge la temperatura de consigna 60º y empieza a bombear; la casa es grande(210m) y en 2h está caliente. Está supercontento, de lo cual me alegro mucho, pues se ahorra dinero y utiliza energías renovables, como la madera (=0 Co2), y de paso hace algo de ejercicio acarreando leña (con lo que ahorra lo del gim ;-).
Empezó comentando en esta entrada, en la que comentaba que antes pagaba 500€ de luz cada dos meses usando bomba de calor, mientras que los vecinos, con radiadores de calor "azul" gastaban 600€! al mes, todo un sueldo.

Ventajas de la biomasa
Habrá gente que piense "el gas es lo más cómodo, le das al termostato y te olvidas". Y es cierto, sólo que la incomodidad viene por los hachazos 150€ al mes, dinero que se va fuera de España, además de incrementar el cambio climático.
Gastar madera ayuda a la economía local, dando trabajo en la recogida, limpieza de bosques y el transporte de la biomasa.
Además estas estufas, metiéndoles buena madera, sólo necesitan cargas cada 3 o 4 horas, unos 15 kg. al día pueden calentar una casa de 100 mts cuadrados, y es un buen ejercicio para eliminar el estrés diario, ¡con lo que relaja la contemplación del fuego!

Sistema mixto de energía solar térmica y biomasa

Finalmente este fin de semana me puse manos a la obra y me decidí a terminar el "invento" de calentar el mismo depósito de agua y calefacción con dos fuentes de energía renovable diferentes: El sol y la madera (biomasa), como ya comentamos en anteriores entradas.

El apartado eléctrico de control mediante termostatos y válvulas se habría simplificado mucho si disponemos de un depósito con dos serpentines, pero éstos se encarecen más y no disponía por el momento más que del depósito de 250 lts. con serpentín de cobre casero, por lo que tenía que circular el agua en función de las temperaturas de las diversas fuentes de energía.

Al final el esquema del circuito ha quedado así:



- Son tres termostatos; uno (KELD) controla la diferencia de temperaturas entre depósito (sonda en varilla sumergida) y el captador solar, cuando es mayor de 4ºC, acciona la bomba.
Como normalmente va a funcionar por energía solar, las válvulas eléctricas están por defecto para que circule entre el serpentín del depósito y el captador solar.
- Otro termostato AKO 14723 controla el serpentín del fuego de madera y el retorno del agua de la bomba; cuando éste se enciende acciona mediante el relé 1 la bomba, y el relé 2 la válvula eléctrica 2 haciendo que el agua pase por el serpentín del fuego en vez de por el captador solar.
- El tercer termostato AKO 14123 simple de 1 sonda es para activar la válvula 1 derivando el agua caliente del serpentín a la calefacción a una determinada temperatura; de esta forma le doy prioridad al ACS y cuando el agua del depósito alcanza unos 45ºC, el exceso de calor se dirige al suelo radiante.

Configurando AKO 14123

Para simplificar las cosas en la instalación de agua caliente por biomasa y energía solar, he decidido utilizar un termostato frío/calor AKO 14123, muy sencillo de preparar y utilizar.



Tras meditarlo bastante y hacer varias pruebas con un AKO 14723 de 2 sondas y dos relés (que pueden funcionar de forma independiente), al final he visto que no podía usarlo para dos funciones diferentes porque la sonda 2 no puede estar en dos sitios a la vez (comprobando la temperatura del depósito y la temperatura de retorno del agua), por lo que corría el riesgo de que el agua del serpentín en el fuego alcanzara demasiada temperatura.

Reciclar un SAI utilizando una batería de coche

Como os comenté en anteriores entradas, que falte la corriente por sólo 20 segundos puede ser perjudicial para la tubería conectada al serpentín de acero inoxidable utilizado para calentar el agua (el serpentín aguanta la presión del agua hirviendo, la tubería de PB no).

Por lo tanto es necesario poner un SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida) que mantenga el motor y termostato en marcha en caso de que se fuera la luz este invierno.
Tenía un par de SAIs en desuso, debido a que la batería que traen, tras varios años de utilización y muchas descargas profundas, habían perdido completamente su capacidad.
En estos tiempos de crisis no me quería gastar un euro en baterías, así que el sábado pasado me puse manos a la obra y probé a poner una batería de coche en no muy buen estado en su lugar.
Después de todo una batería de repuesto puede salir casi tanto como el SAI, y las baterías de coche en un estado medianamente bueno son fáciles de conseguir y gratuítas.

Calefacción por biomasa: Estufa de leña para calentar la casa y el ACS

Finalmente, tras haber puesto el serpentín inox. (pinchar) al fuego y el serpentín al depósito, sólo me quedaba instalar el termostato KELD que ya había preparado.

El esquema de la instalación actual es el siguiente (aquí está el documento GoogleDoc):

Esquema dibujado en Google Doc insertando dibujo (Pinchar en la imagen para ampliarla)

Adaptar un calentador de agua eléctrico para su uso como acumulador de calor añadiéndole un serpentín

Serpentín casero en cobre para calentar el agua del depósito

Instalar un sistema de aprovechamiento de la energía solar o biomasa para producir agua caliente en invierno es rentable al cabo de pocos años (sobre todo en zonas donde la energía solar térmica no es suficiente), sin embargo puede ser muy costoso para muchos, sobre todo en países en desarrollo.
Con este tutorial propongo aprovechar un viejo calentador de agua de 200 lts. marca Cointra y añadirle un serpentín para calentar el agua de su interior. Todo un reto teniendo en cuenta que hay que conservar la estanqueidad y meterlo dentro sin agrandar la boca del depósito ;-)-.

Preparando un serpentín para recoger el calor de las llamas de una estufa de leña

¿Por qué comprar una compleja y cara estufa de biomasa cuando se puede adaptar una tradicional añadiendo un serpentín directamente encima de las llamas y los accesorios necesarios (bomba circuladora, purgador, válvula seguridad, termostato, vaso de expansión, etc), ahorrándonos un montón de dinero? Además de disfrutar de un acogedor y hogareño fuego bajo, ¡estaremos calentando toda la casa un poco, ahorrando en la factura del gas o de la luz!

No voy a entrar a hablar sobre las distintas estufas/calderas automáticas o manuales de pelets, madera, o combinadas, hay mucha información sobre estas calderas en internet y los foros. Las calderas suelen dar muchos problemas, al ser bastante compactas; aprovechan tanto el calor que el humo sale a poca temperatura y como no sea la salida de humos de tubo aislado, enseguida habrá problemas de hollín.

Preparación de un serpentín en acero inoxidable para la estufa rusa

Recientemente os mostré cómo obtener mejor rendimiento de una estufa de madera, mediante ladrillos refractarios al estilo de las estufas rusas.
Sin embargo me di cuenta que podía obtener más rendimiento aún (el diseño del acumulador de refractario no es muy eficiente), además es una estufa potente y podría aprovechar todavía más el calor de las llamas añadiendo un serpentín similar al colocado en la otra estufa de mis padres con la que calientan su casa.

Calefacción por suelo radiante
Además cuando se reformó este piso en el 2003 tuve la gran idea de colocar suelo radiante casero

Tapar ranuras de la estufa de leña con masilla refractaria

Actualización: Lo mejor es utilizar fibra de vidrio, hay juntas de este material, ya que la masilla tiende a resquebrajarse y caerse con las dilataciones. Además la masilla refractaria no debe ponerse entre dos materiales que dilatan de distinta forma, como el vidrio y el acero fundido, ya que la masilla terminará resquebrajando el material más frágil y de mayor dilatación como es el vidrio.

Acumulador de calor con ladrillo refractario: Aumentar el rendimiento de la estufa de leña

En esta entrada veremos cómo sacar mayor rendimiento de una estufa de leña haciendo pasar el humo por un circuito vertical de ladrillos refractarios y que no suponga mantenimiento.

Hace poco os hablé de la llamada "Estufa rusa", que no es más que un horno o fuego bajo construída con ladrillos refractarios y que da un gran rendimiento y confort como calefacción.

Sin embargo cometí el error de suponer que el paso estrecho que dejé seguiría permitiendo el paso del humo (teniendo en cuenta los 4 metros de chimenea que hacían de tiro), pero el humo se enfriaba tanto y frenaba tanto su paso que el tiro era casi nulo, introduciendo mucho humo en la estancia cada vez que se habría la puerta y que era muy difícil de eliminar.

La estufa rusa: Obtener el máximo confort y ahorro de la estufa de leña

Las estufas económicas interiores de acero fundido que suelen venderse dan un calor instantáneo, por lo que no son muy confortables; o te quemas o te quedas frío.
En casa de mis padres tienen instalada una en la cocina, y aunque enseguida calienta (porque tiene un 50% de aprovechamiento del calor de la madera), en cuanto lleva media hora apagada se nota.

Por el contrario, los fuegos bajos u hogares con fuego abierto, no sólo no aprovechan la madera, llevándose el humo la mayor parte del calor, sino que incluso pueden tener un rendimiento negativo, ya que al estar abiertos, si no tienen regulación de tiro, se crea una corriente del aire caliente por la chimenea que enfría la casa.

Calentando la casa con leña: Resumen

Actualización: Por falta de rendimiento del serpentín (da entre un 20 y 30% de rendimiento), este sistema se cambió por otro más eficiente como podéis ver en entradas posteriores.

Los que han seguido mis entradas sobre energías renovables, sabrá que en casa de mis padres calientan toda la casa con madera, como antiguamente se hacía.
Todavía recuerdo mi pueblo de hace 15 años, en invierno casi todas las casas tenían su chimenea echando humo; era una postal invernal muy sostenible; el gas no había llegado todavía.

A petición popular, y con el invierno cada vez más cerca, con esta entrada os pondré al día de cómo funciona la calefacción mediante leña que tienen instalada con un 40% de eficiencia (recuperación del calor) y todo lo necesario para adaptar una caldera sencilla de leña para calentar el agua de la calefacción por radiadores.
Y si se dispone de una caldera de gasoil en desuso, volveré a explicar cómo acoplarla a la misma.

Proyecto calefacción mediante madera (II)

Si lo que estás buscando son calderas prefabricadas a leña, prueba este enlace o este otro.

Hace un tiempo veíamos en otro tutorial cómo aprovechando la madera (y la biomasa en general) calentábamos una casa o chalet de la forma más económica y respetuosa con el medio ambiente, evitando la quema de combustibles fósibles.

Sin embargo quedó patente que, aunque aprovechaba bastante bien el calor gracias a su serpentín interior de tubo de 15 mm. por 2 mts, no lo aprovechaba suficientemente, por lo que veremos a continuación cómo introducir un serpentín mucho más efectivo y fácil de construir, ya que no lleva soldaduras.

Proyecto calefacción mediante madera (I)

Actualización: Este proyecto ha cambiado mucho desde que publiqué esta entrada; consulta la etiqueta "Calefacción por biomasa" al final del artículo para saber qué se ha mejorado.

Con lo que está subiendo de precio el petróleo, el gas y toda forma de energía (y lo que subirá, ya que será el bien más demandado del siglo XXI), me planteé aprovechar la madera como materia prima para calentar la casa de mis padres, un chalet en una colina.
Dado que teníamos una caldera de gasoleo que ya no funcionaba muy bien (y que actualmente es más caro calentar la casa con gasoil que con gas), me decidí a aprovecharla para circular el agua por los radiadores existentes y controlar la presión, con lo que sólo tenía que desviar con unos manguitos el agua para que pasara por un circuito alterno.