¿Cómo funcionan los purgadores de vapor termostáticos?

Los purgadores de vapor termostáticos son elementos clave en cualquier sistema de vapor. Conoce en éste artículo  su funcionamiento para saber cuál se ajusta mejor a tu sistema de vapor industrial y así puedas mejorar la eficiencia de los equipos de vapor de tu instalación con la elección adecuada de los purgadores.

Para poder elegir correctamente un purgador de vapor termostático, además de considerar sus pérdidas y mantenimiento, es necesario conocer su funcionamiento. Atendiendo a la norma internacional ISO 6704:1982, se pueden distinguir los siguientes tipos de purgador.

Cómo funcionan los Purgadores termostáticos

Su principal característica es que funciona con cambios de temperatura. La temperatura del vapor saturado está establecida por su presión. En el proceso, donde se produce el intercambio, el vapor, cede su entalpía de evaporación, produciendo condensado a la temperatura del vapor. Cualquier pérdida de calor posterior significa que la temperatura de este condensado disminuye. Un purgador termostático capta la temperatura y posiciona la válvula en relación al asiento para descargar el condensado.

Antes de seleccionar un purgador termostático entendamos los tipos que existen y cómo funcionan:

Purgador de expansión líquida: Este es uno de los purgadores termostáticos más simples que existen en la actualidad. Un elemento relleno de aceite se expande cuando se calienta para cerrar la válvula en su asiento. El ajuste permite alterar la temperatura de descarga del purgador entre 60°C y 100°C, que hace que sea ideal para la eliminación de grandes cantidades de aire y condensado frío a la puesta en marcha.

Debido a la característica de descarga a temperatura fija, el purgador de expansión líquida se podrá utilizar como un ‘purgador de drenaje de parada’. En este caso, su salida ha de estar hacia arriba para que el elemento relleno de aceite esté constantemente inmerso, y se dirija a un drenaje abierto por debajo del cuerpo a un lugar seguro. Como solo puede descargar entre 60°C – 100°C, necesita que se instale conjuntamente con un purgador normal que estará conectado a la línea de retorno de condensado.

Purgador de presión equilibrada: El purgador de presión equilibrada representa una gran mejora en el rendimiento comparada con el purgador de expansión líquida. Su temperatura de funcionamiento se ve afectada por la presión de vapor circundante. Funciona con una cápsula que contiene una pequeña cantidad de un líquido especial con una temperatura de ebullición algo inferior a la del agua. En las condiciones frías del arranque, la cápsula está en posición de reposo. La válvula está abierta, permitiendo la salida del aire libremente. Esta característica explica porque están tan bien adaptados para el venteo. Según va entrando condensado al purgador de presión equilibrada, se transfiere calor al líquido del interior de la cápsula. El líquido que la llena empieza a hervir antes de que el vapor llegue al purgador. La presión de vapor dentro de la cápsula hace que se expanda y cierra la válvula. Cuando el condensado dentro del purgador se enfría, el vapor de dentro de la cápsula condensa y la cápsula se contrae, abriendo la válvula y descargando el condensado hasta que de nuevo se aproxima a la temperatura de vapor y comienza de nuevo el ciclo. El diferencial de temperatura a la que funciona el purgador depende de la concentración del relleno de la cápsula. El elemento tiene paredes finas que permiten una respuesta rápida a cambios de presión o de temperatura. Los elementos anteriores fabricados con materiales no ferrosos eran susceptibles a daños por los golpes de ariete. La introducción de elementos de acero inoxidable mejoró la situación lo que permite que los purgadores tengan una gran resistencia a los golpes de ariete, recalentamiento y corrosión.

Purgador Bimetálico: un purgador bimetálico se fabrica soldando dos tiras de dos metales diferentes en un solo elemento que se desvía cuando se calienta. Hay dos puntos importantes en este elemento sencillo:

• El funcionamiento de un purgador sería a una temperatura determinada, esto puede que no satisfaga los requerimientos de un sistema de vapor con presiones y temperaturas que varían.
• Debido a que la fuerza que ejerce una sola tira bimetálica es pequeña, se necesitaría una masa grande pero entonces sería lenta en reaccionar a los cambios de temperatura en el sistema. El rendimiento de cualquier purgador está relacionado con su respuesta a la relación presión / temperatura de la curva de vapor saturado. La respuesta ideal seguiría de cerca la curva y muy poco por debajo de ella. Un elemento bimetálico sencillo tendría la tendencia a reaccionar a los cambios de temperatura del condensado de una manera lineal.