¿Cómo funciona un Calentador de agua a Gas?
El calentamiento de agua en las temporadas frías es una de las grandes preocupaciones en cuanto a costes energéticos. En los hogares de España se consume una media de 30 litros de agua caliente al día. Comúnmente se utilizan calentadores de agua eléctricos y calentadores de agua a gas para satisfacer la demanda de agua caliente en los hogares. Hoy comentaremos sobre el principio de funcionamiento del calentador de agua a gas.
Principio de Funcionamiento del calentador de agua a Gas.
Los calentadores de agua a gas funcionan tras abrir el grifo del agua caliente, esto provoca que el desplazamiento del agua abra de la válvula del gas y se encienda el quemador. El agua se calienta al circular a través del equipo y, por lo tanto, procede siempre directamente de la red.
A continuación te muestro el esquema de un calentador de agua que funciona por gas, con sus elementos más importantes. El órgano central del equipo es el intercambiador de calor, por dentro del cual circula el agua a calentar y por su exterior los humos calientes que ceden su calor.
¿Cómo se calienta el Agua?
La trasmisión del calor va a estar condicionada por el coeficiente de conductibilidad calorífica. Este depende sobre todo del flujo y composición de los humos, y de la diferencia de temperaturas existente entre estos y la superficie externa del intercambiador del equipo. Como la trasmisión depende además de la superficie recorrida por los humos, el tubo del intercambiador se provee de aletas para aumentar el área de transferencia.
El calor pasa desde la cara exterior por donde fluyen los humos a la interior mediante transferencia de calor por conducción; por lo tanto, cuanto mayor sea la conductividad calorífica del material empleado para el tubo, mayor será también la cantidad de calor que pasa a través de él por unidad de tiempo y superficie.
Después de que el calor pasa a través del tubo, este se trasmite al agua que circula por él. En este caso, la trasmisión del calor depende de la velocidad de circulación del agua y de la diferencia de temperaturas que existe entre el líquido y el tubo.
El quemador
El quemador es el elemento encargado de hacer que el gas se queme todo y bien. La llama del permanente mantiene el equipo en disposición de servicio, y al trabajar conjuntamente con la válvula de seguridad asegura que no pueda escapar gas sin quemar. En algunos casos no existe llama permanente, si no que el gas se enciende mediante baterías o utilizando un magneto similar al de un mechero y que provocan una chispa. Estos sistemas suelen ser más eficientes que mantener una llama permanente encendida, la cual se mantiene consumiendo gas.
Regulador de Caudal
El regulador es el encargado mantener constante el caudal de gas que llega al quemador. El regulador también protege al equipo en caso de que se produzcan sobrecargas. La válvula de paso del gas está controlada por el agua del circuito mediante una membrana que se ajusta mediante un tubo de Venturi.
El regulador del caudal de agua mantiene constante éste independientemente de la presión que reina en la tubería de la red, estrangulando más o menos su sección. Por último, el regulador de temperatura sirve para graduar la temperatura del agua caliente, regulando el flujo de agua que circula por el intercambiador de calor del equipo.
Puesta en marcha del Calentador de Agua
Para poner en funcionamiento el calentador de agua, se ha de llevar primero la llave del gas a la posición de encendido. Encender luego el gas del mechero permanente (mechero de encendido). El calor que se desprende de la llama de encendido hace descender el extremo libre de un resorte bimetálico y se abre así la válvula de seguridad que tiene el quemador. Esto hace aún más la llave del gas hasta la posición “abierto”, el gas penetra entonces hasta la válvula de paso, que todavía está cerrada. Recordemos que en los calentadores donde no existe llama permanente (baterías o por magneto) el sistema es ligeramente diferente. El paso del agua permite que se genere la chispa.
Al abrir ahora el grifo del agua caliente, se provoca una sobrepresión antes de llegar al tubo de Venturi y una depresión en la sección estrangulada de este tubo. Sobrepresión y depresión actúan sobre la membrana, que incluso al circular una cantidad mínima de agua, consiguen levantarla lo suficiente para que la válvula de paso del gas logre vencer la presión del resorte y se abra por completo.
El gas fluye entonces hasta el quemador, donde es encendido por la llama del permanente, y los humos que se desprenden de la combustión pasan a calentar ahora el agua que circula por el intercambiador. Si no llegase agua al calentador, la fuerza del resorte cierra entonces la válvula de paso del gas, evitando así que puedan producirse averías en el intercambiador por falta de agua (seguro de falta de agua).
Al cerrar el grifo de agua caliente, el proceso se desarrolla inversamente. Así, al interrumpirse la circulación de agua, se equilibra entonces la presión en la membrana y el resorte de la válvula de paso de gas cierra dicha válvula, apagándose con ello el quemador; sin embargo, el equipo continúa en disposición de servicio, debido al permanente. O esperando a generarse una nueva chispa en el caso de los calentadores por baterías o magneto.
Si por la razón que sea se corta el gas que llega al permanente o bien se apaga la llama de encendido, entonces el resorte bimetálico se enfría y vuelve a su posición inicial, cerrando así la válvula de seguridad para impedir que incluso estando abierto el grifo de agua caliente y circulando agua a través del aparato, el gas pueda llegar al quemador y escaparse sin quemar.
