Diseño y funcionamiento de las calderas de gas

Cuando se trata de agua caliente en un piso o una casa, muchas personas optan por comprar un calentador de agua de gas. Para no equivocarse en la elección de un equipo de este tipo, conviene saber cómo está construido y cómo funciona.

En los calentadores de agua a gas se distinguen los siguientes componentes:

• El quemador principal. La mejor opción es el quemador, hecho de acero.
• El sistema de tuberías por el que circula el agua (intercambiador de calor). Suele ser de cobre, pero también puede ser de acero.
• Carcasa con reguladores de potencia y caudal de agua.
• Unidad de encendido conectada al quemador de encendido y a la fuente de alimentación.
• Caja de control. Algunos modelos también tienen una pantalla en la que se pueden ver los parámetros de funcionamiento de la unidad.
• Tuberías: una para el suministro de agua, otra para el suministro de gas y otra para la salida de agua caliente.
• Válvula de gas de diafragma.
• Sistema de seguridad. Incluye sensores que se activan en caso de falta de agua, cambio de presión del agua, sobrecalentamiento del calentador, falta de corriente de aire y otras situaciones peligrosas.
• Unidad de extracción de productos de la combustión (colector de gases de combustión, conexión a la chimenea, sensor de tiro). En las calderas turbo, incluye un ventilador y una chimenea coaxial.

Los calentadores de agua a gas se denominan calentadores de agua de paso, lo que significa que el agua se calienta mientras fluye dentro de dicho aparato, en lugar de almacenarse en él. El agua entra en el calentador a través de una tubería de entrada, y luego fluye a través de un intercambiador de calor que se ve afectado por el calor del quemador de gas. A medida que el agua se desplaza por las tuberías, su temperatura aumenta, lo que hace que se suministre agua caliente a la temperatura deseada desde la tubería de salida hasta el grifo. Los gases de escape se eliminan del calentador a través de la chimenea.

El encendido del quemador principal en diferentes modelos de un calentador moderno puede tener lugar de diferentes maneras:

1. De un elemento piezoeléctrico. El usuario pulsa un botón en la carcasa del altavoz, que provoca una chispa para encender el quemador. El quemador de encendido del aparato arde constantemente y consume una pequeña cantidad de gas. Si el quemador de encendido está apagado, hay que volver a pulsar el botón para que actúe el elemento piezoeléctrico.
2. Funciona con pilas. Se trata de un método de encendido electrónico en el que unas pilas normales proporcionan una chispa eléctrica para encender el quemador. Cuando el aparato no está en funcionamiento, el encendedor no se enciende y no se desperdicia gas. Las baterías deben ser reemplazadas cada 6 a 12 meses.
3. De la turbina de agua. El quemador se enciende mediante una chispa generada por una turbina en miniatura que es impulsada por el flujo de agua cuando se enciende el calentador. Estos modelos son muy sensibles a la baja presión del agua.

En la siguiente figura se muestra un ejemplo de diagrama de cableado de un calentador de gas.

Este parámetro suele estimarse en litros por minuto, en cuyo caso indica cuánta agua caliente es capaz de calentar la unidad en un minuto. Además, el rendimiento del aparato está directamente relacionado con la capacidad de la columna seleccionada.

La capacidad se suele medir por el descenso de la temperatura de 25° durante el calentamiento. Por ejemplo, si la capacidad de su modelo es de 11 litros/minuto, esto significa que en un minuto la temperatura de 11 litros de agua entrante aumentará 25° cuando salga del grifo de agua caliente. Normalmente, se elige una temperatura de entrada del agua de 10° como temperatura aproximada, por lo que el agua debe calentarse a 35°.

Varían en función del tipo de calentador de agua:

• Abierto. Este aparato funciona con tiro natural, aspirando el aire de la habitación en la que está instalado. Los productos de la combustión también se descargan en la chimenea a través de la ventilación natural.
• Cerrado. Está presente en los calentadores de turbina. Estas unidades tienen un ventilador para la generación de tiro forzado. Los gases de escape se conducen al exterior a través de una chimenea coaxial que también asegura el suministro de aire al calentador desde la calle.

Los aparatos para calentar el agua funcionan sobre todo con gas natural, pero muchos modelos pueden convertirse a gas de botella (GLP). Es especialmente adecuado y popular para el suministro de agua caliente sanitaria en casas de campo y chalets sin suministro de gas de red.

Este parámetro está directamente influenciado por la potencia del aparato y la posibilidad de regularla. Puede consultar el consumo de gas del modelo seleccionado en la ficha técnica de la estufa. Se indica en metros cúbicos de gas por hora. Si quieres calcular cuánto gas consume un calentador piezoeléctrico, añade un 25% aproximadamente.

La presión mínima necesaria para encender el calentador seleccionado se especifica en la documentación del equipo. Es especialmente importante prestar atención a este parámetro cuando se instala el calentador en casas antiguas construidas en los años 60-70, ya que la presión en sus tuberías suele ser insuficiente para que el calentador funcione. Si el fabricante declara un requisito de presión mínima de más de 0,15 bar, el calentador puede tener problemas en un edificio antiguo.

Otra consideración es la capacidad del calentador para soportar el golpe de ariete que ocasionalmente se produce durante el suministro de agua. Se trata de un aumento a corto plazo de la presión en las tuberías, que puede provocar fugas y daños en las conexiones. Con un valor en el rango de 11-12 bares, el calentador puede hacer frente a estos cambios.

Elegir un calefactor con opción de modulación aumenta el confort de uso de estos equipos. Si no hay modulación, la presión y la temperatura del agua disminuirán cuando se abra el segundo grifo, lo que afectará al rendimiento del calentador. Si se instala la modulación, las fluctuaciones de la presión del agua harán que el quemador se regule automáticamente, y la temperatura del agua no variará en la salida del aparato.

Para que el calentador de agua a gas funcione de forma duradera y eficaz, es importante observar las siguientes reglas:

• Tenga en cuenta la dureza del agua que entra en el aparato. Si es necesario, hay que tener cuidado de ablandarlo y purificarlo.
• Ajuste una temperatura de calentamiento del agua confortable. No es aconsejable calentar demasiado el agua, ya que esto favorece la formación de incrustaciones excesivas.
• Realice trabajos de mantenimiento en el calentador una vez al año.

El siguiente vídeo explica el diseño y el principio de funcionamiento de la mayoría de las calderas de gas automáticas utilizando como ejemplo el modelo de calentador de agua a gas Neva Lux 5611.