Concepção e funcionamento de caldeiras a gás

Quando se trata de água quente num apartamento ou casa, muitas pessoas optam por comprar um esquentador a gás. A fim de não cometer um erro na escolha do equipamento certo deste tipo, vale a pena saber como é construído e como funciona.

Nos aquecedores de água a gás, distinguem-se os seguintes componentes

• O queimador principal. A melhor opção chama-se o queimador, feito de aço.
• O sistema de tubos em que a água circula (permutador de calor). É normalmente feito de cobre, mas também pode ser de aço.
• Invólucro com reguladores de potência e de fluxo de água.
• Unidade de ignição ligada ao queimador de ignição e fonte de alimentação.
• Caixa de controlo. Alguns modelos têm também um visor no qual se podem ver os parâmetros de funcionamento da unidade.
• Tubos - um para o abastecimento de água, um para o abastecimento de gás e um para a saída de água quente.
• Válvula de gás de diafragma.
• Sistema de segurança. Inclui sensores que se activam em caso de falta de água, alteração da pressão da água, sobreaquecimento do aquecedor, falta de corrente de ar e outras situações perigosas.
• Unidade de extracção de produtos de combustão (colector de gases de combustão, ligação da chaminé, sensor de corrente de ar). Nas caldeiras turbo, inclui um ventilador e uma chaminé coaxial.

Os aquecedores de água a gás são referidos como aquecedores de água de fluxo, o que significa que a água é aquecida enquanto corre dentro de um aparelho deste tipo, em vez de se acumular dentro dele. A água entra no aquecedor através de um tubo de entrada, depois passa por um permutador de calor que é afectado pelo calor do queimador de gás. À medida que a água se desloca através dos tubos, a sua temperatura aumenta, resultando na entrega de água quente da temperatura desejada do tubo de saída para a torneira. Os gases de escape são evacuados do aquecedor através da chaminé.

A ignição do queimador principal em diferentes modelos de um aquecedor moderno pode ter lugar de diferentes maneiras:

1. A partir de um elemento piezoeléctrico. O utilizador pressiona um botão na caixa do altifalante, o que provoca uma faísca para acender o queimador. O queimador de ignição no interior do aparelho está permanentemente aceso e consome uma pequena quantidade de gás. Se o queimador de ignição for desligado, o botão deve ser novamente premido para actuar sobre o elemento piezo.
2. Alimentado por bateria. Este é um método de ignição electrónica em que as baterias normais fornecem uma faísca eléctrica para acender o queimador. Quando o aparelho não está em funcionamento, a ignição não acende e não se desperdiça gás. As pilhas devem ser substituídas a cada 6 a 12 meses.
3. A partir da turbina de água. O queimador é acendido por uma faísca gerada por uma turbina miniatura que é accionada pelo fluxo de água quando o aquecedor é ligado. Tais modelos são muito sensíveis à baixa pressão da água.

A figura seguinte mostra um exemplo de diagrama de cablagem de um aquecedor a gás.

Este parâmetro é frequentemente estimado em litros por minuto, caso em que indica a quantidade de água quente que a unidade é capaz de aquecer em um minuto. Além disso, o desempenho do aparelho está directamente relacionado com a capacidade da coluna seleccionada.

A capacidade é mais frequentemente medida pela queda de temperatura de 25° durante o aquecimento. Por exemplo, se a capacidade do seu modelo for 11 litros/minuto, isto significa que num minuto a temperatura de 11 litros de água que entra no aquecedor subirá 25° quando a água quente sair da torneira. Normalmente, a temperatura da água de entrada é de 10°, pelo que a água deve ser aquecida a 35°.

Variam em função do tipo de aquecedor de água:

• Aberto. Este aparelho funciona com uma corrente de ar natural, extraindo ar da sala em que está instalado. Os produtos de combustão são também descarregados para a chaminé através de ventilação natural.
• Fechado. Está presente em aquecedores de turbinas. Tais unidades têm um ventilador para a geração de correntes de ar forçadas. Os gases de escape são conduzidos para fora através de uma chaminé coaxial que também assegura o fornecimento de ar ao aquecedor a partir da rua.

Os aparelhos de aquecimento de água funcionam principalmente com gás natural, mas muitos modelos podem ser convertidos para gás de garrafa (GPL). Isto é especialmente adequado e popular para o abastecimento doméstico de água quente em casas de campo e vilas sem abastecimento de gás de rede.

Este parâmetro é directamente influenciado pela potência do aparelho e pela possibilidade de o regular. O consumo de gás para o modelo seleccionado pode ser consultado na folha de dados do aquecedor. É declarado em metros cúbicos de gás por hora. Se quiser calcular a quantidade de gás que um aquecedor piezoeléctrico consome, adicionar cerca de 25%.

A pressão mínima necessária para ligar o aquecedor seleccionado é especificada na documentação do equipamento. É especialmente importante prestar atenção a este parâmetro ao instalar o aquecedor em casas antigas construídas nos anos 60-70, uma vez que a pressão nos seus tubos é frequentemente insuficiente para que o aquecedor funcione. Se o fabricante declarar um requisito de pressão mínima superior a 0,15 bar, o aquecedor pode ter problemas num edifício antigo.

Outra consideração é a capacidade do aquecedor de resistir a um martelo de água que ocasionalmente ocorre durante um abastecimento de água. Isto é referido como um aumento a curto prazo da pressão nas tubagens, o que pode causar fugas e danos nas ligações. Com um valor na gama de 11-12 barras, o aquecedor pode lidar com tais mudanças.

A selecção de um aquecedor com uma opção de modulação aumenta o conforto de utilização desse equipamento. Se não houver modulação, a pressão e a temperatura da água diminuirá quando a segunda torneira for aberta, o que afectará o desempenho do aquecedor. Se a modulação for instalada, as flutuações da pressão da água farão com que o queimador regule automaticamente, e a temperatura da água não mudará na saída do aparelho.

Para o longo e eficiente funcionamento do esquentador a gás, é importante observar as seguintes regras:

• Ter em conta a dureza da água que vai para o aparelho. Se necessário, deve ter-se o cuidado de amolecer e purificar.
• Definir uma temperatura de aquecimento de água confortável. Não é aconselhável aquecer demasiado a água, uma vez que isto encoraja a escalada excessiva.
• Realizar trabalhos de manutenção do aquecedor uma vez por ano.

O vídeo seguinte explica a concepção e o princípio de funcionamento da maioria das caldeiras a gás automáticas, utilizando como exemplo o modelo de aquecedor de água a gás Neva Lux 5611.