Funcionamiento Calentador a Gas

Las cuatro partes principales del aparato de gas son:


· Cuerpo de agua, posibilita el encendido automático del quemador principal en función de la demanda de ACS realizada al abrir un grifo de la instalación de agua caliente.


· Cuerpo de gas, determina el funcionamiento del quemador principal en función de si es modulante o fijo. Incorpora elementos de seguridad y de encendido.


· Intercambiador, es el cuerpo donde se realiza el intercambio térmico entre los gases de la combustión del quemador principal y el agua que circula por el interior del serpentín.


· Campana extractora de Productos de la Combustión, tolva de acero que recoge los gases para su evacuación.


Funcionamiento 

El funcionamiento de los aparatos de gas del mercado actual se basa en la detección del paso del agua fría en el cuerpo de agua al deformarse una membrana elástica (neopreno o silicona) que actúa sobre mecanismos que transmiten acciones sobre otros elementos.





Elementos del equipo térmico del calentador instantáneo de agua


El conjunto quemador está constituido por varios quemadores de llama azul construidos en acero inoxidable y los correspondientes inyectores. La mezcla combustible adecuada del gas y el aire se realiza en el cuerpo de cada uno de los quemadores, por mediación del diseño en la forma y por el efecto Venturi, para posteriormente salir por una rejilla.





El mando es el accionador manual para las funciones de apagado, encendido del piloto y funcionamiento normal.





El Intercambiador de calor o serpentín se realiza en cobre con baño de estaño-plomo para proteger de corrosiones por los ácidos que puedan producir los gases y el vapor de agua de la combustión. La superficie de intercambio debe ofrecer un buen rendimiento térmico con el mínimo espacio por eso se utiliza una plancha que forma el hogar de la combustión. Los calentadores suelen disponer de una sonda térmica (klixon) en el intercambiador para detectar un sobrecalentamiento anormal.

                                                                                    


La Campana extractora de Productos de la Combustión (PDC) debe permitir una buena recogida de los gases. Mediante el cortatiro que incorpora debe evitar un posible retroceso (revoque) de los gases de la combustión. El sistema de extracción de gases debe completarse con la instalación de un conducto de evacuación vertical que asegure el tiro de los gases (fuerza ascensional o descendente de los gases debido a la densidad por la temperatura que posean). Algunos calentadores incorporan un ventilador para forzar la salida de los gases y una sonda (termostato o presostato diferencial para ponerlo en marcha). Otra sonda térmica se coloca en el cortatiro para detectar los retrocesos de gases calientes por una mala conducción al exterior. El flujo correcto de los gases quemados se produce cuando el tiro natural no tiene perturbaciones. Cuando existen perturbaciones, por entrada de aire frío desde el conducto o cuando hay obstrucciones (nidos de aves, …) en el mismo, el cortatiro actúa evitando que la llama se dirija hacia el interior del calentador pero entonces se produce un aumento de temperatura en la campana de extracción de los PDC.

                                       



La electroválvula es un elemento que en combinación con el termopar constituyen el dispositivo de seguridad del aparato de gas. El termopar es un elemento que genera electricidad cuando recibe calor de la llama del quemador piloto y alimenta a la electroválvula que retiene la válvula de seguridad de gas.


                                 

La Sonda de Ionización es un elemento que constituye otro sistema de dispositivo de seguridad del aparato de gas. Se instala en los calentadores automáticos modulantes. Se basa en la ionización (pérdida de electrones) de las moléculas del combustible al quemarse y en la conveniente colocación de unos electrodos para detectar la corriente que atraviesa la llama. El uso de la sonda de ionización implica disponer de una centralita electrónica que amplifica la débil señal de la corriente que se produce por la ionización de la llama y además realiza otras funciones como el encendido y control de la temperatura …


                                                                         


El selector de temperatura (verano-invierno) es un bypass que deriva una cantidad variable de caudal para que no ejerza influencia sobre la membrana.


El regulador de caudal de agua estabiliza el caudal en función de las variaciones de presión que pueda sobrevenir al cuerpo de agua. El sistema de encendido puede ser:


· De encendido manual con cerillas o mecheros de la llama piloto


· De encendido manual por dispositivo piezoeléctrico de la llama piloto


· De encendido manual por torrente de chispa de la llama piloto


· De encendido automático por torrente de chispa de la llama piloto De encendido automático por transformador de AT y Bujía


· De encendido automático por dinamo





Los calentadores pueden ser de combustión abierta y estancos. Los calentadores estancos disponen de un doble tubo concéntrico, uno para la admisión de aire y el otro para la evacuación de los gases, y un ventilador accionado por un elemento de control.


Las potencias nominales que se fabrican son muy variadas:


El salto térmico (Δt) de los calentadores tiene por mínimo un valor de 25 ºC.


Los calentadores se pueden dividir en dos grupos: los de potencia fija y los de potencia variable o modulante. La regulación de potencia en los calentadores puede ser por principios hidráulicos (caudal), termostáticos y electrónicos.


· Los de regulación hidráulica se basan en un cuerpo de agua con membrana que dispone de movimiento vertical proporcional al caudal que pasa.


· Los de regulación termostática tienen una sonda térmica en la zona de salida de agua caliente del intercambiador y actúan sobre un servo que regula el paso de gas a los quemadores.


· Los de regulación electrónica disponen de sensores (termostáticos y caudalímetros) que actúan sobre actuadores (válvulas y servos) de acuerdo con la temperatura seleccionada.


Cuando un combustible reacciona con el oxígeno del aire dando lugar a una combustión se producen unos productos resultantes de la reacción química que se denominan Productos de la Combustión (PDC). En el caso de los hidrocarburos (HC) se produce siempre la siguiente reacción entre el combustible y el comburente:


HC + O2 = CO2 + H2O , Combustible + Comburente = PDC (anhídrido carbónico + vapor de agua)


Si el Oxígeno empleado en la combustión proviene del aire atmosférico no debe olvidarse que el Nitrógeno entra en el área donde se realiza la combustión y sale sin intervenir en la reacción química pero adquiriendo un incremento de calor y debiendo ser considerado como una pérdida inherente a la combustión. Algunos hidrocarburos (gas, gasoil, …) contienen azufre y tras la combustión forman óxidos que mezclados con el vapor de agua originan la aparición de ácido sulfúrico que se dispersa como lluvia ácida o bien manchan la pared o corroen los conductos de evacuación de los gases.