Calentador de agua de calentamiento indirecto: dispositivo, principio de funcionamiento y esquemas de conexión

En casas particulares, dachas, complejos deportivos y hoteles, a menudo se utiliza un calentador de agua de calentamiento indirecto: el calentador funciona sin conexión al suministro de agua centralizado. Este equipo maneja el calentamiento de grandes volúmenes de agua, mantiene fácilmente la temperatura requerida y garantiza un suministro ininterrumpido de flujo caliente.

En resumen, si busca un calentador de agua económico para complementar una caldera de un solo circuito, considere la opción de instalar un BKN en casa. Y para simplificar la tarea de elección, le proponemos familiarizarse con los criterios de compra del calentador, su principio de funcionamiento y los esquemas de conexión.

Características constructivas y principio de funcionamiento del BKN

El calentador de agua de calentamiento indirecto solo puede funcionar con los recursos de una fuente externa, pero para mantener el sistema en la temporada cálida se puede conectar un calentador eléctrico (TEN).

Para garantizar un suministro ininterrumpido, en el sistema se prevé un circuito de recirculación: el agua se moverá constantemente por las tuberías, y al abrir el grifo en los puntos de consumo conectados al circuito, fluirá un chorro caliente.

El calentador de agua de calentamiento indirecto generalmente se instala junto a la caldera de calefacción, y este 'dúo' ocupa un área bastante grande, especialmente si ambos aparatos son de tipo de pie.

Así, el aparato permite ahorrar significativamente en recursos energéticos, pero al mismo tiempo obtener un confort no menor que al usar un sistema centralizado de suministro de agua caliente.

Cómo está diseñado el calentador de agua de calentamiento indirecto

Un dispositivo que calienta agua según el principio indirecto. Es un tanque de almacenamiento aislado, dentro del cual se instala un elemento calefactor que funciona con un portador de calor externo.

El propio tanque puede tener forma rectangular o cilíndrica, y en sus paredes se proporcionan boquillas – para la circulación de agua caliente desde el sistema de calefacción y la entrada/salida de las tuberías de suministro de agua.

La base de la estructura es un recipiente metálico o plástico con capacidad de diez a varios miles de litros. Internamente, el tanque puede estar recubierto con esmalte, cerámica o porcelana vítrea, lo que ayuda a mantener la calidad adecuada del agua y evitar la corrosión.

Contra la pérdida de calor, el cuerpo está protegido por una capa aislante de poliuretano, espuma o lana mineral.

La espiral con el portador de calor puede distribuirse uniformemente por todo el recipiente, o colocarse apretadamente en la parte inferior para calentar más rápido el agua fría que entra (+)

Para prevenir la formación de incrustaciones, en la parte superior del recipiente se instala un ánodo de magnesio o titanio, que ablanda el agua, protege el metal de la corrosión galvánica y aumenta la vida útil del dispositivo.

Además, el aparato está equipado con un termorregulador que controla el calentamiento hasta una temperatura determinada, y válvulas de seguridad que forman parte del grupo de protección.

Ventajas y desventajas del BKN

La principal ventaja del calentador de agua de calentamiento indirecto es el ahorro en fuentes de energía. Para su funcionamiento no es necesario conectar un quemador de gas ni utilizar electricidad, como lo requiere un dispositivo de calentamiento directo.

El sistema de calefacción proporciona todos los recursos necesarios, por lo que el agua caliente es un «bono» prácticamente gratuito que ayudará a ahorrar significativamente el presupuesto familiar durante la temporada de frío.

La mayoría de los calentadores de agua de calentamiento indirecto se equipan adicionalmente con resistencias eléctricas con termostato, para que se pueda usar el dispositivo también en la temporada cálida, cuando la calefacción está apagada.

Otras ventajas de BKN:

• Alta productividad – un tanque con un volumen de 100 litros puede «entregar» alrededor de 400 litros de agua caliente por hora (siempre que la caldera sea lo suficientemente potente).
• Larga vida útil – el fluido caloportador no entra en contacto con el agua corriente, como en aparatos similares de calentamiento directo.
• No sobrecarga la red eléctrica – funciona con una fuente de energía externa.
• Suministro instantáneo de agua caliente – no es necesario esperar a que fluya el chorro frío, como ocurre con los calentadores de gas, o a que se caliente el tanque agotado, como en un calentador eléctrico.
• Coste asequible – si se desea, el sistema se puede montar incluso con las propias manos.
• Posibilidad de conexión a varias fuentes de energía, por ejemplo, a un colector solar de vacío, caldera, bomba de calor geotérmica.

Por supuesto, también hay desventajas. A pesar de todas las ventajas, la velocidad de calentamiento del agua en el aparato deja mucho que desear: para procesar 100 litros, incluso el equipo moderno tardará al menos 15-20 minutos, y los sistemas caseros pueden no lograrlo ni siquiera en una hora.

Además, los calentadores de calentamiento indirecto son bastante voluminosos, por lo que ocupan una cantidad considerable de espacio libre. Para tanques grandes puede ser necesario una habitación separada.

Un calentador de calentamiento indirecto se puede hacer incluso con materiales improvisados, utilizando un tubo de cobre doblado para el serpentín, un barril espacioso con tapa o un cilindro de gas para el tanque:

Otra versión de un calentador de calentamiento indirecto casero se fabrica utilizando el cuerpo de un calentador de agua acumulador común:

Además, este dispositivo solo será realmente económico durante el período de calefacción, mientras que en la época de calor habrá que encender la caldera o prever fuentes alternativas de calor – paneles solares, resistencia eléctrica. Es más, el precio de un calentador de calentamiento indirecto de calidad supera a los análogos de calentamiento directo.

Tipos y variedades de modelos del equipo

El tipo de aparato más común es un tanque de acumulación, dentro del cual se colocan tubos de acero o latón (serpentín) con fluido caloportador en circulación.

La velocidad de calentamiento del agua depende del número de vueltas de su espiral. El principio de funcionamiento de esta construcción de caldera de calentamiento indirecto es sumamente simple: el agua fría ingresa al tanque y el fluido caloportador, al desplazarse por el serpentín, la calienta hasta la temperatura deseada.

Pero también existen aparatos diseñados según el esquema «tanque en tanque», donde en lugar de una tubería en espiral se utilizan dos recipientes de diferente diámetro.

El sistema funciona así: el agua fría ingresa al depósito más pequeño, la cual se calienta por el fluido caloportador caliente que circula entre las paredes de los depósitos.

En estos aparatos, el agua se calienta en cuestión de minutos: la gran superficie de calentamiento permite que el equipo funcione eficazmente en modo de flujo continuo, garantizando un suministro ininterrumpido de flujo de agua caliente.

Las calderas que funcionan según el sistema «tanque en tanque» no solo calientan rápidamente el agua hasta 90 °C, sino que también poseen una función de autolimpieza (+)

Una caldera de calentamiento indirecto combinada para calentar agua puede usar energía de varias fuentes a la vez o estar equipada con una resistencia eléctrica incorporada.

Variedades de caldera de calentamiento indirecto

Según el lugar de instalación:

• De pared – generalmente, es un aparato de pequeño tamaño con una capacidad de hasta 200 litros. Se fija mediante soportes especiales a cualquier superficie vertical lo suficientemente resistente para soportar el peso del depósito completamente lleno (los tabiques de cartón yeso definitivamente no son adecuados). Puede colocarse bastante alto y no ocupar espacio útil de la habitación.
• De suelo – un calentador de gran capacidad, diseñado para un gran número de consumidores. Sin embargo, para un aparato con una capacidad superior a 1000 l, se recomienda destinar una habitación separada – instalar una sala de calderas. Pero este sistema se instala generalmente para dar servicio a grandes chalés, empresas, hoteles y otras instituciones; para uso familiar se puede utilizar un aparato de 250-300 l.

Según la forma del tanque:

• Horizontal – ocupa mucho espacio, pero en él es más fácil mantener el nivel de agua adecuado por sí mismo, sin necesidad de conectar bombas.
• Vertical – ahorra espacio libre, pero es bastante limitado en capacidad.

Dependiendo de los matices de uso, las características de la distribución y la disponibilidad de espacio libre, se puede seleccionar el modelo óptimo de BKN que se integrará armoniosamente en el diseño de la habitación y proporcionará a su hogar un suministro ininterrumpido de agua caliente.

En qué fijarse al elegir un BKN

Uno de los parámetros principales que debe ser un argumento decisivo al comprar un calentador de agua es su capacidad. Para conocer la capacidad necesaria del tanque, le recomendamos tener en cuenta la cantidad de personas en su familia.

Recomendaciones sobre la capacidad en litros:

• 80-100 l – 2 consumidores;
• 100-120 l – 3 personas;
• 120-150 l – 4 usuarios;
• 150-200 l – 5 consumidores.

Es importante diferenciar los conceptos de «capacidad total del tanque» y «capacidad útil», ya que el tubo en espiral ubicado dentro del calentador ocupa un área considerable. Por lo tanto, asegúrese de preguntar al comprar cuánta agua realmente cabe en el aparato. En las especificaciones técnicas debe figurar este detalle.

Además, aparte del recuento «por cabeza» de los posibles consumidores, también es necesario tener en cuenta la frecuencia y el volumen de uso del agua. Por ejemplo, si en su familia prefieren disfrutar de un baño caliente en lugar de una ducha rápida, la capacidad útil del tanque debe ser la adecuada – no menos de 120 l.

Es ventajoso utilizar un BKN en combinación con una caldera de combustible sólido o una caldera de gas de un solo circuito, pero si el consumo de agua es inferior a 1 l/min, resulta más económico una caldera de doble circuito, que también ocupará mucho menos espacio que un sistema con calentamiento indirecto.

Otros parámetros importantes:

1. Potencia – cuanto mayor sea el consumo de agua, mayor debe ser el recurso del aparato. Pero es importante que la potencia del «calentador indirecto» no supere la capacidad del sistema de calefacción (u otra fuente de energía externa). Por ejemplo, si el volumen del tanque de almacenamiento varía entre 120 y 150 litros, la potencia de la caldera debe ser de al menos 23 kW, y para 160-200 litros se necesitarán 31-39 kW.
2. Tiempo de calentamiento – parámetro que depende del volumen del tanque y del número de vueltas del serpentín (los depósitos grandes o combinados pueden estar equipados con varias espirales).
3. Material del tanque – para un uso prolongado, los mejores son los calentadores de acero inoxidable o acero médico.
4. Aislamiento térmico – en los modelos baratos se utiliza espuma de goma, que se desgasta rápidamente y deja pasar el calor, por lo que es mejor comprar un aparato más caro donde se haya utilizado poliuretano.
5. Control – el dispositivo puede funcionar en modo automático, deteniendo e iniciando el flujo de agua según sea necesario, controlando el calentamiento mediante un sensor de temperatura.

Al elegir la forma y el tamaño del tanque, también hay que tener en cuenta que, aunque teóricamente el calentador se puede instalar en cualquier habitación donde tenga acceso a la tubería de calefacción, su ubicación óptima es cerca de la caldera. Así la transferencia de calor es más eficiente.

Se puede fabricar un calentador de calentamiento indirecto por cuenta propia. Las instrucciones para fabricar el aparato se describen en este artículo.

Matices y esquemas de conexión del calentador

Como ya se mencionó, para calentar el agua, el calentador de agua de calentamiento indirecto (CACI) utiliza la energía de una fuente externa. Por lo tanto, antes de conectar al portador de calor, es importante seleccionar un esquema adecuado para la instalación del aparato. Consideremos las opciones más comunes.

Principios generales de instalación del aparato

Es necesario montar el calentador de agua sobre una superficie lisa preparada, muy cerca de la caldera. Los modelos colgantes se fijan a una pared de hormigón o ladrillo, al mismo nivel o ligeramente por encima de la caldera de calefacción.

Para el aparato de pie, se debe nivelar el área destinada a la ubicación del tanque (si el suelo está críticamente irregular, se puede hacer un soporte en forma de podio).

El propio circuito de tuberías del BKN está diseñado para conectar el aparato a dos sistemas – el de suministro de agua y el de calefacción. Para ello, en el cuerpo hay boquillas especiales.

El grupo de seguridad del calentador de agua de calentamiento indirecto incluye una válvula de retención y una válvula de descarga, que protegen el sistema contra la sobrepresión y la fuga de agua caliente.

Principios de conexión:

1. El agua fría del sistema de suministro de agua debe entrar en la parte inferior del tanque, y el agua caliente debe salir de la parte superior.
2. En la entrada de agua fría se debe instalar una válvula antirretorno, que evitará la fuga del flujo caliente del calentador en caso de reducción de presión en el sistema.
3. En el centro del aparato puede haber un punto para la conexión de recirculación.
4. Cuando se activa el circuito de calefacción, el movimiento del portador de calor debe ser de arriba hacia abajo. Es decir, la tubería con agua caliente se introduce en el conector superior, y la tubería con agua fría sale por la parte inferior.
5. Todos los conectores deben estar equipados con grifos con tuercas de unión, para tener la posibilidad de desconectar el calentador de agua, por ejemplo, en caso de reemplazo del aparato o trabajos de reparación.

Gracias a este esquema se logra la máxima eficiencia del aparato, ya que el portador de calor que circula en el serpentín calienta el agua en la parte superior del tanque, entrega el resto del calor a las capas de baja temperatura y vuelve a la caldera para un nuevo calentamiento.

Esquemas de conexión del BKN a la fuente

Para elegir correctamente el esquema de conexión del calentador de agua al sistema de calefacción, es necesario tener en cuenta las capacidades de la instalación existente y el lugar de instalación del aparato de calefacción. Existen varias soluciones.

Opción 1. El esquema más común para el uso constante de agua caliente es la conexión a través de una válvula de tres vías. Implica la existencia de dos circuitos de calefacción: el principal y uno separado para el CACI.

Para ello, en la tubería de agua caliente se inserta una bomba de circulación, y después de ella se instala una válvula de tres vías, que es controlada por el termostato del calentador.

El esquema funciona así: cuando la temperatura del agua en el calentador baja por debajo del nivel establecido, mediante la señal del termostato, la válvula cambia el sistema para calentar el tanque de almacenamiento, y después de alcanzar el valor deseado, envía el flujo a circular por el circuito general de la casa.

Para el correcto funcionamiento del esquema de tres vías, es importante ajustar los datos del termostato para que la temperatura programada para el calentador no se establezca por debajo de la del termorregulador de la caldera (+).

Opción 2. Instalación del sistema de dos bombas – es recomendable usar este esquema si no se necesita un suministro constante y de grandes volúmenes de agua caliente. Por ejemplo, el calentador está instalado en una casa de campo y se usa solo los fines de semana.

En este caso, el calentador de agua indirecto y la caldera de calefacción se conectan en paralelo, y los flujos del refrigerante se moverán por dos tuberías. Para el movimiento forzado del agua se instalan dos bombas: una en el circuito de calefacción y otra en la tubería de suministro para el calentador.

El calentamiento se realiza mediante un termostato que desconecta temporalmente la calefacción por radiadores, dirigiendo todo el recurso del sistema hacia el calentador.

Con el esquema de dos bombas, el circuito de calefacción se desconectará durante el funcionamiento del calentador, pero en los 30-60 minutos necesarios para calentar el tanque «desde cero», los radiadores no se enfriarán críticamente (+).

Opción 3. Para espacios donde se utiliza un sistema de calefacción multicircuito, por ejemplo, además de los radiadores se ha instalado un suelo radiante, se aplica un distribuidor hidráulico.

Las flechas hidráulicas redistribuyen la presión en secciones individuales del circuito y garantizan el movimiento ininterrumpido del refrigerante incluso sin la ayuda de bombas de circulación.

Sin experiencia en ingeniería, difícilmente se podrá realizar un esquema tan complejo por uno mismo – para prever una gran cantidad de detalles y garantizar el funcionamiento ininterrumpido del sistema, es mejor acudir a diseñadores profesionales (+).

Sin un hidrocolector en un sistema multicircuito, el equipo de bombeo puede fallar e incluso puede ocurrir un golpe de ariete térmico con daños a los radiadores.

Sistema de circulación de retorno

Si el calentador tiene una tercera entrada, se puede conectar un sistema de recirculación. Para ello, se introduce un circuito cerrado en el punto de recirculación en el cuerpo del aparato.

El flujo de agua está en movimiento constante gracias al trabajo de la bomba de circulación, por lo que entrega agua caliente al punto de consumo de forma instantánea (+).

Para implementar el esquema, será necesario montar un circuito adicional e instalar los siguientes elementos:

1. Válvula de retención en la entrada del calentador.
2. Purgador de aire automático, que protege la bomba de la entrada de aire antes del arranque.
3. Válvula de seguridad, que protegerá contra las fluctuaciones de presión.
4. Tanque de expansión de membrana, al cual irá el exceso de agua cuando aumente la presión en el sistema. Tenga en cuenta que la capacidad del depósito de respaldo debe ser al menos 1/10 del volumen del propio BKN.

Si en el dispositivo del calentador indirecto no se proporciona un conducto para el circuito de recirculación, se puede realizar una inserción de la línea de retorno en la tubería de agua fría e instalar una bomba. Entonces la conexión se realiza según el esquema que se muestra a continuación.

La elección del esquema de conexión con o sin posibilidad de recirculación debe basarse en el diseño del BKN y del sistema de calefacción, así como en la potencia del equipo (+)

La conexión mediante el esquema de retorno garantiza un suministro ininterrumpido de agua caliente; es decir, no será necesario esperar a que el medio calefactor caliente el agua en el tanque.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Antes de decidirse a comprar e instalar un nuevo calentador de agua en casa, le sugerimos que estudie los videos que muestran claramente las ventajas del calentador indirecto y los matices de su conexión.

En este video puede aprender cómo funcionan los calentadores indirectos con el medio calefactor ubicado dentro de la bobina:

Todos los matices del diseño interno y los principios de funcionamiento de los diferentes tipos de calentadores indirectos en un video instructivo detallado de un maestro en ejercicio:

Revisión y conexión de un aparato de 300 litros que funciona con dos medios calefactores: la caldera y los paneles solares:

Análisis detallado del dispositivo BKN y sus esquemas de conexión. Consejos prácticos y sugerencias del maestro:

En cuanto al mantenimiento, el calentador indirecto es un equipo bastante sencillo. Con una instalación correcta y un sistema en buen funcionamiento, solo puede ser necesario reemplazar el ánodo de magnesio cada 6-12 meses y realizar un lavado preventivo del tanque.

La frecuencia de mantenimiento depende de la calidad del agua del grifo y de la intensidad de uso. Pero si tiene instalado un aparato que funciona con la tecnología 'tanque en tanque', que posee una función de autolimpieza, no será necesario cambiar el consumible.

Sin embargo, siempre se puede acordar el mantenimiento regular del equipo con técnicos especializados en la instalación y reparación de sistemas de suministro de agua.

¿Tiene preguntas? ¿O desea compartir su experiencia personal en la selección, conexión y uso de un calentador indirecto? Por favor, deje comentarios en este artículo.