Calentador de agua de calentamiento indirecto para caldera de gas: especificaciones de funcionamiento y conexión

Una caldera de gas potente, instalada en una casa de campo, puede resolver fácilmente el problema de la calefacción y el suministro de agua caliente en el hogar. Pero la cantidad de líquido calentado para necesidades higiénicas y domésticas es limitada y no siempre satisface a los propietarios. Para compensar su déficit, se instala un BKN – calentador de calentamiento indirecto para caldera de gas.

Examinemos las características y capacidades funcionales del acumulador, y también averigüemos cómo usarlo mejor junto con una caldera de gas para que el resultado sea lo más eficaz posible.

Rasgos distintivos del calentador de calentamiento indirecto

El calentador es un gran tanque cuya función principal es el almacenamiento. Puede tener diferentes volúmenes y formas, pero su propósito no cambia. Sin el calentador puede surgir un problema al usar, por ejemplo, dos duchas al mismo tiempo o una ducha y un grifo de cocina.

Si una caldera doméstica de 2 circuitos con una potencia de 24-28 kW produce solo 12-13 l/min en flujo, y para una ducha se requieren 15-17 l/min, entonces al abrir cualquier grifo adicional se produce un déficit de suministro de agua. La caldera simplemente no tiene suficiente capacidad de trabajo para suministrar agua caliente a varios puntos.

Si en la casa está instalado un gran depósito de almacenamiento, incluso con varios puntos de extracción de agua abiertos simultáneamente, todos estarán provistos de agua caliente.

Todos los calentadores acumuladores se pueden dividir en 2 grandes categorías:

• de calentamiento directo, que crean una reserva de agua caliente mediante un elemento calefactor – por ejemplo, una resistencia eléctrica (TEN);
• de calentamiento indirecto, que calientan el agua ya con el refrigerante caliente.

Existen otros tipos de calentadores – por ejemplo, los calentadores de agua acumuladores comunes. Pero solo los acumuladores de gran volumen pueden recibir energía indirectamente y calentar agua.

El BKN, a diferencia del equipo dependiente de energía que funciona con electricidad, gas o combustible sólido, utiliza el calor generado por la caldera. En pocas palabras, no necesita energía adicional para su funcionamiento.

Construcción del BKN. Dentro del depósito se encuentra un serpentín: un intercambiador de calor tubular de acero, latón o cobre, que funciona como elemento calefactor. El calor dentro del tanque se conserva según el principio de un termo.

El acumulador se integra fácilmente en el sistema de ACS, sin causar problemas durante su funcionamiento.

Los usuarios ven muchas ventajas en el uso del BKN:

• el equipo no requiere alimentación eléctrica y resulta ventajoso desde el punto de vista económico;
• el agua caliente siempre está lista, no es necesario dejar correr el agua fría y esperar a que se caliente;
• pueden funcionar libremente varios puntos de suministro de agua;
• temperatura del agua estable, que no disminuye durante el consumo.

También tiene desventajas: el alto costo del equipo y el espacio adicional en la sala de calderas.

El volumen del depósito de acumulación se selecciona en función del número de personas que viven permanentemente en la casa. Los calentadores más pequeños están diseñados para 2 consumidores, por lo que al elegir, se puede partir de un volumen de 50 litros.

Por todas las características, el BKN es adecuado para usarlo en pareja con una caldera de gas. Además, es una de las mejores soluciones para equipar un sistema de preparación de agua caliente para una casa privada con una gran cantidad de residentes.

Pero las calderas son diferentes, por lo que consideraremos tanto las opciones aceptables como aquellas donde pueden surgir problemas.

Equipo de calefacción a gas + BKN

En una casa de campo para vacaciones de verano no es necesario instalar un sistema de comunicaciones complejo, mientras que para una casa de residencia permanente es simplemente necesario. Aquí no vale la pena preguntarse si se necesita un calentador adicional para la caldera de gas; sin duda, resultará ser una adquisición muy útil que aumenta significativamente el confort de la vivienda.

Revisaremos los esquemas principales de conexión del BKN para prevenir errores posibles durante la instalación independiente del equipo.

Esquema de conexión a caldera de 1 circuito

Los equipos de un solo circuito realizan una de las funciones declaradas por el fabricante: ya sea calentar agua para ACS o calentar la casa; el segundo caso se utiliza con mucha más frecuencia en el hogar.

La solución combinada (caldera de gas de 1 circuito + BKN) es una de las mejores para una casa pequeña.

Esquema de conexión del BKN a la caldera de gas. El calentamiento del agua para calefacción y agua caliente sanitaria ocurre de forma sincrónica, luego se distribuye por dos ramales: hacia los radiadores de calefacción y hacia el calentador.

El proceso de calentamiento ocurre según el siguiente esquema:

• el agua fría entra en la caldera, donde se calienta hasta la temperatura deseada (por ejemplo, +80°C) mediante el quemador de gas;
• el caloportador caliente entra en el circuito de calefacción – hacia los radiadores – y en el intercambiador de calor del calentador de agua acumulador, es decir, de la caldera;
• Debido al aumento de la temperatura del intercambiador de calor, el agua en el calentador se calienta y, al abrir los grifos de consumo, llega al usuario.

Al implementar este esquema de una caldera de gas de un solo circuito con un calentador indirecto, los datos técnicos son de suma importancia: la potencia y la velocidad de suministro del refrigerante.

Según los indicadores promedio, el agua en el calentador, si no ha estado en funcionamiento previamente, se calienta desde cero hasta una temperatura aceptable en 5-15 minutos, por lo que la espera no será larga. Normalmente, el equipo está en funcionamiento, por lo que siempre se tiene acceso al agua caliente.

Analicemos las características del conexionado de los dispositivos mencionados.

Para empezar, es necesario elegir el lugar más conveniente para la instalación; generalmente es la sala de calderas, una habitación separada no residencial. Es mejor colocar los equipos cerca uno del otro, ya que así el proceso de calentamiento es más rápido y se utiliza menos material.

La instalación en el suelo supone una colocación en la que la distancia hasta los obstáculos o dispositivos más cercanos sea de al menos 0,5 m; esto es necesario para el mantenimiento o inspección del equipo.

El conexionado se realiza por dos lados: carga y suministro de agua.

A la salida de la caldera, se recomienda instalar un depósito de expansión de membrana, que compensa la expansión térmica y estabiliza el funcionamiento del sistema. Todos los circuitos deben estar equipados con válvulas de bola y válvulas de retención, que regulan la dirección de los flujos del caloportador.

No estará de más instalar filtros: el agua suministrada al sistema varía, y durante una avería podría entrar arena u otros desechos que contaminen el refrigerante y dañen el equipo.

Un elemento obligatorio es la bomba de circulación, que proporciona el suministro de agua a la presión necesaria. Se monta en la tubería entre la caldera y el calentador, y se controla de una de las siguientes maneras: mediante el termostato del acumulador o mediante un sensor de temperatura en la caldera.

A ambos lados de la bomba se instalan válvulas de cierre. La misma válvula se coloca en la entrada de agua fría a la caldera.

En el tubo de conexión del calentador se instala un codo con grifo de drenaje, y en ambos tubos se colocan válvulas de cierre para que siempre se pueda desconectar el equipo de la caldera para limpieza u otro mantenimiento. En la tubería de suministro, antes de la válvula de cierre, se debe colocar un purgador de aire.

La opción óptima es la conexión mediante una válvula termostática de tres vías, que organiza la salida del refrigerante de la caldera y lo divide en dos flujos: hacia el calentador y hacia el sector de calefacción. Con ella se puede regular la temperatura: si para los radiadores es adecuado un calentamiento de hasta +80-90°C, para los suelos radiantes es mejor limitarse a +45°C.

Si no hay válvula de tres vías, se instalan dos bombas de circulación, una de las cuales sirve al BKN, y la otra está destinada a la rama de calefacción.

Esquema de conexión de la caldera al sistema solar. La interacción con el colector solar requiere la instalación de un circuito cerrado separado con intercambiador de calor y termo-sensores.

A veces se aplican circuitos con recirculación del fluido caloportador – por ejemplo, para mantener constantemente el toallero calefactor en estado 'de trabajo'. El agua caliente circula en un circuito cerrado, evitando que la tubería se enfríe. El elemento obligatorio es una bomba de circulación, y no se necesita válvula de retención. La desventaja de este sistema en verano es el exceso de consumo de energía.

Con el cambio de funcionamiento de la caldera de gas al 'modo verano', simplemente se desconecta el circuito de calefacción – el quemador de gas calienta el fluido caloportador para el calentador de agua. Pero hay otra salida: simplemente apagar la caldera de gas y utilizar solo el calentador de agua. Esto es posible si el acumulador está equipado adicionalmente con una fuente de calefacción autónoma: una resistencia eléctrica.

Dos opciones de uso con caldera de 2 circuitos

A los propietarios de equipos de calefacción de gas también les interesa cómo funciona el caldera de calentamiento indirecto con una caldera de gas de doble circuito. Los especialistas consideran que la interacción de los equipos es posible, pero el resultado depende del esquema de conexión: con uno de ellos simplemente no están diseñados para trabajar entre sí.

Inserción del calentador de agua en el circuito de ACS

Primero consideremos la opción cuando el calentador de agua está insertado en el circuito de ACS. Desde el punto de vista hidráulico, todo parece correcto. Un termostato mecánico de tres contactos, colocado dentro del cuerpo del calentador de agua, al descender la temperatura cierra el circuito de alimentación eléctrica de la bomba.

Esta, a su vez, comienza a bombear agua que circula por el circuito entre dos intercambiadores de calor: se calienta por el quemador de gas y luego se traslada al serpentín del calentador indirecto.

En términos simples, ambos aparatos realizan sus funciones: la caldera deja de calentar y comienza a calentar agua para ACS, y el calentador de agua intenta, gracias a la temperatura elevada del agua caliente, calentar el contenido de su 'depósito'.

El problema surge precisamente por la discordancia de los parámetros de temperatura. Supongamos que inicialmente la temperatura de llenado del calentador de agua es de +15 °C, y la temperatura recomendada de calentamiento del agua en la caldera es de +60 °C, más no lo permite el limitador automático.

La diferencia entre los dos parámetros establecidos de 45° es significativa, por lo que el intercambio de calor en el calentador de agua ocurre bastante intensamente. Pero la temperatura comienza a subir, y cuando alcanza el valor de +40 °C, la diferencia ya es mucho menor, solo 20°. Por consiguiente, el intercambio de calor se ralentiza.

No olvidemos que el agua continúa circulando entre los dos dispositivos. Al quemador de gas de la caldera comienza a llegar no el fluido caloportador de 15 grados del sistema de agua fría, como recomienda el fabricante, sino un líquido caliente de 40 y luego de 50 grados procedente del calentador de agua.

Como resultado, la temperatura del líquido se eleva instantáneamente a +60 °C, el sensor se activa, el quemador se apaga, ya que está programado con parámetros seguros para los consumidores.

En el calentador, el agua comienza a enfriarse – el sensor se vuelve a encender y el proceso de circulación se reanuda. Y así constantemente. Esto provoca que el agua en el calentador no alcance la temperatura deseada, sino que permanezca insuficientemente caliente, lo que no es adecuado para el uso doméstico de ACS.

El proceso de interacción de dos unidades podría tener lugar si el quemador de la caldera calentara el fluido caloportador a +80 °C, pero esto está prohibido por las instrucciones para proteger a los usuarios de quemaduras.

Otra razón para no usar el calentador indirecto y el circuito de ACS de la caldera de gas juntos radica en la imposibilidad de calentar el agua en el calentador a una temperatura superior a +60 °C. Esto está relacionado con las normas sanitarias.

Aproximadamente una vez por semana, el aparato se llena con agua caliente a unos 70-75 °C, para que la bacteria legionella no prolifere en el depósito, cuyas colonias recuerdan a moco. Una gran cantidad de bacterias en el agua conduce al desarrollo de alergias y otras enfermedades.

Se puede concluir que, debido a dos razones, pero significativas, el esquema de combinar la caldera de gas y el calentador indirecto a través del circuito de ACS se considera ineficaz e inseguro. Si ya tiene una caldera de doble circuito, úsela directamente para su propósito: use un circuito para el sistema de calefacción, el segundo para ACS.

Interacción del calentador indirecto con el circuito de calefacción.

La segunda opción – interacción del calentador indirecto con el circuito de calefacción. La solución técnica funciona excelentemente si la capacidad de la caldera de gas es insuficiente, y es la única forma eficaz de conectar el calentador indirecto a una caldera de doble circuito.

No tocamos el circuito de ACS, sino que usamos solo la rama que se encarga de la calefacción, es decir, la que va a los radiadores y al sistema de 'suelo radiante'. La tubería que va al calentador debe conectarse justo debajo de la caldera, después del grifo.

Con el control electrónico, se debe ajustar la caldera para calentar el agua a +70°C – precisamente ese caloportador entrará en la caldera, donde se llevará a cabo la regulación adicional de la temperatura. El termostato ubicado en la caldera, cuando la temperatura baje, encenderá la bomba, y al alcanzar el valor necesario, la apagará.

Con el control mecánico de la caldera de gas, todo sucede de manera diferente. Al termostato de la caldera se conecta un segundo termostato – el del calentador, y entonces se puede controlar el primer dispositivo con el segundo. Por ejemplo, si en el segundo se establece una temperatura de +80 °C, entonces el primero, el de trabajo, requerirá calentar el agua a +80 °C, independientemente de la temperatura que tenga configurada.

Cuando en el calentador el agua se calienta a la temperatura deseada, el segundo termostato interrumpe el circuito, y el primero, ubicado en la caldera, vuelve a ser el 'principal'. Si en ese momento tiene configurada una temperatura de +40 °C, entonces esa temperatura se reducirá a 40.

¿Cómo hacer la conexión sin errores?

Para que ambas unidades – la caldera de gas y el BKN – funcionen sin fallos y durante toda su vida útil, es importante realizar correctamente el conexionado, es decir, instalar el grupo de seguridad y otros elementos.

Al instalar los filtros de retención de partículas, verifique su orientación; en el cuerpo hay una flecha que indica la dirección del flujo de agua.

No se puede instalar este filtro en posición vertical, ya que las partículas gruesas se acumulan en la tubería y no en el propio filtro. La limpieza solo se podrá realizar mediante lavado a presión, lo que podría ensuciar toda la sala de calderas.

El tanque de expansión debe instalarse no por separado, sino entre el calentador y la válvula de retención; de lo contrario, resultará inútil y no cumplirá su función.

Conclusiones y video útil sobre el tema

¿Cómo hacer la tubería de una caldera de un solo circuito con BKN:

Sobre los detalles de la conexión del calentador de agua indirecto:

Conexión de la caldera de gas al BKN en la práctica:

Para la instalación y conexión del calentador, recomendamos recurrir a profesionales para no enfrentarse posteriormente a problemas de calefacción o ACS debido a una tubería incorrecta o a la falta de elementos importantes en el sistema. No olvide tampoco las instrucciones del fabricante, en las que a menudo se indican los detalles de funcionamiento del equipo con cada dispositivo.