Calentar agua es un proceso termodinámico que utiliza energía para elevar la temperatura del agua. Entre los usos domésticos y comerciales del agua caliente están la limpieza, las duchas, para cocinar o la calefacción. A nivel industrial los usos son muy variados tanto para el agua caliente como para el vapor de agua.
Entre los combustibles utilizados se encuentran en gas natural, gas propano (GLP), querosén, carbón, electricidad y fisión nuclear. Alternativamente también se emplea la energía solar, bombas de calor (compresor) de refrigeradores o de acondicionadores de aire, calor reciclado de aguas residuales (no aguas negras) y hasta energía geotérmica. En el caso las aguas calentadas con energías alternativas o recicladas, estas usualmente se combinan con energías tradicionales.
Los tipos calentadores de agua más conocidos son: calentador de punto, calentador de paso (sin tanque), calentador de acumulación y las calderas (para recirculación).
El tipo de calentador y el tipo de combustible a seleccionar depende de muchos factores como la cantidad de grados que deseamos aumentar al agua, disponibilidad local del combustible, costo de mantenimiento, costo del combustible, espacio físico utilizable, cantidad de litros por minuto requeridos, clima local, y costo de calentador.
Tipos de calentadores de agua
Calentadores de punto
Estos calentadores son unidades muy pequeñas instaladas a pocos centímetros de lugar donde se requiere el agua caliente. Son alimentados con electricidad y se activan automáticamente por flujo o manualmente con un interruptor. Su uso se reduce a unas pocas aplicaciones comerciales o domésticas.
Tienen un reducido consumo eléctrico van desde 1500 vatios a 5000 W. Solo tienen un uso práctico en países de clima templado dado su baja capacidad de calentamiento.
Podemos encontrar ejemplos de su uso instalados directamente a lavamanos o como las famosas duchas (regaderas) de punto muy utilizadas en viviendas económicas en países de clima templado.
Calentadores de paso
También llamados calentadores sin tanque o calentadores de flujo son también de reducido tamaño en los modelos eléctricos y algo más grandes en los modelos de gas natural o GLP. Son unidades que están apagadas, sin consumir energía, un sensor de flujo se activa cuando detectan circulación de agua e inician su procedimiento de calentamiento. Los modelos eléctricos van desde los 8.000 W (1,91 kcalorías/s) hasta los 22.000 W (5,26 kcalorías/s) . Los modelos a gas pueden alcanzar las 8 kcal/s como es el caso de un calentador de 18 L/min . Los modelos eléctricos están equipados con resistencias calentadoras de inmersión y los de gas encienden una llama que calienta un intercambiador de calor por donde circula el agua.
Los modelos más avanzados están equipados con controles electrónicos de temperatura y caudalímetros. De esta manera el usuario puede seleccionar la temperatura que desea en grados. El controlador electrónico mide el flujo de agua que está circulando, la temperatura de entrada y gradúa la potencia que aplicarán la resistencias de calentamiento en el caso de los modelos eléctricos o el tamaño de la llama en los modelos a gas.
Los modelos eléctricos pueden aplicar el 99% de la energía consumida al agua, mientras que los modelos a gas alcanzan entre un 80% y un 90% de eficiencia. En el caso de los de calentadores a gas la energía no utilizada se libera en forma de aire caliente y CO2.
Los modelos eléctricos pueden ser instalados en lugares cerrados pues no requieren ventilación, en cambio los de gas deben ser instalados en lugares ventilados o de ser instalados en lugares cerrados deben dirigir los gases que expelen a través de un ducto de ventilación al exterior.
Estos calentadores tienen ventajas de ahorro de espacio, ahorro de energía y agua caliente ilimitada pero solo son prácticos en países de clima templado o caliente dada su baja capacidad de calentamiento a grandes flujo de agua o si la temperatura inicial del agua es muy baja.
Para seleccionar la potencia de un calentador de paso debemos conocer que cantidad de agua necesitamos calentar y que temperatura deseamos elevar.
Un ejemplo práctico: deseamos alimentar dos duchas de manera simultánea y nuestra temperatura de entrada es de 18 ºC. Una ducha promedio puede consumir alrededor de 8 L/min y una ducha confortable está alrededor de los 45 ºC.
Calentadores de acumulación
Estos calentadores poseen un tanque donde acumulan el agua y la calientan hasta una alcanzar una temperatura seleccionada en su termostato. La capacidad de su tanque es muy variable y va desde los 15 litros hasta modelos de 1000 L. Utilizan como energía gas natural, gas propano (GLP), electricidad, carbón, luz solar, madera o kerosén. Para la selección del tamaño debemos considerar la cantidad de agua caliente que se pueda requerir en determinado momento, la temperatura de entrada del agua y el espacio utilizable.
Estos calentadores tienen la ventaja de suministrar agua caliente a temperatura constante por tantos litros como casi al totalidad de tanque. Además la temperatura del agua que surte no se ve afectada si se abren o cierran otras llaves conectadas al mismo calentador. Su desventaja está en el tamaño de su tanque, si llegamos a agotar el agua caliente de su tanque pueden pasar largos periodos antes de que se recupere el calor.
Al momento de escoger un modelo de tanque debemos tener en cuenta el tipo y calidad de aislamiento térmico que posee. Si seleccionamos un modelo económico pagaremos ese ahorro después en la cuenta de electricidad o gas, ya que un aislamiento deficiente permite que se escape el calor del agua al ambiente, obligando al calentador a gastar más energía para volver a recuperar la temperatura.
Combustibles
El combustible es a larga el mayor costo asociado al calentamiento de agua, más que el costo equipo y de su de instalación. El calentador de agua y su instalación lo pagamos una sola vez, mientras que el combustible lo hacemos todos los meses.
Siendo el gas natural el más económico, es la opción lógica en la mayoría de los países. Pero el gas natural no está siempre disponible, sobre todo el lugares apartados. La segunda opción es el gas propano o GLP. Está de parte de nosotros hacer algo de investigación para saber que combustibles hay disponibles en la zona y cuales ofrecen mejores opciones de ahorro.
Aislamientos
Los aislamientos térmicos de buena calidad son costosos, pero se pagan con el ahorro de energía. Hay dos cosas en las que debemos cuidar el aislamiento: el calentador y las tuberías de agua caliente. Si se trata de un calentador de tanque o caldera el aislamiento evita que se pierda calor con el ambiente. A mayor pérdida de calor mayor será el consumo de combustible. De igual manera las tuberías se agua de caliente pierden calor con el ambiente, siendo la tuberías de cobre las que desperdician más calorías. En el caso de las calderas el aislamiento de las tuberías es obligatorio.
Para el caso de los calentadores de paso, aunque estos no requieren aislamiento térmico, el aislar las tuberías si mejora el ahorro de energía.
En el caso de los calentadores de paso otra opción muy empleada es evitar un solo calentador grande para cubrir todos los usos y en cambio colocar varios calentadores de paso cerca de los puntos de uso. Así se elimina el desperdicio de energía en largos tramos de tubería haciendo más eficiente el consumo de agua caliente.
Mantenimiento
El mantenimiento interno de un calentador esta asociado a la calidad de agua que estemos calentando. Aguas con altos contenidos de sales de calcio o magnesio (aguas duras) tienden a obstruir las tuberías de agua caliente con mayor regularidad que las de agua fría. El mantenimiento preventivo está asociado a descalcificadores o suavizadores de agua. Recientemente aparecieron en el mercando unos suavizadores de agua electrónicos que aseguran evitar la acumulación de sales dentro de la tuberías y hasta logran limpiar la sales ya acumulados por efecto de erosión.
Los calentadores de tanque o calderas adicionalmente requieren el vaciado y limpieza de los tanques para extraer los sediemntos acumulados en su interior. La frecuencia de esta limpieza depende de la cantidad de sólidos que contenga el agua que calentamos.
Los calentadores de tanque hechos de hierro galvanizado tienden a oxidarse y corroerse. Para evitar esto y alargar la vida de los taques algunos equipos tienen un ánodo de sacrificio de magnesio o aluminio. El estado de este ánodo debe revisarse como parte del mantenimiento anual.
Para el caso de los calentadores de gas, la limpieza y revisión del intercambiador de calor se recomienda una vez al año. Las impurezas del gas natural (aceite o petróleo) pueden obstruir el radiador.
Autor: FUTBOLARGENTINO10