¿Por qué los escapes de los calentadores de agua a gas tienen un espacio de aire antes de la chimenea?

Todos los calentadores de agua a gas convencionales (es decir, sin ventilación directa) que he visto tienen un espacio vertical de aproximadamente 1" entre su puerto de escape y la ventilación de escape (o "chimenea"). Vea la foto a continuación. ¿Qué función cumple ese espacio?

¿Cómo es que la brecha no representa un peligro? Supongo que nunca queremos que los subproductos de la combustión se ventilen potencialmente en espacios interiores. Pero si la chimenea se obstruyera, o durante cualquier desequilibrio de la presión del aire entre el exterior y el interior, este espacio parece garantizar la ventilación de CO 2 en el espacio habitable. (Y si el quemador no funciona correctamente, el escape podría incluir monóxido de carbono).

Calentadores de agua con hueco antes de chimenea

Siempre pensé que era para aspirar aire frío para bajar la temperatura del escape, pero no estoy seguro, y eso no aborda las preocupaciones de "seguridad".
@isherwood Veo que eliminó el "caliente" normalmente redundante/incorrecto del título; después de todo, un calentador de agua calienta agua fría . ¡Pero esto parece dos conectados entre sí, por lo que uno de ellos es un calentador de agua fría y el otro es efectivamente un calentador de agua caliente !
Si no hubiera un espacio sobre el calentador de agua y el escape se bloqueara, ¿realmente espera que los productos de la combustión no vayan a ninguna parte? Si esto fuera así, los gases escaparían a alguna parte, dondequiera que estuviera el eslabón más débil del sistema de escape.

Respuestas (3)

Este es un desviador de tiro.

Si el calentador estuviera conectado directamente a la chimenea, el gas de combustión caliente subiría y crearía una corriente de aire en el calentador. Si bien eso es algo bueno, la cantidad de tiro dependería de la configuración particular de la chimenea en esa instalación, entre otras cosas.

Un tiro excesivo puede causar problemas, como que una chimenea alta extraiga demasiado aire a través del calentador, lo que conduciría a una combustión diluida que provocaría una menor eficiencia. En casos extremos, podría incluso apagar la llama.

El entrehierro evita tales problemas, porque la presión en la salida del calentador solo depende del calentador mismo y es independiente de la configuración particular de la chimenea. Siempre que la chimenea sea al menos un par de veces más grande de lo que debe ser, el sistema encontrará un equilibrio natural, donde la cantidad de aire aspirado aumenta hasta que la caída de presión por fricción coincida con el tiro de flotación de la chimenea.

También permite una corriente descendente ocasional, que podría ocurrir si una ráfaga de viento golpea la chimenea. Sí, habría una pequeña bocanada de productos de combustión en la habitación, pero un calentador de combustión limpia no emite mucho o nada de CO, y eso es mejor que apagar la llama.

https://www.rinnai-uk.co.uk/hotechnology/system-design-considerations/flueing/

"El desviador de tiro, que consta de una placa deflectora colocada directamente sobre el conducto principal, regula la dirección y la cantidad de aire que entra y sale del quemador". - "Un desviador de tiro garantiza un rendimiento óptimo del quemador al producir un tiro casi constante y un suministro de aire estable independientemente de las condiciones externas ". – hunker.com
Vale la pena decirlo con mayor claridad (suponiendo que lo haya entendido bien) para abordar la preocupación del OP: en condiciones normales, el flujo de gases de escape del quemador hace que el aire de la habitación sea "aspirado" y suba por la chimenea. La "brecha" no está ventilando los gases de escape en la habitación porque está demasiado ocupado moviendo el aire exactamente en la dirección opuesta.
@hobbs: el efecto de pila en sí mismo mantendrá el flujo, siempre que (como es en condiciones normales) T1 sea mayor que T0 (temperatura interior frente a exterior). - Nada con un desviador está por encima del 80% de eficiencia (es por eso que los llamo '80'), y no solo los tanques HW tienen pérdidas de camisa, estás perdiendo aire de clima controlado por la chimenea las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

La cantidad real de aire de combustión, es decir, el aire que pasa por el quemador para proporcionar oxígeno y salir con menos oxígeno pero más CO2 y posiblemente otros subproductos de la combustión , es muy pequeña. El espacio permite que entre aire adicional y el aire combinado, si los conductos están diseñados e instalados correctamente, fluye a través de los conductos y sale de la casa.

Si no tuviera el espacio, la cantidad de aire que fluye naturalmente a menudo sería demasiado pequeña para fluir a una velocidad decente y, en cambio, sería más probable que se asentara en los conductos. Difícil de explicar, pero simplemente no funcionaría bien.

Algunos puntos adicionales:

  • El CO2 no es el mayor enemigo, el CO (monóxido de carbono) sí lo es.

    Sí, si tienes demasiado CO2 tendrás problemas (piensa en el Apolo 13). Pero cualquier casa, incluso sin ningún equipo de combustión, necesita obtener aire de reposición con más oxígeno para compensar el CO2 producido por las personas. Pero el CO es increíblemente peligroso e incluso los niveles bajos pueden causar problemas. El CO se produce principalmente por una combustión incompleta que puede ocurrir fácilmente en cualquier equipo de combustión si el flujo de aire es demasiado bajo o si hay impurezas en el combustible o si un quemador está obstruido o muchos otros problemas. Por lo tanto, debe tener detectores de CO cerca de cualquier área con equipos de combustión.

  • La temperatura de la salida es en realidad un problema diferente de lo que solía ser.

    Solía ​​ser que los hornos y los calentadores de agua eran relativamente ineficientes y el escape estaría caliente y querrías asegurarte de que todo saliera para no quemar tu casa. Pero como hacía calor y el aire caliente sube, eso fue fácil de hacer.

Ahora los hornos y los calentadores de agua son tan eficientes que existe un problema diferente: ¡el aire de escape, del que aún desea deshacerse debido al CO2 y otros problemas potenciales, está demasiado frío ! Así que no sube tan bien por sí solo. Eso impone muchas más reglas sobre cómo ventilar el escape, en la medida en que en los viejos tiempos reemplazaba un horno o calentador de agua y reutilizaba casi todos los conductos de escape, ahora a menudo hay mucho trabajo involucrado . . Pero yo divago.

Buena explicación de CO y CO2. +
Su primer punto me recuerda otro problema, IIRC, esto resuelve: el producto de combustión principal es el agua. Sin suficiente caudal a través de los conductos de acero, el vapor de agua se condensará en ellos, lo que podría oxidarlos y también volver a gotear cuando el quemador no esté funcionando.
+1. Esencialmente, el entrehierro permite el manejo separado de la cantidad de aire necesaria para la combustión (muy poca) de la cantidad de aire necesaria para obtener suficiente velocidad a través de la ventilación para que la ventilación funcione.
@dwizum - Eso sería 'Q': " caudal de tiro de efecto de pila (borrador en inglés británico), m3/s"
Esto realmente no aborda la preocupación de seguridad en la pregunta. ¿Qué impide que el CO fluya a través del espacio de aire y entre en la casa?
@Robert Primero, no debería producirse CO. En segundo lugar, debe haber un flujo de aire pequeño y constante a través de la ventilación, que arrastrará el CO con él. Pero si fallan, el CO entrará en la casa incluso sin el espacio a través de la entrada de aire del horno u otros pequeños espacios en la construcción.

manassehkatz cubrió mucho , pero la respuesta simple es un flujo de aire constante

El tiro cambiará en la chimenea a medida que los conductos de escape se dirijan hacia ella, especialmente cuando se pasa de aire frío a caliente. Se coloca una campana extractora sobre la parte más superior del horno de gas para aspirar aire hacia la chimenea y hace posible aspirar más o menos aire a través de la chimenea según sea necesario para crear un flujo constante.

Esto hace posible que el quemador disfrute de un flujo de aire constante sin ráfagas de viento ni picos o descensos repentinos de temperatura. El aire caliente, si no pasa a través de una campana extractora, crearía un fuerte flujo de aire a través de los quemadores.

Una campana extractora enfría el aire a medida que lo liberan los quemadores desde 500 °F (260 °C) hasta entre 300 °F y 350 °F (150 °C - 180 °C). Sin embargo, el enfriamiento debe calibrarse cuidadosamente para evitar la acumulación de condensación en la chimenea, un problema que ocurre cuando la temperatura es demasiado baja.

Esto realmente no tiene sentido desde el punto de vista de la física (y su enlace no lo respalda). La única razón por la que el aire caliente no se elevaría por encima del frío es si algo más lo estuviera empujando (por ejemplo, el viento o alguna otra fuente de presión de aire).
@DanielGriscom Sí, tengo que comer cuervo allí. Esto es lo que me habían dicho coloquialmente y pensé que tenía un enlace para respaldarlo, pero no pude encontrarlo. Busqué más profundo y encontré una mejor respuesta. Gracias por la corrección
Apoyos para la adaptación, pero con un cambio tan completo en el contenido, ¿no debería ser esta una nueva respuesta? (No estoy seguro de que hayas hecho algo incorrecto, pero...)
Buena referencia, pero le vendría bien alguna aclaración/elaboración. Las dos preguntas que deja son: (1) Dice que el enfriamiento proporcionado por la campana extractora "debe calibrarse cuidadosamente". La imagen en el OP muestra una de las capuchas sin apretar, se podría decir al azar, unida. Ni las campanas ni el espacio están dimensionados para las características del flujo de aire de la chimenea en ninguna instalación que haya visto. Entonces, ¿cómo se "calibran"? (2) ¿La campana de tiro también está allí para controlar el flujo de aire al quemador , no solo para abordar los problemas de escape? Eso tiene tanto sentido como empujar una cuerda.
#1 suena como una excelente pregunta para hacer como una pregunta diferente. Diablos, me gustaría una respuesta a eso también
En realidad, parece que esta otra respuesta comienza a abordar eso ... Necesito leerlo.