1r ciclo Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

[Weip]

Hola a todos. Este hilo no sé muy bien si va aquí, va de fluidos. El caso es que desde hace unos meses, cuando me ducho, el agua oscila entre caliente y fría. Esto me fastidia porque no me puedo duchar tranquilo, así que quería saber si alguien que haya estudiado fluidos con más profundidad que yo se ha encontrado con algún fenómeno parecido y puede decirme porqué pasa esto.

Me he estado fijando de que el agua tiene temperatura constante y al cabo de dos minutos empieza a oscilar. Y si subo la temperatura, la oscilación pasa antes de tiempo. Si la bajo supuestamente la oscilación sucede más tarde, pero es que entonces el agua sale fría y eso no me soluciona el problema.

Con todo esto he llegado a la conclusión de que el agua oscila de forma amortiguada pero al revés (ahora cuando ponga la gráfica me entenderéis). Más o menos la temperatura oscila con el tiempo según la siguiente función:

$T=36+e^{t} \cos{10t}$

El 36 es la temperatura inicial (en grados celsius). Esto corresponde a la siguiente gráfica (el eje horizontal es el tiempo y el vertical la temperatura):

Antes he dicho que es más o menos porque realmente la frecuencia angular no es 10 $rad/s$, pero es que si no la gráfica no salía demasiado bien. El período real lo he contado y ronda los 28 $s$ y va bajando.

En resumen, este es un hecho un poco absurdo de explicar pero quiero solucionarlo. Al principio pensaba que sencillamente el calentador no le daba tiempo de calentar el agua, pero es que en verano esto no me pasaba. Y ahora que es invierno pues...

Gracias por adelantado.

PD: En la función debería ser $e^{ct}$ pero he hecho $c=1$ por comodidad porque solo quiero ver el comportamiento aproximadamente. Me interesa más el porqué que el cómo.

[visitante20160513]

Re: Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

¿Que tipo de calentador tienes? ¿De gas? ¿Es central o es individual? ¿Está muy lejos de la ducha? Las oscilaciones deberían tender a amortiguarse al cabo de cierto tiempo ¿has probado a ver que pasa si dejas salir el agua un rato? ¿Las oscilaciones se estabilizan o se amortiguan?

[Weip]

Re: Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

¿Que tipo de calentador tienes? ¿De gas? ¿Es central o es individual? ¿Está muy lejos de la ducha? Las oscilaciones deberían tender a amortiguarse al cabo de cierto tiempo ¿has probado a ver que pasa si dejas salir el agua un rato? ¿Las oscilaciones se estabilizan o se amortiguan?

Es de gas, cerca de la ducha. Si dejo salir agua un rato las oscilaciones ocurren igual y con períodos más cortos. Además la temperatura se vuelve más caliente y más fría en cada oscilación. Tal como he puesto en la gráfica. Ni se estabilizan ni se amortiguan, crecen y crecen.

Gracias por responder.

[visitante20160513]

Re: Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

¿Ocurre eso cuando abres solo el agua caliente o cuando combinas caliente y fría?

[Weip]

Re: Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

Solo con el agua caliente. Mi ducha es de esas que solo tiene una llave para caliente y fría, así que no puedo combinarlas. Teóricamente si yo dejo el agua a una temperatura determinada (36 grados) debería mantenerse a esa temperatura, pero ocurre lo de la gráfica: empieza a calentarse y a enfriarse por sí sola, con diferencias de temperatura más grandes a medida que pasa el tiempo. Además las transiciones de agua caliente y agua fría se hacen cada vez más rápido.

[Julián]

Re: Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

Simplemente hablando por hablar porque mucho no se puede hacer sin ver el calefón. Viendo la función de la temperatura con respecto al tiempo se observa una realimentación positiva; y como varía la frecuencia no es lineal el sistema (temperaturainicial-temperatura final). Por lo que el problema estaría en el sistema de control del mismo, es decir, supongamos que sea electrónico este. Se setea la temperatura que uno desea (36º por ejemplo) el agua está fria, el sensor lo detecta y habre la valvula de gas para calentar se calienta el agua pero la frecuencia de sensado es grande, cuando vuelve a medir pasó la temperatura seteada de 36º, desactiva la valvula de gas, como usaste agua entra nueva, devido a la disminución de la mochila, se enfria el agua, vuelve a sensar y está fria, etc. Si este sería el problema es el firmware del controlador ¿antes te pasaba lo mismo o es desde que compraste el calefactor? También podría haverse dañado el sensor, lo que haría enloquecer el controlador.
También el sistema de control podría ser analógico, acá hay un fallo en los componentes, o en el diseño debido a que la temperatura de salida tiene un efecto en este . Pero primero fijate como es este sistema de control de temperatura y luego comentá.

realimentación positiva: http://es.wikipedia.org/wiki/Realime...3%B3n_positiva

[visitante20160513]

Re: Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

Yo diría que tienes un calentador que es una caquita, porque no regula la temperatura de salida del agua. ¿Es muy antiguo? Un buen calentador debería mantener la temperatura de salida del agua constante, a base de combinar los flujos de agua caliente y fría, pero el tuyo parece que lleva otro sistema o que regula mal. No sé pero no parece haber una razón debida al circuito que pueda ser la causa del problema, creo que debes cambiar el calentador, por uno bueno, caro, ya me entiendes.

Tal y como yo lo veo debería ser posible regular la salida del calentador a una cierta temperatura, por ejemplo 50ºC, y que este suministre el caudal que se le solicite siempre a esa temperatura. A lo mejor está mal ajustado el regulador, ¿has visto si es posible establecer la temperatura de salida del agua del calentador? Lo mismo lo tienes mal ajustado, demasiado alto o demasiado bajo, y por eso oscila, pero me temo que lo mejor va a ser cambiar de aparato.

Salu2, Jabato.

[Weip]

Re: Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

Gracias a los dos. La verdad es que el calentador tiene 10 años casi casi. Igual sí es por antiguo, pero con las demás cosas no hace cosas raras.

[visitante20160513]

Re: Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

10 años es mucho tiempo para un calentador de agua, pero no es demasiado tiempo para que su tecnología esté anticuada. Es probable que lleve algún circuito electrónico que controle el regulador y que se haya dañado, de forma que el control de temperatura sea un control del todo o nada lo que podría provocar esas oscilaciones de temperatura que se observan. Probablemente se pudiera reparar con un coste reducido (substituir solo un componente) pero para eso habría que verlo con detalle, si tienes la marca y el modelo se podría consultar la documentación técnica, pero habida cuenta de que el calentador ya está viejo pues lo mejor va a ser jubilarlo, ya me entiendes. Una buena ducha con agua muy caliente, abundante y duradera bien merece la pena el gasto.

Salu2, Jabato.

[Julián]

Re: Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

Si con esa edad el sistema de control no creo que se digital sino analógico, algo mecánico como la valvula de gas o el flujo de gas lo descartaría porque sino a no calentaría o calentaría de más. No creo que sea caro el arreglo, pero viste como son los servicios técnicos. Seguramente es el termostato, hay que ver si es un termisor o termocupla. Seguramente es una termocupla weip y estas son 2 metales diferentes unidos que generan una diferencia de potencial en función de la temperatura, el problema es que con el tiempo se degradan debido a los gases atmosféricos. Si puedes indentificarlo, cambiaselo. Compra uno del mismo modelo, hay varios tipos de termocuplas y en general están alado del piloto (en este caso es la D).

[Weip]

Re: Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

¡Muchas gracias a los dos! Miraré a ver si puedo arreglarlo como has dicho Julián y si no pues habrá que cambiarlo como dice Jabato.

[Breogan]

Re: Oscilaciones de temperatura en un chorro de agua

Hola:

Por lo que entendí de tus mensajes anteriores, vos tenes en el circuito de la ducha dos elementos el calentador de agua, y la llave mezcladora de agua de la ducha, que si no entendí mal tiene control de temperatura (si no es así parte de lo que diga no es correcto).

Lo 1º que haría seria verificar, si tengo otra salida de agua caliente aguas abajo del calentador, si se produce el mismo efecto abriendo esta salida. Si no se produce el efecto mencionado lo mas probable es que el calentador no tenga problemas.

Si el problema se repite en este consumo, podemos dar por seguro que el problema es el calentador. El calentador regula la temperatura a través de una válvula que controla el paso de gas al quemador, ya sea electrónico o no.
En los calentadores viejos había una válvula por la cual pasaban tanto el agua caliente como el gas de entrada al quemador de gas, en esta válvula se censaba la temperatura del agua de salida y según el valor de esta modulaba el caudal de gas, en mas o en menos, que se suministraba al quemador; logrando de esta forma el control de la temperatura requerida. En esta válvula, que es mecánica accionada con un par bimetalico, también estaba el mecanismo de regulación de la temperatura del agua.

En los calentadores mas modernos toda la regulación anterior se realiza por medio de una plaqueta electrónica, la cual recibe la señal de un sensor de temperatura del agua de la salida, y después de procesarla acciona una válvula de gas (también con un bimetalico, pero ahora accionado por corriente) que modula la cantidad de gas que recibe el quemador.

Algunos de los problemas similares que he visto (con ambos sistemas) son modulaciones en la temperatura de salida del agua, pero no con tan amplio rango de temperatura como el indicado en tu mensaje. Normalmente esto se debía a la acumulación de sarro en el sensor de temperatura, que aumenta la masa térmica de esta y ralentiza la medición de la temperatura, haciendo que empiece a oscilar esta. O que los bimetalicos presentaban fatiga mecánica. En cualquier caso siempre se procedía al cambio de sondas, válvulas, y si fuera necesario (y existiera) la plaqueta de control.

NOTA: Lo indicado por Julian en un post anterior, corresponde al piloto de encendido, y no tiene que ver con el control de temperatura del agua, sino con la seguridad del encendido.

Por ultimo, si tenes mezcladora de agua en la ducha con control de temperatura, yo me inclino a pensar que probablemente sea la causante del problema. Estas mezcladoras funcionan modulando la apertura de los orificios de agua caliente y/o fría según sea requerido por el sistema de control, así que si modulan mal la temperatura de salida puede oscilar fuertemente y dar la excursión de temperaturas que pusiste en tu post.
Lamentablemente tengo cero experiencia con estas mezcladoras, pero si fuera yo verificaría primero la ausencia de sarro en el sensor de control, y luego el buen contacto eléctrico en el circuito de censado.

Suerte

PD: Aunque nunca vi una de estas mezcladoras de agua con control de temperatura, ahora me acuerdo que un amigo me dijo algún día que estas mezcladoras estaban diseñadas, en su mayoría, para funcionar con calderas; y que con calefones (calentadores de agua) podían presentar problemas de estabilidad a causa de la re-alimentación debida a la modulación del caudal de agua caliente. Esto no lo se con certeza .

Suerte