Postupy/metody používané při kontrolách výměníků tepla
Kontroly výměníků tepla se staly téměř vědou samy pro sebe. V mnoha organizacích představuje nález prasklého výměníku tepla opravdu dobrý den a někdy i posílení peněženky.
Následují různé postupy a zkušební metody, které napoví, jak identifikovat prasklý výměník tepla v peci. Upozorňujeme, že ŽÁDNÁ z těchto metod není stoprocentně spolehlivá. Proto je v rámci každé metody uvedeno více postupů.
Mějte na paměti, že smyslem kontroly výměníku tepla je bezpečnost. Současné myšlení v oboru je však takové, že „každá prasklina ve výměníku tepla je nebezpečná“. AGA a GAMA trvají na tom, že i vlasová trhlina ve výměníku tepla představuje závadu a vyžaduje výměnu.
Převládá názor, že každá díra nebo trhlina ve výměníku tepla se může zvětšit a zvětší se, a když se tak stane, představuje okamžité nebezpečí. Vzato jako „vědecké“ pozorování, je to pravda. V praxi se však ukázalo, že jen málo prasklin představuje skutečné nebezpečí, které by způsobilo nebo propustilo oxid uhelnatý nebo způsobilo požár či výbuch.
Tento příspěvek na fóru ContractorTalk je kompilací řady testů výměníku tepla, které lze použít k identifikaci prasklého ohniště nebo toho, zda má výměník tepla díry. Popisuje většinu dostupných testů a obsahuje obrázky některých testovacích nástrojů a metod, jak zkontrolovat prasklý výměník tepla.
ACHR News – Test výměníku tepla
Tady je článek z roku 2006 z ACHRNews.com, který popisuje, jak testovat výměník tepla, a popisuje další požadavky na vzduch, které by měly být také zkontrolovány. Autor odvádí dobrou práci a pokrývá všechny základy, nicméně dochází ke stejnému chybnému závěru o otvorech ve výměníku tepla a prasklinách v obytných pecích, které potkávají většinu mechaniků.
Autor popisuje laboratorní testy, při kterých byly do různých míst výměníku tepla vyvrtány 1/8″ otvory. Poté popisuje změny v hodnotách O2 pozorované na analyzátoru spalování. Ochotně připouští, že nárůst O2 je způsoben vstupem vzduchu do výměníku tepla otvorem. Dále dokonce naznačuje, že umístění překážky (blokovací desky) do proudu vypouštěného vzduchu zvýší statický tlak v peci a zvýší množství vzduchu procházejícího DO výměníku tepla.
Jeho závěr je, že jakákoli změna údajů O2 při zapnutí dmychadla je známkou vadného výměníku tepla. Na samém konci článku vysvětluje, že tato informace by měla být zaznamenána na servisním lístku a podepsána zákazníkem jako důkaz, že byl zákazník na závadu upozorněn.
Úplně poslední odrážka na konci článku směruje mechanika k tomu, aby zákazníkovi vysvětlil zdravotní rizika. Podbod „a.“ říká: „Vadný výměník tepla umožňuje vnikání spalin do budovy.“
Protože autor uvedl, že statický tlak v peci tlačí vzduch DO vyvrtaných otvorů výměníku tepla, jak se mají spaliny dostat do budovy? Produkty spalování zatížené CO, které se hromadí v přední části pece a mohou se shromažďovat v technické místnosti, ale nejsou zachycovány a dodávány do proudu vnitřního vzduchu, pokud nejsou nasávány otvory pro zpětný vzduch kolem pece.
Toto je rozpor v myšlení, který většina lidí ignoruje.
První věc, na kterou se při kontrole výměníku tepla podíváte, je, zda se při zapálení hořáku a zapnutí vnitřního ventilátoru mění plamen a spaliny. To znamená, že vzduch prochází z vnitřního proudu vzduchu na „stranu ohně“ výměníku tepla, což je pravda.
A o to mi jde – u pecí vyrobených od 70. let 20. století vzduch VŽDY prochází z vnitřní strany vzduchové trhliny výměníku tepla na stranu ohně.
Je nemožné, aby se tak stalo opačně, když je k peci připojeno potrubí a klimatizační spirála. Není možné, aby plamen hořáku vytvořil uvnitř tepelného výměníku dostatečný tlak k překonání statického tlaku na vnější straně tepelného výměníku, který je vytvářen vnitřním ventilátorem.
U pecí s přirozeným tahem je kouřovod vždy „záporný“ vzhledem k vnitřku budovy. Pokud není vždy záporný, nejedná se o kouřovod, ale o otvor ve střeše. (Pokud kouřovod netáhne vždy, byl špatně navržen, nesprávně instalován nebo byla změněna samotná konstrukce budovy. Správně instalovaný kouřovod vždy táhne nahoru a ven střechou). Protože tedy kouřovod táhne spálené plyny z topeniště nahoru a ven z konstrukce, jak může díra, prasklina nebo velká trhlina umožnit průchod spalin ze strany ohně na stranu vnitřního vzduchu výměníku tepla?
V nejlepším případě budou hořáky vytvářet tlak 0,02″ až 0,04″ vodního sloupce ve výměníku tepla, což budou horké plyny, které budou rychle stoupat a odcházet přes přepínač tahu do kouřovodu. Tato cesta bude klást menší odpor než tlak potřebný k protlačení přes rozdělení ve výměníku tepla. Při spuštění vnitřního ventilátoru se uvnitř skříně pece a vně výměníku tepla vytvoří statický tlak, který tlačí velké množství vzduchu DO trhlin ve výměníku tepla. Při prvním spuštění vnitřního ventilátoru však existuje krátký okamžik, kdy se vzduch rychle pohybuje skrz výměník tepla, než se vytvoří statický tlak, kdy mohou být spaliny vtaženy skrz trhlinu. Většinou je to nepostřehnutelné, protože se to děje tak rychle. Existují však okolnosti, kdy dlouhým potrubím, dmychadlům s řemenovým pohonem, motorům dmychadel s pozvolným rozběhem nebo elektronickým dmychadlům a dmychadlům se selhávajícími kondenzátory může trvat vteřinu nebo dvě, než se rozběhnou, a způsobit zpoždění při vytváření statického tlaku v topeništi.
U pecí s induktory tahu je ještě méně pravděpodobné, že spaliny někdy projdou do proudu vzduchu v interiéru. Tlak uvnitř výměníku tepla je VŽDY záporný. Spaliny jsou induktorem tahu vytlačovány nahoru do kouřovodu. Proto velké mezerovité otvory v trubkových výměnících tepla způsobují převrácení plamene, ale nepřispívají k tomu, aby se spaliny dostaly do proudu vnitřního vzduchu.
Silové tahové pece (in shot power burners) jsou jiný příběh. Ty vytvářejí pozitivní tlak uvnitř výměníku tepla a rozhodně mohou tlačit spaliny (a potenciálně i CO) do proudu vzduchu v interiéru. Mechanici musí rozpoznat, jaký druh zařízení servisují, a podle toho upravit své postupy.
Všimněte si, že testy byly určeny pro „standardní“ pece, nevztahují se na pulzní pece Lennox, komerční pece, kanálová topidla atd.
Pozor na instalaci
Pozor na způsob instalace a používání pece. Pokud je pec jednoduše umístěna v prostoru, na kterém není žádné potrubí ani klimatizační spirála, pak je celá tato diskuse bezpředmětná. Vzhledem k tomu, že výstupní vzduch není téměř nijak omezen, bude uvnitř pece malý nebo žádný statický tlak. V takovém případě může proud vzduchu z vnitřního ventilátoru skutečně nasávat zplodiny hoření skrz škvíru do vnitřku budovy.
Stejná výhrada platí i pro pece připojené k předimenzovanému potrubí. Pokud není uvnitř skříně pece vytvořen statický tlak, mohou trhliny ve výměníku tepla propouštět spaliny do vnitřního vzduchu. Pokud je pec vybavena klimatizační cívkou nebo správně dimenzovaným potrubím, které vytváří v peci statický tlak, mohou trhliny ve výměníku tepla trochu narušit spalování, ale nepředstavují eminentní nebezpečí, kvůli kterému by si všichni nadělali do kalhot.
Oxid uhelnatý rozhodně může být vytažen z trhliny ve výměníku tepla u jednotkových topidel, horizontálních kanálových pecí a přímotopných ohřívačů vzduchu.
Procházíme kolem potenciálně smrtelných problémů
Zajímavé je všimnout si, kolikrát se mechanici zaměří na trhliny ve výměníku tepla, stráví jejich hledáním nepřiměřeně mnoho času a přitom ignorují skutečnost, že obsluhují pec o výkonu 100 000 btu napojenou na kouřovod s ohřívačem vody o výkonu 35 000 btu v místnosti s plynovou sušičkou o výkonu 30 000 btu, která má rozměry 8 x 12 stop s 8 stop dlouhým suchým zděným stropem a pevnými dveřmi připevněnými k otvoru místnosti. Až jejich zákazníci v mrazivé noci zemřou, protože někdo zavřel dveře do technické místnosti, mohou alespoň oznámit, že výměník tepla byl neporušený.
Poznámka na okraj – k provozu plynových spotřebičů je potřeba více čerstvého vzduchu, než si myslíte.
Pec s indukovaným tahem potřebuje 15 krychlových stop volného vzduchu na každou krychlovou stopu plynu, kterou spálí. Krychlová stopa plynu je přibližně 1000 btuh, což znamená, že pec s kapacitou 100 000 btuh potřebuje na každou hodinu provozu k dispozici 100 x 15 nebo 1500 krychlových stop čistého vzduchu.
Pokud je pec zastrčená v technické místnosti, která je 8 stop široká a má 8 stop vysoký strop, pak by tato místnost měla být 23 stop dlouhá, jinak peci při nepřetržitém provozu po celou hodinu dojde vzduch pro spalování. Přidejte ohřívač vody připojený ke stejnému kouřovodu ve stejné místnosti a nyní musí být tato technická místnost ještě větší.
Zvětrali jsme a postavili domy tak těsné, že je v nich velmi málo infiltračního vzduchu. Za extrémně chladného počasí se obyvatelé vyhýbají otevírání venkovních dveří a rozhodně mají zavřená okna. To znamená, že v domě dochází k menší výměně vzduchu a menší možnosti doplnění kyslíku. Protože domy mají méně infiltračního vzduchu, staly se problémy s nedostatkem spalovacího vzduchu a problémy s kouřovody větším problémem.
Až AGA neuznává „rozpor“ mezi svými pokyny sledovat plameny hořáku při spuštění dmychadla a závěrem, že trhlina ve výměníku tepla nějakým způsobem propustí spaliny a případně CO do proudu vzduchu v interiéru. Zde je odkaz na zkušební postupy AGA. Navrhují použití stopovacího plynu o obsahu 14,3 % neodorizovaného metanu v dusíku a kalibrovaného detektoru úniku hořlavých plynů o koncentraci 200 ppm.
Jejich „vědecké výsledky“ jsou takové, že tento postup byl v topné sezóně 1982-83 testován v terénu 7 velkými plynárenskými společnostmi a podle jejich zpráv byl výrazně lepší než jiné metody. (Zajímalo by mě, co to znamená?)
AHRI – Air-Conditioning, Heating and Refrigeration Institute
AHRI také zveřejnil testovací list. Jako primární zkušební metodu používá tester CO na proudu vzduchu v interiéru. Zde je odkaz na webové stránky AHRI, na kterých je odkaz na „informační list“. Zajímalo by mě, jak dospěli k závěru, že se oxid uhelnatý dostává do proudu vnitřního vzduchu?
HARDI – Heating, Air-Conditioning, Refrigeration Distributors International
HARDI podává dobré vysvětlení metody stopovacího plynu a přiznává, že ostatní plyny mohou test rušit a že samotný test není průkazný.
Tady je důvod, proč kontrolujete praskliny ve výměníku tepla, velké praskliny. Někdo obešel rolovací spínač, aby udržel pec v chodu. Nový majitel domu sám našel odvalovací spínač a prasklý výměník tepla, když pec přestala fungovat.
Můj problém NENÍ v tom, že máte prasklý výměník tepla, a nechci tím naznačit, že s prasklinami výměníku tepla se dá žít.
Můj problém je v tom, že vám někdo lže a zároveň většina mechaniků chodí kolem věcí, které by vás a vaši rodinu mohly zabít.
Pokud máte prasklý výměník tepla, musíte ho vyměnit. Ale také se musíte ujistit (nebo nechat svého mechanika vzduchotechniky pojistit), že zařízení a konstrukce vašeho domu a kouřovod a spalovací vzduch bezpečně udrží vaše plynové spotřebiče.
Téměř v každém případě otravy oxidem uhelnatým, na který jsem se podíval, byl problém prohlášen za pec nebo kotel nebo ohřívač vody. Při dalším vyšetřování se však ukázalo, že skutečnou příčinou otravy byly ucpané kouřovody nebo omezený spalovací vzduch či nesprávné používání. A v každém z těchto případů dodavatelé vzduchotechniky, kteří prováděli servis zařízení, uvedli, že zkontrolovali kouřovody a prohlédli potrubí a považovali systémy vzduchotechniky a kotle za bezpečné.
Tady je článek „12 Must-Do’s On a Furnace Clean and Check“ z roku 2011 v národním odborném časopise, který uvádí kontroly, které by měli servisní technici provádět při „čištění a kontrole“ kamen. Uvedené kontroly jsou nezbytné a měly by se provádět. Článek však také ilustruje, co mám na mysli, pokud jde o servis zaměřený na zařízení versus informovanost o aplikaci.
- Nic v článku se nezmiňuje o nutnosti potvrdit, že je k dispozici dostatek spalovacího vzduchu pro všechny plynové spotřebiče v oblasti.
- Nic se neuvádí o potvrzení tahu kouřovodu, jeho velikosti nebo správné instalaci u spotřebičů používajících standardní kovový kouřovod třídy B.
- Nic se neuvádí o kontrole kouřovodu, zda není poškozen – porušené spoje, nesprávný sklon, ucpaný nebo rozdrcený uzávěr kouřovodu, nadměrná rez nebo minerální usazeniny (vysoká kondenzace spalin.)
- Nic se neuvádí o kontrole vnitřního kola dmychadla, zda na lopatkách neuvízlo nadměrné množství nečistot (což snižuje celkový průtok vzduchu).
Pokud technici postupují podle 12 bodů a kontrolují pouze zařízení, mohou ignorovat potenciálně nebezpečné problémy v budově, které mohou mít nepříznivý vliv na provoz plynového spotřebiče.
Ačkoli se tento článek týká kotle, ukazuje, co se může stát, když není vyhodnocena celá zóna spalovacího vzduchu. V tomto případě se jiskrový kotel v systému na tání sněhu neustále blokoval a málem zabil majitele domu. Ve skutečnosti mohl zabít i zástupce, který se na zakázku díval.