Procedimientos/métodos utilizados durante las inspecciones del intercambiador de calor
Las inspecciones del intercambiador de calor se han convertido casi en una ciencia en sí mismas. En muchas organizaciones, encontrar un intercambiador de calor agrietado constituye un día realmente bueno, y a veces un impulso para la cartera.
Los siguientes son varios procedimientos y métodos de prueba para decir cómo identificar un intercambiador de calor de horno agrietado. Tenga en cuenta que NINGUNO de los métodos es 100% fiable. Es por eso que hay múltiples procedimientos enumerados dentro de cada método.
Tenga en cuenta que el punto entero de una revisión del intercambiador de calor es la seguridad. Sin embargo, la mentalidad actual del sector es que «toda grieta en el intercambiador de calor es peligrosa». AGA y GAMA insisten en que incluso una pequeña grieta en un intercambiador de calor constituye un defecto y requiere su sustitución.
El punto de vista que prevalece es que cualquier agujero o grieta del intercambiador de calor puede y se hará más grande y cuando lo hace, es un peligro inmediato. Tomado como una observación «científica», eso es cierto. Sin embargo, en la práctica, pocas grietas han demostrado ser peligros reales que causen o pasen monóxido de carbono o creen un incendio o una explosión.
Esta entrada del foro ContractorTalk es una recopilación de una serie de pruebas de intercambiadores de calor que se pueden utilizar para identificar una caja de fuego agrietada o si un intercambiador de calor tiene agujeros. Describe la mayoría de las pruebas disponibles y tiene imágenes de algunas de las herramientas de prueba y métodos de cómo comprobar si hay un intercambiador de calor agrietado.
Noticias de la ACHR – Prueba del intercambiador de calor
Aquí hay un artículo de 2006 de ACHRNews.com que describe cómo probar un intercambiador de calor y describe otros requisitos de aire que también deben comprobarse. El autor hace un buen trabajo cubriendo todos los aspectos básicos, sin embargo, llega a la misma conclusión errónea sobre los agujeros del intercambiador de calor y las grietas en los hornos residenciales que le ocurren a la mayoría de los mecánicos.
El autor describe pruebas de laboratorio en las que se perforaron agujeros de 1/8″ en varios lugares de un intercambiador de calor. A continuación, describe los cambios en las lecturas de O2 observadas en el analizador de combustión. Admite de buen grado que el aumento de O2 se debe al aire que entra en el intercambiador de calor a través del agujero. Incluso llega a sugerir que la colocación de una obstrucción (placa de bloqueo) en la corriente de aire de descarga aumentará la presión estática en el horno y aumentará la cantidad de aire que pasa DENTRO del intercambiador de calor.
Su conclusión es que cualquier cambio en las lecturas de O2 cuando el soplador se enciende es una indicación de un intercambiador de calor defectuoso. Al final del artículo explica que esta información debe ser anotada en un ticket de servicio y firmada por el cliente como prueba de que el cliente fue notificado del defecto.
El último punto al final del artículo dirige al mecánico a explicar los riesgos de salud al cliente. El subpunto «a.» dice «Un intercambiador de calor defectuoso permite que los gases de combustión entren en el edificio»
Dado que el autor declaró que la presión estática en el horno empujó el aire DENTRO de los agujeros perforados del intercambiador de calor, ¿cómo se supone que los gases de combustión entran en el edificio? Los productos de combustión cargados de CO que se acumulan en la parte delantera del horno y pueden acumularse en el cuarto de servicio, pero no están siendo recogidos y entregados a la corriente de aire interior a menos que sean arrastrados a través de las aberturas de aire de retorno alrededor del horno.
Este es el conflicto en el pensamiento que la mayoría de la gente ignora.
La primera cosa que usted buscará al inspeccionar un intercambiador de calor es si hay un cambio en la llama y los gases de combustión cuando el quemador está disparando y el ventilador interior se enciende. Eso implica que el aire está pasando de la corriente de aire interior al «lado del fuego» del intercambiador de calor, lo cual es cierto.
Y este es mi punto – en los hornos construidos desde la década de 1970 el aire pasa SIEMPRE desde el lado del aire interior de una grieta del intercambiador de calor hacia el lado del fuego.
Es imposible que ocurra al revés cuando los conductos y una bobina de aire acondicionado están conectados al horno. A falta de una ignición conmovedora, no hay manera de que la llama de un quemador cree nunca suficiente presión dentro de un intercambiador de calor para superar la presión estática en el exterior del intercambiador de calor que es creada por el soplador interior.
En los hornos de tiro natural, el conducto de humos es siempre «negativo» con respecto al interior del edificio. Si no es siempre negativo, no es un conducto de humos, es un agujero en el techo. (Si el conducto de humos no siempre tira, se ha diseñado mal, se ha instalado incorrectamente o se ha modificado la estructura del edificio. Un conducto de humos correctamente instalado siempre tira hacia arriba y hacia fuera a través del tejado). Por lo tanto, ya que el conducto de humos tira de los gases quemados del horno hacia arriba y fuera de la estructura, ¿cómo va a permitir un agujero o una grieta o una gran división que los gases del conducto de humos pasen del lado del fuego al lado del aire interior del intercambiador de calor?
En el mejor de los casos, los quemadores generarán una presión de columna de agua de 0,02″ a 0,04″ dentro del intercambiador de calor que serán gases calientes que se elevarán rápidamente y saldrán a través del desviador de tiro y hacia el conducto de humos. Este camino ofrecerá menos resistencia que la presión necesaria para empujar a través de una división en el intercambiador de calor. Cuando el soplador interior se pone en marcha, crea una presión estática dentro del armario del horno y fuera del intercambiador de calor que empuja grandes cantidades de aire DENTRO de las grietas del intercambiador de calor. Sin embargo, cuando el ventilador interior se pone en marcha por primera vez, hay un breve momento en el que el aire se mueve rápidamente a través del intercambiador de calor, antes de que la presión estática se haya acumulado, cuando los gases de combustión pueden ser arrastrados a través de una grieta. La mayoría de las veces es imperceptible, ya que ocurre muy rápidamente. Sin embargo, hay circunstancias en las que los largos recorridos de los conductos, los sopladores de correa, los motores de arranque suave o los sopladores electrónicos y los sopladores con condensadores defectuosos pueden tardar uno o dos segundos en ponerse en marcha y provocar un retraso en el establecimiento de la presión estática en el horno.
Los hornos con inductores de tiro tienen incluso menos probabilidades de permitir que los gases de combustión pasen a la corriente de aire interior. La presión dentro del intercambiador de calor es SIEMPRE negativa. Los gases de combustión son empujados por el inductor de tiro hacia arriba de la chimenea. Es por eso que los grandes agujeros en los intercambiadores de calor tubulares causan la caída de la llama, pero no contribuyen a que los gases de combustión lleguen a la corriente de aire interior.
Los hornos de tiro de potencia (en los quemadores de potencia) son una historia diferente. Ellos presurizan positivamente el interior de un intercambiador de calor y definitivamente pueden empujar los gases de combustión (y potencialmente CO) en la corriente de aire interior. Los mecánicos tienen que reconocer el tipo de equipo que están revisando y ajustar sus procedimientos en consecuencia.
Nótese que las pruebas fueron pensadas para hornos «estándar», no se aplican a los hornos Lennox Pulse, hornos comerciales, calentadores de conductos, etc.
Preste atención a la instalación
Preste atención a cómo se instala y utiliza el horno. Si un horno se coloca simplemente en un área sin conductos o bobina de aire acondicionado en él, entonces toda esta discusión es discutible. Dado que hay poca o ninguna restricción de aire para la descarga, habrá poca o ninguna presión estática dentro del horno. En este caso, la corriente de aire del soplador interior puede realmente aspirar los productos de la combustión a través de la grieta y en el interior del edificio.
Esta misma advertencia se aplica a los hornos conectados a conductos de gran tamaño. Si no se crea una presión estática dentro del armario del horno, las grietas del intercambiador de calor pueden permitir que los gases de combustión entren en el aire interior. Si el horno tiene una bobina de aire acondicionado o un conducto de tamaño adecuado que crea presión estática en el horno, las grietas del intercambiador de calor pueden alterar un poco la combustión, pero no son el peligro eminente por el que todo el mundo se moja los pantalones.
El monóxido de carbono definitivamente puede ser extraído de una grieta del intercambiador de calor en calentadores unitarios, hornos de conductos horizontales y calentadores de aire de compensación de fuego directo.
Pasando por alto problemas potencialmente fatales
La parte interesante es notar cuántas veces los mecánicos se centran en las grietas del intercambiador de calor, pasan cantidades excesivas de tiempo buscándolas mientras ignoran el hecho de que están dando servicio a un horno de 100.000 btu conectado a un conducto de humos con un calentador de agua de 35.000 btu en un cuarto de servicio con una secadora de gas de 30.000 btu que mide 8 pies x 12 pies con un techo de paredes secas de 8 pies y una puerta sólida unida a la apertura del cuarto. Cuando sus clientes caen muertos en una noche fría porque alguien cerró la puerta del cuarto de servicio, por lo menos pueden informar que el intercambiador de calor estaba intacto.
Nota al margen – se necesita más aire fresco de lo que usted piensa para mantener los aparatos de gas.
Un horno de tiro inducido requiere 15 pies cúbicos de aire libre por cada 1 pie cúbico de gas que se quema. Un pie cúbico de gas equivale a unos 1.000 btuhs, lo que significa que un horno de 100.000 btuh necesita 100 x 15 o 1.500 pies cúbicos de aire limpio disponible por cada hora de funcionamiento.
Si el horno está metido en un cuarto de servicio que tiene 8 pies de ancho y un techo de 8 pies de alto, entonces es mejor que el cuarto tenga 23 pies de largo, o el horno se quedará sin aire de combustión cuando funcione continuamente durante una hora completa. Añada un calentador de agua conectado a la misma chimenea, en la misma habitación, y ahora ese cuarto de servicio tiene que ser aún más grande.
Hemos climatizado y construido las casas de forma tan hermética que hay muy poca infiltración de aire. Cuando hace mucho frío, los ocupantes evitan abrir las puertas exteriores y ciertamente mantienen las ventanas cerradas. Esto significa que hay menos cambios de aire en la casa y menos posibilidades de reponer el oxígeno. Debido a que los hogares tienen menos aire de infiltración, los problemas con la escasez de aire de combustión y los problemas con las chimeneas se han convertido en un problema mayor.
Incluso la AGA no reconoce el «conflicto» entre sus indicaciones de vigilar las llamas del quemador en el arranque del soplador y la conclusión de que una grieta en un intercambiador de calor pasará de alguna manera los gases de combustión y potencialmente CO a la corriente de aire interior. Aquí hay un enlace a los procedimientos de prueba de AGA. Ellos sugieren el uso de un gas trazador de 14,3% de metano no-odorizado en nitrógeno y un detector de fugas de gas combustible calibrado de 200ppm.
Sus «resultados científicos» son que el procedimiento fue probado en el campo por 7 grandes empresas de gas durante la temporada de calefacción de 1982-83 y fue reportado por ellos como una mejora importante sobre otros métodos. (¿Me pregunto qué significa eso?)
AHRI – Air-Conditioning, Heating and Refrigeration Institute
AHRI también publicó una hoja de pruebas. Utiliza un probador de CO en la corriente de aire interior como método de prueba principal. Aquí hay un enlace a la página web de AHRI con un enlace a la «hoja de datos». Me pregunto cómo llegan a la conclusión de que el monóxido de carbono entra en la corriente de aire interior.
HARDI – Heating, Air-Conditioning, Refrigeration Distributors International
HARDI da una buena explicación del método del gas trazador, y admite que otros gases pueden interferir con la prueba y que la prueba en sí misma no es concluyente.
Esto es por lo que está comprobando las grietas del intercambiador de calor, grandes grietas. Alguien puenteó un interruptor de despliegue para mantener un horno en funcionamiento. El nuevo propietario encontró el interruptor y el intercambiador de calor agrietado cuando el horno dejó de funcionar.
Mi preocupación NO es que usted tenga una grieta en el intercambiador de calor, y no quiero decir que las grietas en el intercambiador de calor estén bien para vivir.
Mi problema es que le están mintiendo, y al mismo tiempo, la mayoría de los mecánicos pasan por alto las cosas que podrían matar a usted y a su familia.
Si usted tiene un intercambiador de calor agrietado, necesita reemplazarlo. Pero, también necesita asegurarse (o hacer que su mecánico de HVAC se asegure) de que los aparatos y la construcción de su casa y el aire de combustión soportarán con seguridad sus aparatos de gas.
En casi todos los casos de envenenamiento por monóxido de carbono que he mirado, el problema fue declarado como el horno o la caldera o el calentador de agua. Pero al investigar más a fondo, la causa real de la intoxicación resultó ser la obstrucción de los conductos de humos o el aire de combustión limitado o el uso inadecuado. Y, en cada uno de estos casos, los contratistas de HVAC que dieron servicio a los equipos dijeron que habían revisado los conductos y miraron los conductos y consideraron que los sistemas de HVAC y las calderas eran seguros.
Aquí hay un artículo de 2011 «12 Must-Do’s On a Furnace Clean and Check» en una revista comercial nacional que enumera las comprobaciones que los técnicos de servicio deben realizar en una «limpieza y revisión» del horno. Las comprobaciones, tal y como se enumeran, son necesarias y deben hacerse. Sin embargo, el artículo también ilustra lo que quiero decir sobre el servicio centrado en el equipo frente al conocimiento de la aplicación.
- Nada en el artículo menciona la necesidad de confirmar que hay un aire de combustión adecuado disponible para soportar todos los aparatos de gas en la zona.
- No se dice nada sobre la confirmación del tiro de la chimenea, el tamaño o la instalación correcta para los aparatos que utilizan una chimenea metálica de clase B estándar.
- Nada dice que haya que inspeccionar la chimenea en busca de daños: juntas rotas, inclinación incorrecta, tapa de la chimenea bloqueada o aplastada, óxido excesivo o depósitos minerales (alta condensación de los gases de la chimenea.)
- No se dice nada sobre la comprobación de la rueda del soplador interior en busca de suciedad excesiva atascada en las aspas (lo que reduce el flujo de aire general).
Si los técnicos siguen los 12 puntos y sólo comprueban el equipo, podrían estar ignorando problemas potencialmente peligrosos con el edificio que pueden tener un efecto adverso en el funcionamiento del aparato de gas.
Aunque este es un artículo sobre una caldera, muestra lo que puede ocurrir cuando no se evalúa toda la zona de aire de combustión. En este caso, una caldera de encendido por chispa en un sistema de derretimiento de nieve siguió bloqueándose y casi mató al propietario de la casa. De hecho, podría haber matado al representante que estaba viendo el trabajo.