Procedimentos/Métodos usados durante as inspeções de Permutadores de Calor
Inspecções de Permutadores de Calor quase se tornaram uma ciência para si mesmos. Em muitas organizações, encontrar um trocador de calor rachado constitui um dia realmente bom e, às vezes, um estímulo para a carteira.
A seguir estão vários procedimentos e métodos de teste para saber como identificar um trocador de calor rachado em um forno. Note que NENHUM dos métodos é 100% confiável. É por isso que existem vários procedimentos listados dentro de cada método.
Cuidado que o objectivo de uma verificação do permutador de calor é a segurança. No entanto, a mente atual na indústria é que “toda rachadura do trocador de calor é perigosa”. A AGA e GAMA insistem que mesmo uma rachadura de linha de cabelo em um trocador de calor constitui um defeito e requer substituição.
O ponto de vista predominante é que qualquer furo ou rachadura do trocador de calor pode e vai ficar maior e quando o faz, é um perigo imediato. Tomado como uma observação “científica”, isso é verdade. Entretanto, como uma questão prática, poucas fissuras provaram ser perigos reais que causam ou passam monóxido de carbono ou criam um incêndio ou explosão.
Esta entrada no fórum ContractorTalk é uma compilação de vários testes de trocadores de calor que podem ser usados para identificar uma caixa de fogo rachada ou se um trocador de calor tiver furos. Ele descreve a maioria dos testes disponíveis e tem imagens de algumas das ferramentas de teste e métodos de como verificar um trocador de calor rachado.
ACHR News – Heat Exchanger Test
Heat Exchanger Testing ACHRNewsHere um artigo de 2006 da ACHRNews.com que descreve como testar um trocador de calor e descreve outros requisitos de ar que também devem ser verificados. O autor faz um bom trabalho cobrindo todos os aspectos básicos, no entanto, ele chega à mesma conclusão errada sobre furos e rachaduras em trocadores de calor em fornos residenciais que ocorrem na maioria dos mecânicos.
O autor descreve testes de laboratório onde 1/8″ furos foram feitos em vários locais em um trocador de calor. Ele então descreve as mudanças nas leituras de O2 vistas no analisador de combustão. Ele admite prontamente que o aumento em O2 é devido ao ar que entra no permutador de calor através do furo. Ele até sugere que a colocação de uma obstrução (placa de bloqueio) no fluxo de ar de descarga aumentará a pressão estática no forno e aumentará a quantidade de ar que passa no trocador de calor.
A sua conclusão é que qualquer mudança nas leituras de O2 quando o soprador se liga é uma indicação de um trocador de calor defeituoso. Logo no final do artigo ele explica que esta informação deve ser anotada em uma ficha de serviço e assinada pelo cliente como prova de que o cliente foi notificado do defeito.
O último ponto no fundo do artigo direciona o mecânico a explicar os riscos para a saúde do cliente. O sub-ponto “a” diz “Um trocador de calor defeituoso permite que os gases de combustão entrem no edifício”
Desde que o autor afirmou que a pressão estática no forno empurrou o ar para os orifícios perfurados do trocador de calor, como é que os gases de combustão devem entrar no edifício? Os produtos de combustão carregados de CO que se acumulam na frente do forno e podem se acumular na sala de utilidades, mas não estão sendo coletados e entregues ao fluxo de ar interno a menos que sejam puxados através de aberturas de ar de retorno ao redor do forno.
Este é o conflito em pensar que a maioria das pessoas ignora.
A primeira coisa que você vai procurar quando inspecionar um trocador de calor é se há uma mudança na chama e nos gases de combustão quando o queimador está queimando e o ventilador interno se acende. Isso implica que o ar passa da corrente de ar interior para o “lado do fogo” do permutador de calor, o que é verdade.
E este é o meu ponto – em fornos construídos desde os anos 70 o ar passa SEMPRE do lado do ar interior de uma fenda do permutador de calor para o lado do fogo.
É impossível que aconteça o contrário quando a conduta funciona e uma serpentina de ar condicionado está ligada ao forno. Sem uma ignição concussiva, é impossível que uma chama de queimador crie pressão suficiente dentro de um permutador de calor para superar a pressão estática no exterior do permutador de calor que é criada pelo ventilador interno.
Em fornos de caldeiraria natural, a chama é sempre “negativa” em relação ao interior do edifício. Se não for sempre negativa, não é uma chaminé, é um buraco no telhado. (Se a chaminé nem sempre desenha, foi mal concebida, instalada incorrectamente ou a própria estrutura do edifício foi alterada. Uma chaminé devidamente instalada sempre sai e sobe pelo telhado). Então, como a chaminé puxa os gases queimados da fornalha para cima e para fora da estrutura, como é que um buraco ou fenda ou grande fenda vai permitir que os gases de combustão passem do lado do fogo para o lado do ar interior do permutador de calor?
Na melhor das hipóteses, os queimadores vão gerar .02″ a .04″ pressão da coluna de água dentro do permutador de calor, que serão gases quentes que vão subir e sair rapidamente através do desviador de corrente de ar e para dentro da chaminé. Este caminho oferecerá menos resistência do que a pressão necessária para empurrar através de uma fenda no permutador de calor. Quando o ventilador interno inicia, ele cria uma pressão estática dentro do gabinete do forno e fora do trocador de calor que empurra grandes quantidades de ar para dentro das rachaduras do trocador de calor. Entretanto, quando o ventilador interno inicia, há um breve momento quando o ar se move rapidamente através do trocador de calor, antes que a pressão estática se acumule, quando os gases de combustão podem ser puxados através de uma rachadura. Na maioria das vezes é imperceptível, acontece tão rapidamente. Mas, há circunstâncias em que longos canais, sopradores com acionamento por correia, motores de partida suave ou sopradores eletrônicos e sopradores com capacitores defeituosos podem demorar um ou dois segundos para atingir a velocidade e causar um atraso no estabelecimento da pressão estática no forno.
Fornos com indutores de tiragem são ainda menos propensos a permitir que os gases de combustão passem para o fluxo de ar interno. A pressão no interior do permutador de calor é SEMPRE negativa. Os gases de combustão são empurrados pelo indutor de corrente de ar para cima da chaminé. É por isso que grandes aberturas nos permutadores de calor tubulares causam a saída da chama, mas não contribuem para que os gases de combustão entrem na corrente de ar interior.
Fornos de tiragem de energia (em queimadores de potência de tiro) são uma história diferente. Eles pressurizam positivamente o interior de um permutador de calor e podem definitivamente empurrar os gases de combustão (e potencialmente CO) para a corrente de ar interior. Os mecânicos têm que reconhecer o tipo de equipamento que estão atendendo e ajustar seus procedimentos de acordo.
Notem que os testes foram feitos para fornos “padrão”, eles não se aplicam aos fornos de pulso Lennox, fornos comerciais, aquecedores de canal, etc.
Pay Atenção à instalação
Pay atenção à forma como o forno é instalado e utilizado. Se um forno é simplesmente colocado em uma área sem trabalho de canal ou serpentina de ar condicionado, então toda esta discussão é discutível. Como há pouca ou nenhuma restrição ao ar de descarga, haverá pouca ou nenhuma pressão estática no interior do forno. Neste caso, a corrente de ar do ventilador interno pode realmente sugar produtos de combustão através da fenda e para o interior do edifício.
Esta mesma advertência aplica-se a fornos ligados a trabalhos com condutas de dimensões excessivas. Se a pressão estática não for criada dentro do gabinete do forno, então as fissuras do permutador de calor podem permitir a entrada de gases de combustão no ar interior. Se o forno tiver uma serpentina de ar-condicionado ou um trabalho de dutos de tamanho adequado que crie pressão estática no forno, as rachaduras no trocador de calor podem perturbar um pouco a combustão, mas não são o perigo eminente que todos molham as calças.
Monóxido de carbono definitivamente pode ser puxado de uma rachadura no trocador de calor em aquecedores unitários, fornos de dutos horizontais e aquecedores de ar de combustão direta.
P>Problemas Potencialmente Fatal do Passado de Caminhada
A parte interessante é notar quantas vezes os mecânicos zeram as fissuras do permutador de calor, gastando quantidades desordenadas de tempo à procura delas, ignorando o facto de que estão a fazer a manutenção de um forno de 100.000 btu ligado a uma conduta com um aquecedor de água de 35.000 btu numa sala utlity com um secador de gás de 30.000 btu que mede 8ft x 12ft com um tecto de 8ft com parede seca e uma porta sólida ligada à abertura da sala. Quando os seus clientes caem mortos numa noite fria porque alguém fechou a porta da sala, podem pelo menos reportar que o permutador de calor estava intacto.
Nota lateral – é preciso mais ar fresco do que se pensa para suportar aparelhos a gás.
Um forno induzido requer 15 pés cúbicos de ar livre para cada 1 pé cúbico de gás que queima. Um pé cúbico de gás é cerca de 1.000 btuhs, o que significa que um forno de 100.000 btuhs precisa de 100 x 15 ou 1500 pés cúbicos de ar limpo disponível para cada hora de operação.
Se o forno estiver alojado em uma sala de utilidades com 8 pés de largura e um teto de 8 pés de altura, então é melhor que a sala tenha 23 pés de comprimento, ou o forno ficará sem ar de combustão quando operar continuamente por uma hora inteira. Acrescente um aquecedor de água ligado à mesma conduta, na mesma sala, e agora essa sala tem de ser ainda maior.
Aquecemos e construímos casas tão apertadas que há muito pouco ar de infiltração. Durante o tempo extremamente frio os ocupantes evitam abrir portas exteriores e certamente mantêm as suas janelas fechadas. Isto significa que há menos trocas de ar na casa e menos chance de reabastecimento de oxigênio. Como as casas têm menos ar infiltrado, problemas com falta de ar de combustão e problemas com gripe tornaram-se um problema maior.
Even o AGA não reconhece o “conflito” entre as suas direcções de assistir ao arranque das chamas do queimador no ventilador e a conclusão de que uma fenda num permutador de calor irá, de alguma forma, passar gases de combustão e potencialmente CO para a corrente de ar interior. Aqui está uma ligação com os procedimentos de teste da AGA. Eles sugerem o uso de um gás marcador de 14,3% de metano não odorizado em nitrogênio e um detector de vazamento de gás combustível calibrado para 200ppm.
Os seus “resultados científicos” são que o procedimento foi testado em campo por 7 grandes instalações de gás durante a estação de aquecimento de 1982-83 e foi relatado por eles como uma grande melhoria em relação a outros métodos. (O que será que isso significa?)
AHRI – Air-Conditioning, Heating and Refrigeration Institute
AHRI também publicou uma folha de teste. Ele usa um testador de CO no fluxo de ar interno como método de teste primário. Aqui está um link para o site do AHRI com um link para a “folha de dados”. Eu me pergunto como eles concluem que o monóxido de carbono entra na corrente de ar interior?
HARDI – Heating, Air-Conditioning, Refrigeration Distributors International
HARDI dá uma boa explicação do método do gás marcador, e admite que outros gases podem interferir com o teste e que o teste em si não é conclusivo.
Aqui está porque você está verificando por rachaduras no trocador de calor, grandes rachaduras. Alguém contornou um interruptor de roll-out para manter um forno funcionando. O novo proprietário encontrou o interruptor de roll-out e o próprio trocador de calor rachado quando o forno parou de funcionar.
A minha preocupação NÃO é que você tenha uma rachadura no trocador de calor, e eu não quero insinuar que as rachaduras no trocador de calor são OK para viver com.
O meu problema é que você está sendo enganado, e ao mesmo tempo, a maioria dos mecânicos caminha para além das coisas que podem matar você e sua família.
Se você tem um trocador de calor rachado, você precisa substituí-lo. Mas, você também precisa ter certeza (ou ter seu mecânico de HVAC seguro) de que os aparelhos e a construção de sua casa e o ar de combustão e de combustão irão suportar com segurança seus aparelhos a gás.
Em quase todos os casos de envenenamento por monóxido de carbono que observei, o problema foi declarado como sendo o forno ou a caldeira ou o aquecedor de água. Mas em investigações posteriores, a causa real do envenenamento acabou por ser gripe bloqueada ou ar de combustão limitado ou uso impróprio. E, em cada um destes casos, os empreiteiros de AVAC que fizeram a manutenção do equipamento disseram que tinham verificado as condutas e olhado para o trabalho da conduta e consideraram os sistemas de AVAC e as caldeiras seguros.
Aqui está um artigo de 2011 “12 Deve-se fazer em um forno limpo e verificado” em uma revista nacional de comércio que lista as verificações que os técnicos de serviço devem estar realizando em um forno “limpo e verificado”. Os cheques, como listados, são necessários e devem ser feitos. No entanto, o artigo também ilustra o que quero dizer sobre o serviço focado no equipamento versus a consciência da aplicação.
- Nada no artigo menciona a necessidade de confirmar que há ar de combustão adequado disponível para suportar todos os aparelhos a gás na área.
- Nada>Nada é indicada sobre a confirmação do desenho, tamanho ou instalação correta da chaminé para aparelhos utilizando uma chaminé metálica padrão Classe B.
- Nada diz para inspecionar a chaminé em busca de danos – juntas quebradas, passo incorreto, tampa da chaminé bloqueada ou esmagada, ferrugem excessiva ou depósitos minerais (alta condensação dos gases de combustão.)
- Nada diz para inspecionar a roda do ventilador interno em busca de sujeira excessiva presa nas pás (que reduz o fluxo de ar excessivo).
Se os técnicos seguirem os 12 pontos e somente verificarem o equipamento, eles podem estar ignorando problemas potencialmente perigosos com o edifício que podem ter um efeito adverso no funcionamento dos aparelhos a gás.
Embora este seja um artigo sobre uma caldeira, ele mostra o que pode acontecer quando toda a zona de ar de combustão não é avaliada. Neste caso, uma caldeira de ignição por faísca em um sistema de centelha de neve continuou bloqueando e quase matou o proprietário da casa. Na verdade, ela poderia ter matado o representante olhando para o trabalho.