Förfaranden/metoder som används vid inspektioner av värmeväxlare
Inspektioner av värmeväxlare har nästan blivit en egen vetenskap. I många organisationer utgör upptäckten av en sprucken värmeväxlare en riktigt bra dag, och ibland ett lyft i plånboken.
Nedan följer olika förfaranden och testmetoder för att berätta hur man identifierar en sprucken värmeväxlare i en ugn. Observera att INGEN av metoderna är 100 % tillförlitliga. Det är därför det finns flera förfaranden listade inom varje metod.
Håll i minnet att hela poängen med en kontroll av värmeväxlaren är säkerheten. Den rådande inställningen i branschen är dock att ”varje spricka i värmeväxlaren är farlig”. AGA och GAMA insisterar på att även en hårfin spricka i en värmeväxlare utgör ett fel och kräver utbyte.
Den rådande uppfattningen är att varje hål eller spricka i värmeväxlaren kan och kommer att bli större, och när det gör det är det en omedelbar fara. Det är sant som en ”vetenskaplig” observation. I praktiken har dock få sprickor visat sig vara verkliga faror som orsakar eller släpper ut kolmonoxid eller skapar en brand eller explosion.
Denna ContractorTalk-forumpost är en sammanställning av ett antal värmeväxlartester som kan användas för att identifiera en sprucken brandbox eller om en värmeväxlare har hål. Den beskriver de flesta av de tillgängliga testerna och har bilder på några av testverktygen och metoderna för att kontrollera om värmeväxlaren är sprucken.
ACHR News – Heat Exchanger Test
Här finns en artikel från 2006 från ACHRNews.com som beskriver hur man testar en värmeväxlare och beskriver andra luftkrav som också bör kontrolleras. Författaren gör ett bra jobb med att täcka alla grunder, men han kommer till samma felaktiga slutsats om värmeväxlarhål och sprickor i bostadsugnar som drabbar de flesta mekaniker.
Författaren beskriver laboratorietester där 1/8″-hål borrades på olika ställen i en värmeväxlare. Han beskriver sedan de förändringar i O2-avläsningarna som ses på förbränningsanalysatorn. Han medger gärna att ökningen av O2 beror på att luft kommer in i värmeväxlaren genom hålet. Han fortsätter till och med med att föreslå att om man placerar ett hinder (en blockerande platta) i utloppsluftströmmen ökar det statiska trycket i ugnen och mängden luft som passerar in i värmeväxlaren.
Hans slutsats är att varje förändring i O2-avläsningarna när fläkten sätts igång är en indikation på att värmeväxlaren är defekt. I slutet av artikeln förklarar han att denna information bör noteras på en servicebiljett och undertecknas av kunden som bevis på att kunden informerades om felet.
I den allra sista punkten längst ner i artikeln uppmanas mekanikern att förklara hälsoriskerna för kunden. Under punkt ”a.” står det ”En defekt värmeväxlare gör att rökgaser kan komma in i byggnaden.”
Då författaren uppgav att det statiska trycket i ugnen tryckte in luft IN i de borrade hålen i värmeväxlaren, hur ska rökgaser då kunna komma in i byggnaden? De CO-belastade förbränningsprodukterna som ansamlas på framsidan av ugnen och kan samlas i tvättrummet, men de tas inte upp och levereras till inomhusluften om de inte dras genom returluftsöppningarna runt ugnen.
Detta är den konflikt i tänkandet som de flesta ignorerar.
Det första du tittar efter när du inspekterar en värmeväxlare är om det sker en förändring i flamman och förbränningsgaserna när brännaren eldar och inomhusfläkten sätts igång. Det innebär att luft passerar från inomhusluftströmmen till värmeväxlarens ”eldsida”, vilket är sant.
Och detta är min poäng – i ugnar som byggts sedan 1970-talet passerar luften ALLTID från inomhusluftsidan av en värmeväxlarspricka TILL eldsidan.
Det är omöjligt att det sker tvärtom när kanaler och en luftkonditioneringsslinga är anslutna till ugnen. Med undantag för en konkusionsantändning finns det inget sätt för en brännarlåga att någonsin skapa tillräckligt tryck inuti en värmeväxlare för att övervinna det statiska trycket på värmeväxlarens utsida som skapas av inomhusfläkten.
På ugnar med naturlig dragning är rökkanalen alltid ”negativ” i förhållande till byggnadens insida. Om den inte alltid är negativ är det inte en rökkanal, utan ett hål i taket. (Om rökkanalen inte alltid drar har den varit felkonstruerad, felaktigt installerad, eller så har själva byggnadskonstruktionen ändrats. En korrekt installerad rökkanal drar alltid uppåt och ut genom taket). Så eftersom rökkanalen drar de förbrända gaserna från ugnen upp och ut ur konstruktionen, hur ska ett hål, en spricka eller en stor spricka kunna låta rökgaserna passera från eldsidan till inomhusluftsidan av värmeväxlaren?
I bästa fall kommer brännarna att generera 0,02″ till 0,04″ vattenkolonntryck i värmeväxlaren, vilket kommer att vara heta gaser som snabbt kommer att stiga upp och ta sig ut via dragomläggaren och in i rökkanalen. Denna väg ger mindre motstånd än det tryck som behövs för att trycka igenom en spricka i värmeväxlaren. När inomhusfläkten startar skapar den ett statiskt tryck i ugnsskåpet och utanför värmeväxlaren som trycker in stora mängder luft IN i sprickorna i värmeväxlaren. När inomhusfläkten först startar finns det dock ett kort ögonblick när luften rör sig snabbt genom värmeväxlaren, innan det statiska trycket har byggts upp, då rökgaser kan dras genom en spricka. För det mesta är det omärkligt eftersom det sker så snabbt. Men det finns omständigheter där långa kanalsträckor, remdrivna blåsmaskiner, mjukstartade eller elektroniska blåsmotorer och blåsmaskiner med sviktande kondensatorer kan ta en sekund eller två att komma upp i hastighet och orsaka en fördröjning i uppbyggnaden av det statiska trycket i ugnen.
Uppvärmningsugnar med draginducerare är ännu mer sällsynta att någonsin låta rökgaser passera till inomhusluftströmmen. Trycket i värmeväxlaren är ALLTID negativt. Rökgaserna trycks upp i skorstenen med hjälp av dragspjället. Det är därför som stora hål i rörformade värmeväxlare orsakar flammanfall men inte bidrar till att rökgaser kommer in i inomhusluften.
Power draft-ugnar (in shot power burners) är en annan historia. De sätter ett positivt tryck på insidan av värmeväxlaren och kan definitivt föra in rökgaser (och eventuellt koldioxid) i inomhusluften. Mekaniker måste inse vilken typ av utrustning de servar och anpassa sina rutiner därefter.
Bemärk att testerna var avsedda för ”vanliga” ugnar, de gäller inte Lennox Pulse Furnaces, kommersiella ugnar, kanalvärmare osv.
Att vara uppmärksam på installationen
Att vara uppmärksam på hur ugnen är installerad och används. Om en ugn helt enkelt placeras i ett område utan något kanalarbete eller luftkonditioneringsslinga på den, är hela den här diskussionen meningslös. Eftersom det finns få eller inga luftbegränsningar för utloppsluften kommer det att finnas få eller inga statiska tryck inuti ugnen. I detta fall kan inomhusfläktens luftström faktiskt suga förbränningsprodukter genom sprickan och in i byggnadens inre.
Detta samma förbehåll gäller för ugnar som är anslutna till överdimensionerade kanalsystem. Om statiskt tryck inte skapas i ugnsskåpet kan sprickor i värmeväxlaren släppa ut rökgaser i inomhusluften. Om ugnen har en luftkonditioneringsslinga eller ett korrekt dimensionerat kanalarbete som skapar statiskt tryck i ugnen kan sprickor i värmeväxlaren störa förbränningen lite, men de är inte den överhängande faran som alla blöter sig i byxorna över.
Kolmonoxid kan definitivt dras från en spricka i värmeväxlaren i aggregatvärmare, horisontella kanalugnar och direkteldade luftvärmare för komplettering av luft.
Var förbi potentiellt dödliga problem
Den intressanta delen är att notera hur många gånger mekaniker tar sikte på sprickor i värmeväxlaren, spenderar orimligt mycket tid på att leta efter dem samtidigt som de ignorerar det faktum att de servar en 100 000 btu-ugn som är ansluten till en rökgaskanal med en 35 000 btu-vattenvärmare i ett utrymme med en 30 000 btu-gastorktumlare som mäter 8ft x 12ft med ett 8ft torrt tak och en solid dörr som är fäst vid öppningen till utrymmet. När deras kunder dör en iskall natt på grund av att någon stängt dörren till tvättstugan kan de åtminstone rapportera att värmeväxlaren var intakt.
Notering vid sidan av – det krävs mer frisk luft än du tror för att försörja gasapparater.
En inducerad ugn kräver 15 kubikfot fri luft för varje kubikfot gas som den förbränner. En kubikfot gas är cirka 1 000 btuh, vilket innebär att en ugn på 100 000 btuh behöver 100 x 15 eller 1 500 kubikfot ren luft tillgänglig för varje timmes drift.
Om ugnen är instoppad i ett tvättrum som är 8 fot brett och har 8 fot högt i taket, är det bäst att rummet är 23 fot långt, annars kommer ugnen att ta slut på förbränningsluften när den arbetar kontinuerligt i en hel timme. Lägg till en varmvattenberedare som är ansluten till samma rökkanal, i samma rum, och nu måste tvättrummet vara ännu större.
Vi har vädertätat och byggt husen så tätt att det finns mycket lite infiltrationsluft. Under extremt kallt väder undviker de boende att öppna ytterdörrar och håller verkligen fönstren stängda. Detta innebär att det blir färre luftväxlingar i hemmet och mindre chans för syre att fyllas på. Eftersom bostäderna har mindre infiltrationsluft har problem med brist på förbränningsluft och problem med rökgaser blivit ett större problem.
Även AGA erkänner inte ”konflikten” mellan deras anvisningar om att titta på brännarens flammor när blåsmaskinen startar och slutsatsen att en spricka i en värmeväxlare på något sätt kommer att överföra rökgaser och potentiellt CO till inomhusluften. Här är en länk till AGA:s testförfaranden. De föreslår att man använder en spårgas som består av 14,3 % icke-odoriserad metan i kväve och en 200 ppm kalibrerad läckagedetektor för brännbara gaser.
Deras ”vetenskapliga resultat” är att förfarandet testades på fältet av sju stora gasbolag under uppvärmningssäsongen 1982-83 och att de rapporterade att det var en stor förbättring jämfört med andra metoder. (Jag undrar vad det betyder?)
AHRI – Air-Conditioning, Heating and Refrigeration Institute
AHRI publicerade också ett testblad. Där används en CO-testare på inomhusluftströmmen som primär testmetod. Här är en länk till AHRI:s webbplats med en länk till ”faktabladet”. Jag undrar hur de kommer fram till att kolmonoxid kommer in i inomhusluftströmmen?
HARDI – Heating, Air-Conditioning, Refrigeration Distributors International
HARDI ger en bra förklaring av spårgasmetoden och medger att andra gaser kan störa testet och att testet i sig självt inte är avgörande.
Här är anledningen till att du kontrollerar värmeväxlaren för sprickor, stora sprickor. Någon har förbigått en utfällbar strömbrytare för att hålla en ugn igång. Den nya husägaren hittade själv utfällningsbrytaren och den spruckna värmeväxlaren när ugnen slutade fungera.
Mitt bekymmer är INTE att du har en spricka i värmeväxlaren, och jag vill inte antyda att sprickor i värmeväxlaren är okej att leva med.
Mitt bekymmer är att man ljuger för dig, och samtidigt går de flesta mekaniker förbi de saker som kan döda dig och din familj.
Om du har en sprucken värmeväxlare måste du byta ut den. Men du måste också försäkra dig om (eller låta din VVS-mekaniker försäkra sig om) att ditt hems apparater och konstruktion och skorstenar och förbränningsluft på ett säkert sätt kommer att stödja dina gasapparater.
I nästan alla fall av kolmonoxidförgiftning som jag har tittat på förklarades problemet vara ugnen, pannan eller varmvattenberedaren. Men vid närmare undersökning visade sig den verkliga orsaken till förgiftningen vara blockerade rökkanaler eller begränsad förbränningsluft eller felaktig användning. I vart och ett av dessa fall sa de VVS-installatörer som skötte utrustningen att de hade kontrollerat avloppen och tittat på kanalerna och ansåg att VVS-systemen och pannorna var säkra.
Här finns en artikel från 2011 ”12 Must-Do’s On a Furnace Clean and Check” (12 måste göras vid en rengöring och kontroll av en ugn) i en nationell branschtidning som innehåller en förteckning över de kontroller som servicetekniker bör utföra vid en rengöring och kontroll av en ugn. De kontroller som anges är nödvändiga och bör göras. Artikeln illustrerar dock också vad jag menar med utrustningsfokuserad service kontra tillämpningsmedvetenhet.
- Ingen i artikeln nämner behovet av att bekräfta att det finns tillräckligt med förbränningsluft tillgänglig för att stödja alla gasapparater i området.
- Inget sägs om att bekräfta rökrörets dragning, storlek eller korrekt installation för apparater som använder en standardiserad metallrökkanal av klass B.
- Inget sägs om att inspektera rökröret för att se om det är skadat – trasiga skarvar, felaktig lutning, blockerat eller krossat rökrörslock, överdriven rost eller mineralavlagringar (hög kondensation av rökgaser.)
- Inget sägs om att kontrollera inomhusfläkthjulet för överdriven smuts som fastnat på bladen (vilket minskar det totala luftflödet).
Om tekniker följer de 12 punkterna och bara kontrollerar utrustningen kan de ignorera potentiellt farliga problem med byggnaden som kan ha en negativ inverkan på gasapparatens funktion.
Och även om denna artikel handlar om en panna visar den vad som kan hända när hela förbränningsluftzonen inte utvärderas. I det här fallet höll en panna med gnisttändning i ett snösmältningssystem på att låsa sig och dödade nästan husägaren. Faktum är att den kunde ha dödat den representant som tittade på jobbet.