Wenn sich Prüfungen bei der Inbetriebnahme von HLK-Anlagen bezahlt machen

04-24-2012 | HLK-Anlagen

Nach vielen Jahren als Wartungstechniker, bei denen es galt, Leitern zu stellen, Werkzeuge durch Dachböden und Kriechgänge zu ziehen und bei jedem Wetter auf dem Dach zu stehen, kann ich nun die Instandhaltungsarbeiten jüngeren Technikern mit mehr Beweglichkeit überlassen und mich auf meine Hauptaufgabe als Inbetriebnahme-Verantwortlicher im Unternehmen konzentrieren. Nach der Installation neuer Geräte stelle ich sicher, dass das System effizient wie vorgesehen funktioniert, zähle die bei der Installation verwendeten Teile und Komponenten zur genauen Nachverfolgung der Kosten, stelle sicher, dass der Kunde die Bedienelemente und Betriebsabläufe verstanden hat und nehme die Abschlusszahlung entgegen. Dies hat erheblich dazu beigetragen, dass die Anforderungen von Garantieleistungen zurückgegangen sind, die Preisstrukturen verbessert wurden, überfällige Forderungen nahezu ganz verschwunden sind und sich unser Ruf verbessert hat.

Kundenprofil

Nehmen wir beispielsweise diesen Auftrag: Eine 25 Jahre alte Feuerungsanlage in einem zweistöckigen Haus im Kolonialstil sollte ausgetauscht werden. Wir haben die Gas-Feuerungsanlage durch eine zweistufige, energieeffiziente, direktverdampfende Gasfeuerungsanlage ersetzt, die mit einem drehzahlgeregelten Gebläse ausgestattet ist. Außerdem haben wir ein Zonen-Schaltfeld hinzugefügt, das mit einem Antrieb mit regelbarer Drehzahl läuft und an jede der Zonen das richtige Luftvolumen liefert (zwei Zonen jeweils für den ersten und den zweiten Stock des Hauses), ohne dass eine Bypassklappe benötigt wird. Zusätzlich haben wir einen zweistufigen Verdichter, einen Verdampfer, einen Lüfter zur Wärmerückgewinnung, einen Luftbefeuchter und einen modernen Luftreiniger installiert.

Messgeräte

Heute bin ich vor Ort, um sicherzustellen, dass die neu installierten Systeme mit optimaler Effizienz laufen – und ich freue mich darauf, meine neue HLK-Strommesszange Fluke 902 auszuprobieren. Es hat mir immer Spaß gemacht, mit der neuesten Technologie bei Multimetern Schritt zu halten. Derzeit verwende ich ein Fluke 87V mit verschiedenen Zubehörteilen für die Temperaturmessung und einen Ampere-Klemmgeber, wenn ich Echteffektiv-Ampere-Messwerte ermitteln möchte. Bei schwierigen Arbeiten und Diagnosestellungen wäre ich ohne das Gerät verloren. Aber mit Funktionen wie Echteffektiv-Messungen von Wechselspannung und -stromstärke, Gleichstromspannung, Mikroampere, Temperatur, Kapazität, Ohm und akustischer Durchgangsprüfung könnte das Fluke 902 mein Messgerät für jeden Tag werden.

Systemprüfungen

Es macht Sinn, im Keller mit der Feuerungsanlage zu beginnen, sodass das Haus mehr Last hat, wenn ich bereit für die Inbetriebnahme der Klimaanlage bin. Ich zeichne alle Messwerte auf einem Inbetriebnahmeformular auf. Eine Kopie dieses Formulars hinterlege ich im Dokumentenfach der Anlage für den Servicetechniker als Referenz für die jährliche Wartung. Das andere Exemplar wird in der Auftragsmappe im Büro aufbewahrt.

Ich messe und zeichne zuerst externe Werte auf: Dimension der Gasleitung, Kanalgröße und entsprechende Länge, elektrische Verkabelung einschließlich ordnungsgemäßer Erdung von der Feuerungsanlage zur Serviceklappe. Ich möchte gern alle Funktionen meiner neuen Strommesszange ausprobieren. Daher beginne ich damit, den Kondensator am Verbrennungsluftgebläse zu prüfen und messe 7,2 Mikrofarad. Dieser Wert liegt im Bereich von 10 % der Spezifikation von 7,5 μF und ist daher in Ordnung. Ich messe und zeichne 123 Volt zur Feuerungsanlage und 28 V zur Sekundärwicklung des Wandlers auf. Ich schließe meine Manometer an den Einlass und den Verteiler des Gasventils an. Ich prüfe den statischen Gaseinlassdruck und zeichne 16,5 cm Wassersäule auf. Ich überprüfe auf einen Druckabfall, wenn sich das Gasventil öffnet.

Die Elektronik kann eine unregelmäßige Leistung zeigen oder nicht funktionieren, wenn die Erdungsleitung zurück zur Stromquelle nicht in Ordnung ist. Um die ordnungsgemäße Erdung zu prüfen, stelle ich die Strommesszange auf Wechselspannung ein und messe von der Schaltschrankmasse zum Nullanschluss der Netzspannung an der Zündungssteuerung. Wenn kein Element der Feuerungsanlage in Betrieb ist, sollte dieser Wert unter zwei Volt liegen; andernfalls muss die Erdungsverbindung verbessert werden. Ich messe 0,4 Volt; das ist in Ordnung.

Nun möchte ich einige der Betriebswerte prüfen. Ich wähle für das Zonen-Schaltfeld den zentralen Modus und stelle die maximale Systemluftströmung ein. Mein Schrägrohrmanometer zeigt einen Wert von 0,89 cm Wassersäule als externen statischen Druck bei einem trockenen Verdampfer. Ich erkläre mir den angemessenen statischen Druck mit den Verbesserungen an den Kanälen, die wir vorgenommen haben. Ich prüfe den Stromverbrauch des Lüftermotors. Der Hersteller des elektrisch kommutierten Motors gibt in seiner Spezifikation an, dass der Stromverbrauch mit einem Echteffektiv-Gerät gemessen werden muss. Meine neue Strommesszange erfüllt diese Vorgabe und misst 5,1 A an einem Motor mit einem Volllast-Ampere-Wert von 7,7 A. Aus Neugier entferne ich die Lüfter-Türverkleidung und beobachte, wie der Ampere-Wert auf 4,8 A abfällt. Wenn es sich hier um einen PSC-Motor (mit Anlaufkondensator) handeln würde, hätte sich hier ein Anstieg des Ampere-Werts gezeigt. Diese Motoren mit regelbarer Drehzahl laufen jedoch nur mit dem Drehmoment und der Drehzahl, die zur Erreichung der erforderlichen Luftströmung benötigt werden. Das heißt, dass eine geringere Kanalbeschränkung eine niedrigere Drehzahl bei einem niedrigeren Drehmoment und damit weniger Stromstärke zur Folge hat. Ich stelle meine Strommesszange auf Gleichspannung ein und prüfe die variable Spannungsanforderung vom Zonen-Schaltfeld zur Feuerungsanlage. Bei einem Messwert zwischen 0 V DC und 22 V DC würde der Lüfter proportional zu seiner Mindestluftströmung gemäß Werkseinstellung und zur vor Ort ausgewählten Maximalluftströmung laufen. Ich lese 22 V DC ab. Dieser Wert sagt aus, dass für den Motor die für das System auf der Basis der Kühlkapazität ausgewählte Maximalluftströmung eingestellt wurde (0 V DC würde bedeuten, dass die Mindestluftströmung für den Lüfter eingestellt ist).

Ich deaktiviere meine Einstellung einer maximalen Luftströmung, trenne den Glühzünder und messe 15 Ohm an diesem. Der Wert für diesen speziellen Zünder sollte zwischen 11 und 20 Ohm liegen; dieser Wert ist daher in Ordnung. Ich schließe den Zünder wieder an und stelle eine Heizanforderung ein. Ich verbinde meine Strommesszange über die Glühzünderdrähte, um die Zünderspannung zu messen. Die hier verwendete Zündungssteuerung reduziert die Zünderspannung bei jedem aufeinanderfolgenden Zündungsversuch um 6 % bis eine „No Light“-Spannung erreicht wird. Anschließend wird die Spannung wieder in Schritten von 6 % erhöht und bleibt während der nächsten 255 Heizzyklen auf diesem Wert. Die Lebensdauer des Zünders wird verlängert, wenn nur die Mindestspannung verwendet wird; eine höhere Spannung erzeugt eine höhere Zündungstemperatur. Die Zündungssteuerung „konditioniert“ die Netzspannung. Daher muss sie mit einem Echteffektiv-Messgerät gemessen werden. Ich messe 92 Volt, während sich der Zünder aufheizt. Wenn ich dies mit einem Standard-Messgerät mit Mittelwertbildung gemessen hätte, wäre mein Messwert irreführend niedrig, wahrscheinlich etwa 50 Volt. Ich zeichne alle diese Werte auf meinem Inbetriebnahmeformular auf, während ich abwarte, bis sich das Gasventil öffnet.

Beim Öffnen des Gasventils ändert sich der Gaseinlassdruck kaum. Die Gasleitung ist also richtig dimensioniert. Ich prüfe die Brennrate bei niedriger Temperatur und berechne, dass der BTU-Eingang in jeder Stufe bei 99 % der Spezifikation für die Feuerungsanlage liegt. Basis sind dabei 1.070 BTU pro Kubikfuß Gas. Wenn dies in einer anderen Stadt gewesen wäre, in der das Versorgungsunternehmen Gas mit 1.025 BTU pro Kubikfuß liefert, würde der Eingang bei etwa 95 % der Spezifikation für die Feuerungsanlage liegen, und ich hätte den Verteilerdruck von 8,9 cm Wassersäule auf 9,4 cm Wassersäule bei hoher Temperatur und von 4,3 cm Wassersäule auf 4,6 cm Wassersäule bei niedriger Temperatur erhöht. Es wurden keine Gaszähler-Berechnungsfaktoren angewendet, da wir uns auf einer Höhe von etwa 150 m befinden, der Gaslieferungsdruck bei unter 22,9 cm Wassersäule liegt und das Messgerät temperaturkompensiert ist. Ich gehe zum Kanalabschluss an der Seitenwand, überprüfe die Kanaltemperatur mit dem Thermoelement Typ K, das im Lieferumfang meiner Strommesszange enthalten ist, und zeichne eine Temperatur von 40,6 °C auf. Mit dem Verbrennungsanalysator ermittle ich 7,3 % Kohlendioxid und 10 ppm Kohlenmonoxid. Diese beiden Werte liegen gut innerhalb der Spezifikationen des Herstellers der Feuerungsanlage.

Wieder drinnen, zeichne ich eine Rücklufttemperatur von 19,4 °C und eine Zulufttemperatur von 58,3 °C mit einer Temperaturerhöhung von 38,9 °C auf. Für die Ermittlung der Temperaturen in einem Kanal verwende ich bevorzugt meinen Fluke Lufttemperaturmessfühler 80PK-24, da er einen starren Stab hat und ich sicher sein kann, wo der Messfühler im Kanal platziert ist. Um das gesamte Arsenal der Thermoelemente vom Typ K, die ich im Laufe der Jahre gesammelt habe, mit meiner HLK-Strommesszange Fluke 902 nutzen zu können, habe ich einen Fluke Thermoelement-Adapter 80AK erworben. Dieser Adapter ermöglicht es, den Mini-Pin-Steckverbinder eines Thermoelements vom Typ K mit den standardmäßigen doppelt abgeschirmten Bananensteckereingängen eines Digitalmultimeters oder einer Strommesszange zu verbinden. Auf diese Weise kann ich meine Oberflächen-Thermoelemente für Rohre, Einstech-Messfühler, Tauchsonden, Oberflächen-Messfühler und Luftmessfühler zusammen mit dem Fluke 902 nutzen.

Die nächsten Messungen, die ich durchführe, sind wichtige Vergleichstests, da kein maßgeblicher Anfangswert angegeben ist: Flammensignal und Druckdifferenz zwischen Verbrennungsluftgebläse und Laufrad. Bei beiden handelt es sich Sicherheitsvorrichtungen, für die bestimmte Mindestwerte festgelegt sind. Sobald diese Mindestwerte erreicht sind, arbeitet die Feuerungsanlage nicht mehr. Mittels eines Leistungsvergleichs der Betriebswerte können Servicetechniker Bezug auf diese neuen Installationswerte nehmen und diese mit den im Rahmen der Wartungsprüfungen erfassten Werten vergleichen, um festzustellen, ob die Leistung abgenommen hat und Maßnahmen ergriffen werden müssen. Der Hersteller gibt Werte für Flammensignalabfall und die zulässige Druckdifferenz an, aber ohne Kenntnis der Veränderungen, die seit der Installation möglicherweise aufgetreten sind, kann man nicht sicher sein, welche Maßnahmen, falls überhaupt, ergriffen werden müssen. Ich verbinde also meine Strommesszange mit der Flammenfühler-Leitung; stelle das Messgerät auf Mikroampere ein und zeichne 0,8 Mikroampere auf. Dieser Wert liegt um 0,64 Mikroampere über dem veröffentlichten Abfallwert von 0,16 Mikroampere. Bei direktverdampfenden Feuerungsanlagen wie dieser neigen die Flammensignale im Allgemeinen nicht so stark zu einer Verschlechterung wie bei Feuerungsanlagen, die die Verbrennungsluft aus dem Gebäude beziehen. Alles hängt von Verunreinigungen ab, die in der Verbrennungsluftzufuhr erhalten sein können oder nicht.

Die durch das Verbrennungsluftgebläse erzeugte Druckdifferenz variiert von Installation zu Installation, abhängig vom Kanaldurchmesser und der äquivalenten Länge. Für diese Werte muss eine Vergleichsmessung zum Zeitpunkt der Installation durchgeführt werden, damit Servicetechniker bei zukünftigen Wartungsterminen wissen, was für diese Feuerungsanlage in diesem Haus „normal“ ist. Der Hersteller liefert nur zulässige Einstellungen für den Druckschalter. Daher führe ich mein Schrägrohrmanometer in das Druckschalterrohr ein und messe Druckdifferenzen von 2,3 cm Wassersäule bei niedriger Temperatur und 3,8 cm Wassersäule bei hoher Temperatur. Bei zukünftigen Wartungsterminen weiß der Servicetechniker dann, dass die Druckdifferenz bei niedriger Temperatur bei 1 cm Wassersäule über der Break-Einstellung und die Druckdifferenz bei hoher Temperatur bei 1,7 cm Wassersäule über der Break-Einstellung liegen sollte.

Mein Fluke 902 hat sich als gute Wahl für ein „Alltags“-Messgerät beim Auftrag heute erweisen. Auf geht's zum nächsten Auftrag …