Cuándo merece la pena realizar una inspección de puesta en marcha en sistemas de climatización

Sustitución de una caldera residencial

Tras años realizando trabajos de servicio (colocando escaleras, arrastrando herramientas por áticos y sótanos diminutos, lidiando con todo tipo de clima en azoteas), ahora puedo ceder estas tareas a técnicos más jóvenes y en mejor forma para centrarme en mi labor principal como técnico de puesta en marcha de la empresa. Una vez instalado un equipo nuevo, verifico que el sistema funciona correctamente, cuento las partes y las piezas usadas en la instalación para controlar los costos, me aseguro de que el cliente entiende los controles y el funcionamiento y, finalmente, recibo el último pago. Esto ha permitido reducir el número de reclamaciones por garantía de funcionamiento, mejorar nuestras estructuras de precios, eliminar casi por completo las cuentas por pagar vencidas y mejorar nuestra reputación.

Perfil del cliente

Acepta este encargo: sustitución de una caldera en una casa de estilo colonial con dos plantas y 25 años de antigüedad. Sustituimos la caldera de gas por una caldera de condensación de gas natural de dos etapas y de rendimiento energético eficiente con ventilación directa y ventilador de velocidad regulable. También añadimos un panel de control de zona diseñado para funcionar con un motor de velocidad variable que suministra el volumen de aire adecuado a cada zona (dos zonas por cada panel en la primera y en la segunda planta de la casa) sin necesidad de un amortiguador que desvíe el flujo de aire. Además, instalamos una unidad de condensación de dos etapas, un ventilador de recuperación del calor, un humidificador y un purificador de aire de última generación.

Herramientas

Hoy estoy aquí para garantizar que los nuevos sistemas que hemos instalado funcionan con la máxima eficiencia y para probar mi nueva pinza amperimétrica para sistemas de climatización Fluke 902. Siempre me ha gustado seguir el ritmo de las novedades tecnológicas en multímetros y actualmente uso un Fluke 87V con numerosos accesorios de temperatura y un transductor de pinza amperimétrica para las ocasiones en las que quiero lecturas en amperios de verdadero valor eficaz. Estaría completamente perdido sin él cuando se requieren diagnósticos y procedimientos muy importantes. Pero con unas características como la capacidad de medición de verdadero valor eficaz de voltios y amperios en CA, voltios en CC, microamperios, temperatura, capacitancia, ohmios y señal acústica de continuidad, la herramienta Fluke 902 podría pasar a ser mi medidor habitual.

Comprobación de los sistemas

Lo lógico es empezar con la caldera por el sótano, de modo que la casa tenga más carga cuando esté listo para la puesta en funcionamiento del aire acondicionado. Registraré todas mis lecturas en un formulario de puesta en marcha y dejaré una copia en la cesta de documentación del equipo para que el técnico pueda tener acceso a ellos cuando realice las labores de mantenimiento anuales. La otra copia se archivará en la oficina.

Mido y registro en primer lugar los elementos externos: dimensiones de la tubería de gas, tamaño y longitud equivalente del sistema de ventilación y el cableado eléctrico (incluyendo la toma de tierra de gran calidad que va de la caldera al panel de servicio). Estoy deseando empezar a utilizar mi nueva pinza amperimétrica, así que empiezo por comprobar el capacitor del ventilador de aire de combustión y obtengo 7.2 microfaradios. Se encuentra dentro del 10 % de su clasificación de 7.5 MFD, de manera que está bien. Mido y registro 123 voltios en entrada a la caldera y 28 voltios al secundario del transformador. Conecto mi manómetro a la entrada y al lado del múltiple de la válvula de gas. Compruebo la presión estática de entrada de gas y registro 16.5 cm (6.5 pulg.) de columna de agua. Buscaré alguna caída de presión cuando se abra la válvula de gas.

Existe la posibilidad de que los elementos electrónicos funcionen incorrectamente si no hay una buena toma de tierra que vuelva a la fuente de energía. Para verificar que la conexión a tierra es adecuada, selecciono la lectura en voltios CA y mido desde la toma de tierra de la caja hasta la conexión neutral de tensión de línea del control de ignición. Con la caldera apagada, este valor debería estar por debajo de los dos voltios. Si no fuera así, el circuito de tierra necesitaría una mejora. Registro 0.4 voltios, así que está correcto.

Ahora es el momento de observar los valores de funcionamiento. Establezco el panel de zona en el modo central y solicito el máximo flujo de aire que ofrece el sistema. Mi manómetro inclinado muestra 0.9 cm (0.35 pulg.) de columna de agua de presión estática externa con un evaporador seco. Atribuyo esta presión estática razonable a las mejoras que realizamos en el conducto. Compruebo el consumo de amperios del motor del ventilador. El fabricante del motor de conmutación electrónica especifica que el amperaje debería medirse con un medidor de verdadero valor eficaz. Mi nueva pinza amperimétrica cumple con esas especificaciones y registra 5.1 amperios en un motor con una capacidad de 7.7 amperios de carga máxima. Por curiosidad, quito el panel de la puerta del ventilador y observo una caída de amperios hasta los 4.8. Si hubiera sido un motor con condensador permanente dividido (PSC), se habría apreciado un aumento de amperios. Pero estos motores de velocidad variable solo usan el par y las rpm necesarias para conseguir el flujo de aire requerido, de modo que una menor restricción en un conducto se traduce en menos rpm a un par menor y, por lo tanto, un amperaje menor. Selecciono la lectura en voltios CC en mi pinza amperimétrica y compruebo la demanda de tensión variable del panel de zona a la caldera. Con una lectura de 0 a 22 voltios CC, el ventilador funcionaría proporcionalmente entre su flujo de aire mínimo por defecto y el flujo máximo seleccionado. El resultado de la lectura es de 22 voltios CC. Esto significa que el motor está generando el máximo flujo de aire seleccionado para este sistema en base a la capacidad de enfriamiento (0 voltios CC harían que el ventilador genere el flujo mínimo).

Cancelo el flujo de aire a carga máxima, desconecto el encendedor de superficie caliente y mido 15 ohmios en él. Este encendedor en particular debería encontrarse entre los 11 y los 20 ohmios, así que está bien. Conecto de nuevo el encendedor y solicito que se caliente. Coloco mi pinza amperimétrica junto a las puntas del encendedor de superficie caliente para medir los voltios. Este control de encendido reducirá la tensión del encendedor en un 6 % en cada prueba sucesiva de encendido hasta que alcance una tensión "sin luz". Entonces, se recuperará el 6 % de la tensión y se mantendrá en ese punto los siguientes 255 ciclos de calor. Usando únicamente la tensión mínima es posible ampliar la vida del encendedor, ya que cuanta mayor tensión se produce, mayor temperatura alcanza el encendedor. El control de encendido "condiciona" la tensión de línea, lo que requiere que la medición se realice con un medidor de verdadero valor eficaz. Mido 92 voltios a medida que se calienta el encendedor. Si hubiera realizado esta medición con un medidor estándar, mi lectura habría sido aparentemente baja, probablemente de unos 50 voltios. Registro todos estos valores en mi formulario de puesta en marcha mientras espero a que se abra la válvula de gas.

Cuando esto sucede, la presión de entrada de gas apenas cambia, lo que significa que las tuberías de gas tienen las dimensiones correctas. Cronometro el medidor de gas a fuego bajo y fuego alto y calculo que la entrada de calorías debe estar dentro del 99 % de la potencia de la caldera en cada etapa. Este cálculo se realiza en base a 269 600 calorías por pie cúbico de gas. Si esta situación se hubiera dado en otro condado en el que la alimentación de gas es de 258 300 calorías por pie cúbico, la entrada habría rondado el 95 % de la potencia de la caldera y habría tenido que aumentar la presión del colector de 9 a 9.3 cm (3.5 a 3.7 pulg.) de columna de agua en fuego alto, y de 4.3 a 4.6 cm (1.7 a 1.8 pulg.) de columna de agua a fuego bajo. No es necesario ningún factor de cálculo en el medidor de gas, ya que la elevación de este lugar es de unos 150 metros, la presión de suministro de gas que pasa por el medidor es inferior a 23 cm (9 pulg.) de columna de agua y el medidor compensa la temperatura. Busco la terminación del sistema de ventilación en la pared lateral, verifico la temperatura de ventilación con el termopar globular tipo K que viene con mi pinza amperimétrica y registro 405 °C. Con mi analizador de combustión descubro un 7.3 % de dióxido de carbono y 10 ppm (partes por millón) de monóxido de carbono. Los dos valores cumplen con las especificaciones indicadas por el fabricante de la caldera.

De nuevo en el interior, registro una temperatura del aire de retorno de 19.4 °C y una temperatura del suministro de aire de 58.3 °C, por un aumento de 39 °C. Para la temperatura en el interior de un conducto, prefiero usar mi sonda de temperatura de aire Fluke 80PK-24, ya que cuenta con un lector rígido y no tengo que preocuparme por su colocación en el interior del conducto. Con el fin de usar el arsenal completo de termopares tipo K que he ido coleccionando con el paso de los años con mi pinza amperimétrica para sistemas de climatización Fluke 902, he comprado un adaptador para termopar Fluke 80AK. Este adaptador conecta la mini pinza de conexión del termopar tipo K con las entradas del conector tipo banana doble que podemos encontrar en los multímetros digitales y las pinzas amperimétricas. Esto me permitirá usar mis sondas para tuberías, sondas de penetración, sondas de inmersión, sondas de superficie y sondas de aire con el Fluke 902.

Las siguientes mediciones que realizo son comprobaciones de referencia relevantes, dado que no hay ningún valor inicial definitivo especificado: señal de llama y diferencial de presión del ventilador/inductor de aire de combustión. Ambos indicadores son medidas de seguridad con valores mínimos especificados. Si se alcanza alguno de los valores mínimos, la caldera dejará de funcionar. Gracias a la acotación de los valores de funcionamiento, los técnicos pueden acceder a estos valores de nueva instalación y compararlos con los valores de lectura obtenidos en las labores de mantenimiento, a fin de comprobar si el rendimiento ha empeorado y si es necesario realizar alguna acción. El fabricante facilita los valores de pérdida de la señal de llama y los valores determinantes del diferencial de presión, aunque no es posible saber qué acción es necesario llevar a cabo (si fuera necesario) sin conocer los cambios que pueden haberse realizado desde el momento de la instalación. Así que conecto mi pinza amperimétrica en serie con la punta del sensor de llama, selecciono la lectura en microamperios del medidor y registro 0.8 microamperios. Estos son 0.64 microamperios por encima del valor de pérdida publicado por el fabricante de 0.16 microamperios. Con calderas de ventilación directa como esta, las señales de llama no tienen tanta tendencia a degradarse como en las calderas que obtienen el aire de combustión del interior de la estructura. Todo depende de los contaminantes que pueda haber en el suministro de aire de combustión.

El diferencial de presión creado por el ventilador de aire de combustión variará de instalación a instalación dependiendo del diámetro y la longitud equivalente del sistema de ventilación. Estos valores necesitan calcularse en el momento de la instalación para que los técnicos que acudan en el futuro sepan qué es "normal" en la caldera de esta casa. El fabricante solo proporciona los valores determinantes del cambio de presión. Entonces, compruebo las tuberías de cambio de presión con mi manómetro inclinado y mido las diferencias de presión de 2.3 cm (0.9 pulg.) de columna de agua a fuego bajo y 3.8 cm (1.5 pulg.) de columna de agua a fuego alto. Para visitas en el futuro, los técnicos sabrán que el diferencial de presión a fuego bajo debería estar 1 cm (0.4 pulg.) de columna de agua por encima del valor de pérdida y el diferencial de presión a fuego alto, 1.6 cm (0.65 pulg.) de columna de agua.

Mi herramienta de medición Fluke 902 está demostrando ser una buena elección para las tareas diarias de un técnico. Listo para el siguiente encargo...