Quand les inspections des systèmes HVAC sont rentables

04-24-2012 | HVAC

Après avoir été agent de maintenance pendant des années, à manier les échelles, traîner mes outils dans les greniers et dans les combles, marcher sur les toits par tous les temps ; je peux désormais laisser le travail de maintenance aux techniciens plus jeunes avec leurs genoux neufs, et me concentrer sur mon travail principal : agent d'installation en entreprise. Lorsqu'un nouvel équipement est installé, je vérifie que le système fonctionne de manière efficace et comme prévu, je compte les pièces et éléments utilisés sur l'installation afin de suivre précisément les coûts, je m'assure que le client comprend les commandes et le fonctionnement, et je recueille le paiement final. Ces démarches contribuent grandement à la diminution du nombre de plaintes concernant la garantie de fonctionnement, à l'amélioration de nos structures tarifaires, à l'élimination quasi complète des créances impayées, et à l'amélioration de notre réputation.

Profil de client

Prenons un exemple : un remplacement d'une chaudière dans une maison de style colonial à 2 étages de 25 ans. Nous avons remplacé la chaudière à gaz à tirage naturel par une chaudière à deux étages à condensation au gaz naturel avec évacuation directe économe en énergie et équipée d'un ventilateur à vitesse variable. Nous avons également ajouté un panneau de commande de zone avec un moteur à vitesse variable qui permet d'alimenter chaque zone en volume d'air adéquat (2 zones par étage) sans avoir besoin d'un registre de dérivation. En outre, nous avons installé une unité de condensation à deux étages, un évaporateur, un ventilateur de récupération de chaleur, un humidificateur et un purificateur d'air de pointe.

Outils

Aujourd'hui, je suis sur le terrain pour m'assurer que les nouveaux systèmes installés sont dans un état de fonctionnement optimal, j'ai également hâte d'essayer ma nouvelle pince multimètre HVAC Fluke 902. J'ai toujours aimé être au courant des technologies les plus récentes en termes de multimètres, et j'utilise actuellement un Fluke 87V avec plusieurs accessoires de température ainsi qu'un capteur ampèremètre à pince lorsque je souhaite obtenir des mesures d'intensité TRMS. Lorsque je dois effectuer des diagnostics importants, je serais perdu sans cet instrument. Mais avec des fonctions comme volts AC TRMS, volts DC, microampères, température, capacitance, ohms et l'indicateur sonore de continuité, le Fluke 902 pourrait bien devenir mon multimètre de tous les jours.

Vérification de systèmes

Il est logique de commencer par le sous-sol avec la chaudière, pour que la maison soit plus chargée lorsque je serai prêt à m'occuper du démarrage de la climatisation. J'enregistrerai toutes les mesures sur un formulaire de démarrage, et j'en laisserai une copie dans un casier pour que le technicien de maintenance puisse s'y référer lors de la maintenance annuelle. L'autre copie sera rangée au bureau, dans le dossier correspondant à l'intervention effectuée.

Je mesure et enregistre en premier les parties extérieures : la taille des tuyaux de gaz, de ventilation et la longueur correspondante, le câblage électrique, notamment la mise à la terre de bonne qualité entre la chaudière et le tableau d'alimentation. J'ai hâte d'utiliser ma nouvelle pince multimètre dans toutes ses applications, j'ai alors commencé par vérifier le condensateur du ventilateur d'air de combustion et j'ai obtenu une mesure de 7,2 microfarads. Cette valeur est située dans les 10 % de tolérance de sa certification de 7,5 microfarads, tout va bien. Je mesure et enregistre une valeur de 123 volts vers la chaudière, et 28 volts sur le secondaire de transformateur. Je connecte mes manomètres au côté de l'admission et de la tubulure de la vanne de gaz. Je vérifie la pression d'admission de gaz statique et enregistre une valeur de 6,5 pouces WC (colonne d'eau). J'observerai la chute de pression à l'ouverture de la vanne de gaz.

Les éléments électroniques peuvent fonctionner de manière erratique, ou ne pas fonctionner du tout, s'il n'existe pas de chemin à la terre correct pour retourner vers la source. Pour vérifier si la mise à la terre est correcte, je sélectionne le mode volts AC sur la pince multimètre et j'effectue une mesure sur la commande d'allumage entre la mise à la terre de l'armoire et la connexion du neutre de la tension secteur. Lorsque la chaudière n'est pas en fonctionnement, cette valeur doit être inférieure à 2 volts, si ça n'est pas le cas, le circuit de mise à la terre doit être amélioré. J'obtiens une mesure de 0,4 volt, tout va bien.

Regardons maintenant les valeurs de fonctionnement. Je mets le panneau de zone en mode central et sélectionne le débit d'air maximum du système. Mon manomètre à colonne de liquide inclinée affiche une valeur de pression statique externe avec évaporateur sec de 0,35 pouce WC. J'attribue la pression statique raisonnable aux améliorations de conduite que nous avons effectuées. Je vérifie l'intensité consommée sur le moteur du ventilateur. Le fabricant du moteur à commutation électronique précise que l'intensité doit être mesurée à l'aide d'un multimètre TRMS. Ma nouvelle pince multimètre répond à cette exigence et obtient une mesure de 5,1 ampères sur un moteur certifié à 7,7 ampères à pleine charge. Par curiosité, je retire la porte du panneau du ventilateur et je constate que la valeur chute à 4,8 ampères. S'il s'agissait d'un moteur PSC (condensateur permanent de division), j'aurais vu l'intensité augmenter. Mais ces moteurs à vitesse variable n'utilisent que le couple et la vitesse de rotation dont ils ont besoin pour produire le débit d'air nécessaire. Ainsi, une restriction moindre des conduites signifie une vitesse de rotation moindre à un couple inférieur, ce qui entraîne donc une intensité moindre. Je sélectionne le mode volts DC sur ma pince multimètre et vérifie la demande variable en intensité entre le panneau de zone et la chaudière. Une valeur située en 0 et 22 volts DC ferait fonctionner le ventilateur de manière proportionnelle entre son débit d'air minimum par défaut et le débit maximum sélectionné sur le terrain. J'obtiens une valeur de 22 volts, ce qui indique que le moteur fonctionne au débit d'air maximum sélectionné pour ce système en fonction de la capacité de refroidissement (une valeur de 0 volt DC ferait fonctionner le ventilateur à son débit minimum).

Je fais en sorte que le fonctionnement total de la circulation de l'air ne soit pas nécessaire, je débranche l'allumeur de la surface chaude et j'obtiens une mesure de 15 ohms. La valeur de cet allumeur doit être comprise entre 11 et 20 ohms, tout va bien. Je rebranche l'allumeur et fais en sorte qu'il y ait un besoin de chauffage. Je connecte ma pince multimètre aux cordons de l'allumeur de la surface chaude pour vérifier la tension de l'allumeur. La commande d'allumage réduit la tension de l'allumeur de 6 % à chaque tentative d'allumage jusqu'à atteindre une tension nulle, puis la tension remonte de 6 % et reste ainsi pour les 255 cycles de chauffage suivants. La durée de vie de l'allumeur est prolongée si il n'utilise que la tension minimum, une tension plus haute augmente grandement la température de l'allumeur. La commande d'allumage conditionne la tension secteur, cette dernière doit être mesurée à l'aide d'un multimètre TRMS. Pendant le chauffage de l'allumeur, j'ai obtenu une valeur de 92 volts. Si j'avais effectué cette mesure à l'aide d'un multimètre à valeur moyenne classique, la valeur aurait été étonnamment basse, certainement située autour de 50 volts. J'enregistre toutes ces valeurs dans mon formulaire de démarrage pendant que j'attends que la vanne de gaz s'ouvre.

Lorsque celle-ci est ouverte, la pression d'admission de gaz change à peine, les conduites de gaz sont donc d'une taille adéquate. Je mesure le débit de gaz à feu doux et à feu vif puis calcule l'entrée de BTU nécessaire pour se situer dans les 99 % de tolérance de la certification de la chaudière à chaque étage. Celui-ci est basé sur une valeur de 1 070 BTU par pied cube de gaz. Si cela avait été dans la province voisine où le gaz est fourni à 1 025 BTU par pied cube, l'entrée aurait été d'environ 95 % de la certification de la chaudière, j'aurais alors augmenté la pression de la tubulure de 3,5 à 3,7 pouces WC à feu vif, et de 1,7 à 1,8 pouce WC à feu doux. Aucun facteur de calcul du débitmètre à gaz ne doit être appliqué puisqu'ici l'élévation est d'environ 152,4 cm, la pression de gaz fournie dans le débitmètre est inférieure à 9 pouces WC, et le débitmètre est à compensation thermique. J'accède à la terminaison de l'évacuation du mur latéral, procède à la vérification de la température d'évacuation à l'aide d'une sonde à perle thermocouple de type K fournie avec ma pince multimètre et j'enregistre une valeur de 40,5 °C. À l'aide de mon analyseur de combustion, j'obtiens des valeurs de 7,3 % de dioxyde de carbone et de 10 PPM (parts par million) de monoxyde de carbone. Ces deux valeurs correspondent parfaitement aux spécifications fournies par le fabricant de la chaudière.

De retour à l'intérieur, j'enregistre une température d'air de retour de 19,4 °C, et une température d'air d'alimentation de 58,3 °C pour une augmentation de température de 21,1 °C. Pour mesurer des températures dans les conduites, je préfère utiliser ma sonde de température de l'air Fluke 80PK-24 car elle est équipée d'une poignée rigide, je maîtrise donc parfaitement sa mise en place dans la conduite. Pour pouvoir utiliser tout mon arsenal de thermocouples de type K que j'ai accumulés au fil des années avec ma pince multimètre HVAC Fluke 902, j'ai fait l'acquisition d'un adaptateur de thermocouple Fluke 80AK. Cet adaptateur permet d'adapter le connecteur à mini-broches du thermocouple de type K classique aux fiches bananes doubles classiques rencontrées sur les multimètres numériques et les pinces multimètres. Cet accessoire me permet d'utiliser mes sondes à pinces pour tuyaux, sondes de perçage, sondes à immersion, sondes de surface et sondes à air avec le Fluke 902.

Les mesures que j'effectue ensuite sont d'importants tests de référence, car une valeur initiale de référence n'est pas spécifiée : la pression différentielle du signal de flamme et de l'inducteur/ventilateur d'air de combustion. Tous les deux sont des appareils de sécurité et possèdent des valeurs minimums. Une fois que ces valeurs minimums sont atteintes, la chaudière ne fonctionnera plus. En mesurant les valeurs de fonctionnement, les techniciens de maintenance peuvent se référer à ces nouvelles valeurs d'installation et les comparer aux valeurs obtenues lors d'inspections de maintenance pour voir si le fonctionnement s'est détérioré et si des mesures doivent être prises. Les valeurs de perte du signal de flamme et de différentiel de pression sont fournies par le fabricant, mais si l'on ne connaît pas les changements qui ont pu se produire depuis l'installation, on ne peut pas savoir si une mesure doit être prise, et laquelle. Je connecte alors ma pince multimètre en série avec le cordon du capteur de flamme, je règle le multimètre sur microampères et j'obtiens une mesure de 0,8 microampère. Soit 0,64 microampère au-dessus de la valeur de perte publiée, c'est-à-dire 0,16 microampère. Sur les chaudières à évacuation directe comme celle-ci, les signaux de flamme sont généralement moins susceptibles de se dégrader que sur les chaudières qui puisent leur air de combustion à l'intérieur de la structure. Tout dépend des contaminants se trouvant ou non dans l'alimentation en air de combustion.

Le différentiel de pression créé par le ventilateur d'air de combustion variera d'une installation à l'autre, selon le diamètre de l'évacuation et sa longueur équivalente. Ces valeurs doivent être enregistrées lors de l'installation pour que les techniciens de maintenance lors de futures visites puissent connaître ce qui est « normal » pour cette chaudière dans cette maison. Le fabricant fournit uniquement les configurations normales et anormales des manocontacts. Je connecte alors mon manomètre à colonne de liquide inclinée dans les tubes de manocontacts et mesure des différentiels de pression de 0,9 pouce WC à feu doux et de 1,5 pouce WC à feu vif. Lors de futures visites, les techniciens de maintenance sauront que le différentiel de pression à feu doux doit être de 0,4 pouce WC au-dessus de la configuration anormale, et que le différentiel de pression à feu vif doit être de 0,65 pouce WC au-dessus de la configuration anormale.

Mon Fluke 902 s'avère pour l'instant être un bon choix de multimètre au quotidien. Passons à la tâche suivante...