Série de guias de resolução de problemas de bombas de calor (4)

Um tanque de água que transborda continuamente é um problema comum, mas às vezes confuso, nos sistemas de água quente com bomba de calor de origem aérea.

Os sintomas podem parecer simples:

O tanque já está cheio, mas a água continua a entrar e, eventualmente, transborda.

No entanto, a causa real pode não ser necessariamente o próprio tanque de água.

Em projectos práticos de bombas de calor, os problemas de transbordamento dos tanques de água podem geralmente ser divididos em duas categorias:

1Problemas hidráulicos ou de canalização
2Problemas de controlo eléctrico

A maneira mais rápida de diagnosticar o problema é responder a uma pergunta importante:

O tanque de água continua a transbordar depois de o sistema de bomba de calor ser desligado?

Este teste simples pode separar rapidamente um problema mecânico/hidráulico de um problema de controlo elétrico.

1Primeiro Diagnóstico: O tanque transborda quando a energia está desligada?

Antes de substituir sensores, válvulas eletromagnéticas ou placas de comando, desligar o sistema de bomba de calor e observar o tanque.

Há duas situações básicas.

Situação A

O tanque continua a encher-se ou a transbordar mesmo quando a bomba de calor está desligada.

Isto indica normalmente umaproblema mecânico, hidráulico ou de encanamento.

Situação B

O tanque deixa de encher quando a energia é desligada, mas começa a transbordar depois que o sistema é ligado.

Isto indica normalmente umaproblema de controlo elétrico ou detecção do nível da água.

Esta distinção pode reduzir significativamente o tempo de resolução de problemas.

2Situação um: o tanque de água continua a transbordar quando a bomba de calor está desligada.

Se a água continuar a entrar no tanque mesmo quando todo o sistema de bomba de calor tiver sido desconectado da energia, é improvável que o controlador elétrico seja a causa principal.

Os técnicos devem primeiro inspecionar o sistema de abastecimento de água e tubulação.

As causas comuns incluem:

• Válvula de água de maquilhagem manual deixada aberta
• Válvula de flutuação presa aberta
• Pressão excessiva da água de entrada
• A válvula de solenoide de água de maquiagem está mecanicamente presa
• A válvula de solenoide de retorno da água bloqueada mecanicamente
• Água fria que entra no circuito de retorno de água quente

Vamos examinar esses problemas individualmente.

3Verifique a válvula de água de maquiagem manual.

Esta deve ser uma das primeiras verificações.

Se a válvula de enchimento manual de água tiver sido acidentalmente deixada aberta, a água pode continuar a entrar no reservatório de armazenamento, independentemente do estado do controlador.

O nível da água continuará a subir até chegar à saída de transbordamento.

Verifique:

✔ A válvula de reabastecimento manual está completamente fechada?
✔ A válvula está danificada internamente?
✔ A água ainda passa pela válvula quando ela supostamente está fechada?

Não suponha que uma válvula está fechada simplesmente porque a alça parece estar na posição fechada.

Uma válvula danificada internamente pode continuar a permitir que a água passe.

4. Verifique se a válvula de flutuação está presa aberta

Alguns tanques de água de bombas de calor usam uma válvula de flutuação mecânica para controlar o nível da água.

Em condições normais:

Aumento do nível da água → Aumento do flutuador → Fechamento da válvula → Paragem do abastecimento de água

Se o mecanismo do flutuador ou da válvula ficar preso:

Nível de água sobe → Float não pode fechar a válvula → A água continua a entrar → Overflows do tanque

As possíveis causas incluem:

• Acúmulo de escala
• Sedimentos
• Objetos estranhos
• Desgaste mecânico
• Mecanismo de flutuação danificado

Solução de problemas:

Mover o flutuador manualmente e observar se a água de entrada para.

Se o flutuador estiver em movimento, mas a válvula não puder desligar o abastecimento de água, o conjunto da válvula poderá necessitar de limpeza ou substituição.

5A pressão excessiva do abastecimento de água pode causar transbordamento.

A alta pressão da água de entrada é outra causa potencial.

Dentro de algumas válvulas de solenoide de água de maquiagem, um diafragma e uma mola são usados para controlar o fluxo de água.

Se a pressão de entrada for excessivamente elevada, a válvula pode não selar corretamente.

O resultado pode ser:

Pressão de entrada elevada → A válvula não pode fechar completamente → Fugas contínuas de água → Desbordamento do tanque

Por conseguinte, os técnicos não devem verificar apenas se a pressão da água existe.

Os investigadores devem também verificar se a pressão édentro do intervalo de funcionamento aceitável da válvula e do sistema.

Se necessário, pode ser necessário um dispositivo de redução de pressão adequado.

6Verifique a válvula do solenoide de maquiagem.

A válvula de solenoide de água de maquiagem é um dos componentes mais importantes de um sistema de enchimento automático.

Normalmente:

O controlador pede água → A válvula solenoide abre

e

Nível de água atinge o alvo → Controlador retira sinal → válvula solenoide fecha

Mas a válvula pode permanecer mecanicamente aberta mesmo depois de a energia elétrica ser cortada.

As possíveis causas incluem:

• Sujidade presa no diafragma
• Depósitos em balanço
• Núcleo da válvula preso
• Diafragma danificado
• Desgaste mecânico

Isto explica por que alguns tanques continuam a transbordar mesmo depois de a bomba de calor ser desligada.

7Por que é importante instalar um Y-strainer?

A qualidade da água tem um impacto direto na fiabilidade da válvula solenoide.

Areia, ferrugem, escamas e outros detritos podem entrar na válvula e impedir que o diafragma se veda corretamente.

Por esta razão, a instalação de umExibição de água para a válvula de maquiagemé fortemente recomendado.

Um filtro adequado ajuda a proteger:

• Máquinas e aparelhos de secagem
• Válvulas de flutuação
• Máquinas e aparelhos de secagem
• Bombeiros
• Outros componentes hidráulicos

O filtro deve também ser inspeccionado e limpo periodicamente.

Um filtro que é instalado mas nunca mantido pode, eventualmente, tornar-se outra fonte de problemas do sistema.

8Não se esqueça da válvula de solenoide de retorno de água.

Em sistemas centralizados de água quente, o problema pode não vir da entrada de água normal.

A água pode entrar no tanque de armazenamento através dolinha de água de retorno.

Se a válvula de solenoide de retorno de água ficar presa aberta, a água pode entrar continuamente no reservatório através do tubo de retorno.

As possíveis causas são semelhantes às da válvula de maquiagem:

• Objetos estranhos
• Escala
• Núcleo da válvula preso
• A válvula não pode voltar após a abertura

Por conseguinte, ao diagnosticar um reservatório transbordante, determinar:

Onde é que a água extra está a entrar no tanque?

Vem da entrada normal de água fria?

Ou está a entrar pelo tubo de retorno da água quente?

Esta distinção é extremamente importante.

9Um caso especial: retrocesso de água fria para a linha de retorno de água quente

Este é um dos problemas mais difíceis de identificar em grandes projectos de água quente com bombas de calor.

Imaginem um sistema centralizado que sirva:

• Um hotel.
• Edifício de apartamentos
• Dormitório
• Resort
• Instalação comercial

O edifício pode conter:

• Sistema de água quente com bomba de calor
• Caldeiras de água elétricas
• Valvas de mistura
• Linhas de circulação de água quente
• Linhas de abastecimento de água fria

Se houver uma ligação incorreta ou uma válvula de mistura avariada, a água fria pode atravessar a tubulação de água quente.

O percurso do fluxo pode ser:

Água fria → Tubo de água quente → Tubo de retorno → Tanque de água

O tanque recebe água continuamente do lado de retorno e eventualmente transborda.

10Como identificar um problema de cruzamento de água fria

Um sintoma útil é:

O tanque de água está transbordando, mas a água que entra está entrando pelo tubo de retorno, em vez da entrada de água normal.

Outra pista pode ser a temperatura anormal da água de retorno.

Se a temperatura da água de retorno permanecer anormalmente baixa, a água fria pode estar entrando no sistema de circulação de água quente em algum lugar do edifício.

Os técnicos devem inspeccionar:

• Conexões de água quente/fria
• Valvas de mistura
• Conexões de aquecedores de água elétricos
• Tubulação de água de retorno
• Valvas de retenção
• Válvulas de isolamento

Este tipo de falha é particularmente comum em sistemas que foram modificados várias vezes ou contêm várias fontes de água quente.

11Exemplo do mundo real: Sistema de água quente de hotel

Considere um hotel com mais de 50 quartos.

Durante a temporada de pico turístico, a ocupação pode chegar a quase 100%, de modo que o edifício requer uma grande capacidade de armazenamento de água quente.

No entanto, durante a baixa temporada, a ocupação pode cair significativamente.

Para reduzir o consumo de energia, o sistema de bomba de calor pode, por vezes, ser desligado enquanto os aquecedores de água elétricos individuais permanecem disponíveis nos quartos de hóspedes.

Se o arranjo da canalização permite que a água fria passe através de um circuito elétrico do aquecedor de água para a rede comum de água quente, a água fria pode eventualmente chegar ao tubo de retorno.

O fluxo pode ser:

Água fria → Circuito eléctrico do aquecedor → Tubo de água quente → Linha de retorno → Tanque de armazenamento

O resultado:

O tanque de água continua recebendo água e eventualmente transborda.

Nessa situação, a substituição do sensor de nível da água ou do controlador da bomba de calor não resolverá o problema.

O verdadeiro problema é oligação hidráulica entre as redes de água fria e de água quente.

É por isso que a solução de problemas deve considerar todo o sistema, não apenas a própria bomba de calor.

12Situação dois: não há transbordamento quando desligado, mas transbordamento ocorre após ligar

Agora considere a situação oposta.

Quando a bomba de calor estiver desligada:

Não ocorre desbordamento.

Após o restabelecimento da energia:

O tanque começa a encher-se continuamente e, eventualmente, transborda.

Isto sugere fortemente um problema de controlo eléctrico ou detecção de nível de água.

As causas comuns incluem:

• Escalagem de sensores de nível de água elevado
• Falha no cableamento do sensor de nível da água
• Indicação incorreta do nível da água
• Falha do relé ao nível da água
• Problema de saída de controlo de PCB

13Verifique o sensor de nível de água.

O controlador depende de sensores de nível de água para determinar se o tanque precisa de água adicional.

Quando o reservatório atingir o nível de água elevado, o sensor deve indicar ao controlador:

O tanque está cheio. Pare de encher.

Se este sinal for incorreto, o controlador pode continuar a ligar a válvula de água de maquiagem.

O resultado é:

Tanque cheio → Controlador detecta água baixa → A válvula solenoide permanece aberta → O tanque transborda

14. Sensores de nível de água

Em áreas com água dura, depósitos minerais podem se acumular em torno de sondas de nível de água.

A escala pode interferir na condutividade elétrica ou na precisão do sensor.

O controlador pode, por conseguinte, receber um sinal de nível de água incorreto.

Os sintomas típicos incluem:

• O tanque está fisicamente cheio.
• O controlador mostra um nível de água mais baixo
• A válvula de maquilhagem mantém-se ligada.
• O tanque continua a encher.

Inspecção:

Verificar as sondas de nível de água para:

• Escala
• Corrosão
• Contaminação
• Terminais soltos

Limpeza ou substituição do sensor, se necessário.

15Falha no sensor de nível de água.

Às vezes, o sensor em si está a funcionar corretamente, mas o sinal não pode chegar ao controlador.

Possíveis problemas:

• Fios quebrados
• Terminal solto
• Conector corroído
• Cable de sinal de alto nível danificado

Se o sinal de nível de água elevado for interrompido, o controlador pode interpretar a condição como:

O nível da água está muito baixo.

Em seguida, continua a fornecer energia para a válvula de solenoide de água de maquiagem.

Isto causa um enchimento contínuo e, eventualmente, um transbordamento.

16Verifique o relé de nível de água e o PCB principal.

Se:

• O sensor de nível de água está normal.
• A fiação está normal.
• A válvula solenoide funciona mecanicamente
• A pressão da água é normal.

O próximo passo é inspecionar o sistema de controlo elétrico.

Os possíveis defeitos incluem:

Falha do relé de nível de água

Um relé pode permanecer com energia mesmo depois que o controlador deve parar o comando de recarga.

Falha na saída principal do PCB

O PCB pode emitir continuamente um sinal de recarga devido a:

• Falha do componente
• Erro de processamento de sinal
• Falha do circuito de saída

Nestas situações, é necessário um diagnóstico elétrico profissional.

17. Diagrama de Fluxo de Resolução Rápida de Problemas

Para os instaladores e técnicos de manutenção, a seguinte sequência pode poupar tempo considerável.

Passo 1 ️ Desligue a bomba de calor

Observe se a água continua a entrar no tanque.

Passo 2 Se continuar a transbordar

Concentre-se no sistema hidráulico:

Válvula manual → Válvula de flutuação → Pressão da água → Válvula de maquiagem → Válvula de retorno → Cruzamento de água quente/fria

Passo 3 Se o fluxo de água parar

Concentre-se no sistema elétrico:

Sensor de nível de água → Cablagem do sensor → Relé → Controlador/PCB

Passo 4 ️ Identificar o ponto de entrada da água

Determinar se a água entra através de:

Linha de maquiagem de água fria

ou

Linha de água de retorno

Isto é especialmente importante em projetos comerciais de água quente.

18Por que você não deve substituir o PCB primeiro

Um dos erros mais comuns de solução de problemas é substituir componentes elétricos muito cedo.

Por exemplo:

Reabastecimento do reservatório de água → Suposição de falha do sensor → Substituição do sensor → Problema persiste → Substituição do PCB → Problema persiste

A causa real pode ser simplesmente:

• Uma válvula de solenoide presa
• Pressão excessiva da água
• Uma válvula de mistura falhada
• Cruzamento de água fria
• Conexão de encanamento incorreta

Uma abordagem melhor é diagnosticar o sistema com base no comportamento físico.

A primeira pergunta deve ser sempre:

O tanque ainda transborda quando a bomba de calor está completamente desligada?

Essa resposta determina a direcção da próxima inspecção.

19Como evitar problemas de transbordamento de tanques de água

Um bom design do sistema pode evitar muitas dessas falhas.

Instalação junto à água

✔ Instale estiradores Y antes de válvulas eletromagnéticas importantes
✔ Mantenha a pressão da água adequada
✔ Use válvulas de retenção adequadas quando necessário
✔ Evite conexões cruzadas de água quente/fria incorretas
✔ Projetar corretamente o circuito de água de retorno

Sistema elétrico e de controlo

✔ Instale corretamente sondas de nível de água
✔ Proteja os terminais dos sensores da corrosão
✔ Verifique os sinais de nível da água durante a colocação em serviço
✔ Teste as funções de enchimento e desligamento automáticos

Manutenção de rotina

✔ Limpeza dos filtros Y
✔ Verifique as válvulas eletromagnéticas
✔ Retire a escama das sondas de nível de água
✔ Verifique o movimento da válvula de flutuação
✔ Monitorar a temperatura anormal da água de retorno
✔ Verifique as válvulas de mistura dos sistemas centralizados de água quente

20Perguntas Frequentes

Porque é que o tanque de água da minha bomba de calor está sempre a transbordar?

As causas mais comuns incluem uma válvula de flutuação bloqueada, pressão excessiva na entrada, uma válvula de solenoide de maquiagem de água que não pode fechar, detecção incorreta do nível da água,ou água que entra através da linha de retorno.

Por que o tanque de água transborda mesmo quando a bomba de calor está desligada?

Se o desbordamento continuar com a energia desconectada, o problema é geralmente mecânico ou hidráulico, em vez de eletrônico.

Verifique a válvula de enchimento manual, a válvula de flutuação, a pressão da água, a válvula de solenoide de água de maquiagem e o circuito de água de retorno.

Porque é que o tanque só transborda quando a bomba de calor está ligada?

Isto normalmente aponta para o sistema de controlo automático.

Verifique o sensor de alto nível de água, a fiação do sensor, o relé de nível de água e a saída de PCB.

Pode uma válvula de mistura defeituosa fazer com que um tanque de água quente transborde?

- Sim, sim, sim.

Em sistemas centralizados de água quente, uma válvula de mistura defeituosa ou incorreta pode permitir que a água fria entre no circuito de água quente.

Essa água pode atravessar a linha de retorno e entrar continuamente no tanque de armazenamento.

Pode a alta pressão da água fazer com que o tanque transborde?

- Sim, sim, sim.

A pressão excessiva na entrada pode impedir que certas válvulas se selem corretamente, resultando em fluxo contínuo de água.

Verificar sempre que a pressão de abastecimento de água esteja dentro da gama de funcionamento permitida dos componentes do sistema.

Conclusão

Quando um tanque de água de uma bomba de calor de fonte de ar transbordar, não assuma imediatamente que o controlador ou o sensor de nível de água está defeituoso.

O problema pode originar-se tanto nosistema hidráulico ou sistema de controlo elétrico.

Uma sequência prática de solução de problemas é:

Teste de desligamento → Identificação do ponto de entrada da água → Verificação das válvulas e da pressão → Verificação da detecção do nível da água → Verificação do relé e do PCB

E lembre-se de uma regra particularmente importante:

Se o reservatório continuar a transbordar depois de a bomba de calor ter sido completamente desligada, examine primeiro o sistema hidráulico.

Para os projetos de água quente com bombas de calor comerciais, os técnicos devem também considerar a rede de canalização completa do edifício, porque uma válvula de mistura avariada, conexão incorreta de tubulações,ou cruzamento de água fria pode criar sintomas que parecem ser uma falha da bomba de calor.

Uma boa solução de problemas não consiste em substituir componentes um por um.

Trata-se de identificar a verdadeira causa antes de agir.