Resolução de problemas de inverno de bomba de calor

Quando chega o Inverno, as bombas de calor a ar operam em condições muito mais exigentes: baixas temperaturas exteriores, altas cargas de aquecimento, esfriamento por evaporação,alterações no fluxo de água e riscos de congelamento podem expor problemas que podem não aparecer durante os meses mais quentes.

Para os distribuidores, instaladores e técnicos de serviço, o desafio é que o mesmo sintoma pode ter várias causas diferentes.

Por exemplo:

• Um alarme de alta pressão nem sempre significa que o circuito do refrigerante esteja defeituoso.
• A geada nos tubos de refrigerante nem sempre significa que a bomba de calor esteja com falta de refrigerante.
• Uma unidade que não ative imediatamente um alarme de alta pressão pode ainda ter um fluxo de água insuficiente.
• A concentração de anticongelante não deve ser selecionada simplesmente de acordo com uma percentagem fixa.

Nesta FAQ sobre solução de problemas de bombas de calor de inverno, respondemos sete perguntas práticas comumente encontradas em projetos de bombas de calor ar-água.

P1. Por que a bomba de calor exibe uma falha de alta pressão, mas continua a funcionar?

Normalmente, um verdadeiro sinal de protecção de alta pressão deve fazer com que a bomba de calor pare ou entre num estado de protecção.

Se o ecrã mostrar umfalha de alta pressão enquanto o compressor continua a funcionar, a primeira coisa a investigar é a relação entre:

Proteção contra pressão → Controlador principal → Display/controlador

Há várias possibilidades.

Causa possível 1: O PCB principal detecta o alarme, mas não executa o desligamento

O controlador pode receber o sinal de protecção de alta pressão, mas a lógica de desligamento correspondente pode não funcionar correctamente.

Neste caso, o ecrã pode mostrar a falha enquanto o compressor continua a funcionar.

Causa possível 2: O ecrã mostra o alarme, mas o PCB principal não processa corretamente o sinal de proteção

Outra possibilidade é que o display/controlador receba ou mostre as informações de alarme, mas o PCB principal não execute corretamente o comando de proteção associado.

Isto pode indicar um problema com:

• PCB principal
• Circuito de entrada de proteção contra altas pressões
• Comunicação entre controlador e visor
• Lógica de protecção

O que devem fazer os técnicos?

Faça.Não, não.assumir que a máquina é segura simplesmente porque continua a funcionar.

Verificar:

1. Pressão lateral superior real do refrigerante
2. Condição do interruptor de alta pressão/sensor
3. Entrada principal de proteção de PCB
4. Histórico de alarmes do controlador
5. Se a lógica de desligamento do compressor está a funcionar

Se a pressão real do refrigerante for perigosamente elevada, a unidade não deve continuar a funcionar até que a causa raiz seja identificada.

Princípio de diagnóstico fundamental:Um alarme exibido no ecrã e a acção de protecção real da bomba de calor são duas coisas diferentes que devem ser verificadas separadamente.

P2. Por que o manômetro de alta pressão aumenta rapidamente imediatamente após o início?

Um cenário comum de colocação em serviço é:

• A bomba de circulação parece estar a funcionar.
• Iniciação da bomba de calor
• A pressão do lado superior aumenta rapidamente.
• O manômetro de pressão move-se para cima.
• Segue-se logo a proteção de alta pressão

Uma causa importante éAr preso no circuito hidrónico.

Por que o ar no circuito da água pode causar alta pressão?

O trocador de calor de condensador/placa precisa de fluxo de água suficiente para remover o calor do refrigerante.

Se permanecer uma grande quantidade de ar no sistema, a bomba de circulação pode parecer estar a funcionar, mas a circulação real de água pode ser significativamente reduzida.

A sequência é:

Ar preso no circuito de água
↓
Fluxo de água eficaz insuficiente
↓
Má remoção de calor do condensador
↓
A temperatura de condensação aumenta rapidamente
↓
Aumentos de descarga/pressão lateral superior
↓
Proteção contra altas pressões

Por isso, não basta verificar se a bomba de circulação está ligada.

Funcionamento da bomba ≠ Fluxo de água correto.

O que deve ser verificado?

Antes da colocação em serviço:

• Preencha o sistema corretamente
• Ar preso no ventilador
• Verificar as saídas de ar automáticas/manuais
• Confirmar o funcionamento da bomba de circulação
• As válvulas de retenção estão totalmente abertas
• Filtros limpos
• Confirmar o fluxo adequado através do trocador de calor

Após o enchimento de um novo sistema hidráulico, a remoção do ar deve ser considerada um procedimento essencial de colocação em serviço.

P3. Pode-se usar a pressão da água das fontes para encher um sistema de bomba de calor ar-água de circuito fechado?

Sim, a água da rede pode normalmente ser utilizada para encher e pressurizar um sistema de aquecimento hidrónico fechado,desde que o arranjo de enchimento e a pressão final do sistema estejam em conformidade com os requisitos do projeto do sistema e do fabricante.

Contudo, um ponto do material de campo original necessita de um esclarecimento importante.

Uma pressão de2 MPaseria igual a aproximadamente20 bar, que seria muito elevado para muitos sistemas de aquecimento hidrónico residenciais convencionais.

Para muitos sistemas de aquecimento fechados, a pressão de enchimento a frio é tipicamente muito inferior e deve ser determinada de acordo com:

• Altura do edifício
• Cabeça estática
• Precarga do recipiente de expansão
• Classificação da válvula de segurança
• Requisitos do fabricante da bomba de calor

Por conseguinte, os técnicos devemNunca preencha cegamente um circuito de aquecimento de uma bomba de calor a 2 MPa.

O princípio correto é:

Preencher o sistema fechado com a pressão especificada no projeto da bomba de calor e do sistema hidrónico, depois ventilar completamente o circuito e verificar a pressão estável.

Verifique também:

• Navio de expansão
• Medidor de pressão
• Válvula de alívio de segurança
• Ventilação automática
• Válvula de enchimento
• Fugas do sistema

Para edifícios de vários andares, a cabeça estática deve também ser considerada para determinar a pressão de enchimento correta.

P4. Por que há gelo entre o distribuidor de refrigerante e o evaporador?

Durante a operação de aquecimento, os técnicos podem notar a formação de gelo:

• Perto do distribuidor de refrigerante
• Em sucursais de distribuidores
• Próximo da entrada do evaporador
• Em vários circuitos de refrigerante

Isso significa automaticamente escassez de refrigerante?

- Não, não.

Uma quantidade pequena e relativamente uniforme de geada pode ocorrer em condições normais de aquecimento a baixa temperatura.

A questão importante é apadrão de geada.

Quando pode ser normal?

Se a glareira for:

• Luz
• Relativamente uniforme
• Consistente com condições ambientais frias e úmidas
• Removido normalmente durante o descongelamento
• Não associado a pressões de funcionamento anormais

Pode simplesmente fazer parte da operação normal da bomba de calor.

Quando você deve investigar?

Se o gelo se tornar:

• Severo
• Muito desigual
• Concentrada num único ramo
• Persistente após o descongelamento
• Associado a baixa pressão de sucção
• Associado a uma capacidade de aquecimento reduzida

então é necessária mais investigação.

As possíveis causas incluem:

Distribuição desigual do refrigerante

O distribuidor de refrigerante pode não estar a alimentar de forma uniforme cada circuito do evaporador.

Falta de refrigerante

Uma baixa carga de refrigerante pode reduzir a pressão de evaporação e causar uma distribuição anormal da temperatura da bobina.

Fugas de refrigerante

Se a carga diminuiu gradualmente, pode haver uma fuga.

Restrição do circuito do refrigerante

Um tubo capilar, uma válvula de expansão electrónica, um ramo do distribuidor ou outra passagem do refrigerante podem ser parcialmente bloqueados.

Não diagnostique a falta de refrigerante apenas com a geada.

A pressão, a temperatura, o superaquecimento/subresfriamento, se for caso disso, as condições ambientais e o padrão completo de congelamento do evaporador devem ser avaliados em conjunto.

P5. Uma bomba de calor de fonte de ar precisa de anticongelante no inverno?

Esta é uma das questões mais importantes para as instalações de bombas de calor em climas frios.

A resposta é:

Depende da concepção do sistema e da temperatura mínima local.

Para uma bomba de calor ar-água monobloco, parte do circuito hidrónico está localizada ao ar livre.

Se a unidade parar devido a:

• Falha de alimentação
• Falha da bomba
• Falha de controlo
• Desligamento prolongado
• Tempo extremo

A água no interior do trocador de calor externo e da tubulação pode congelar.

A água congelada expande-se e pode danificar:

• Trocador de calor de chapa
• Tubos de água
• Valvas
• Bombeiros
• Acessórios

Por conseguinte, a protecção contra congelamento deve ser considerada durante a conceção do sistema.

Quanto anticongelante deve ser adicionado?

Não existe uma percentagem universal que funcione para todos os projectos.

A concentração do anticongelante deve ser selecionada de acordo com:

Temperatura mínima de projecto local + protecção contra congelamento exigida + gráfico de concentração do fabricante do anticongelante

Por exemplo, a concentração exigida para um projecto concebido para condições de -10°C pode ser muito diferente de um projecto que se espera experimentar -25°C ou -30°C.

Referir-se-á sempre aos dados de concentração/ponto de congelamento do fornecedor de anticongelante.

Importante: O anticongelante também afeta o desempenho da bomba de calor

O aumento da concentração de glicol pode alterar:

• Viscosidade do fluido
• Resistência de bombeamento
• Fluxo de água
• Desempenho de transferência de calor
• Consumo de energia da bomba

Por conseguinte:

Mais anticongelante não é automaticamente melhor.

O objectivo é proporcionar uma protecção contra congelamento suficiente, mantendo simultaneamente um desempenho hidrónico aceitável.

Q6. A bomba de calor tinha um alarme de alta pressão. Após descalcificar o trocador de calor, ele funciona normalmente.

Normalmente,- Não.- não se a causa raiz tiver sido confirmada como um problema de transferência de calor junto da água e as funções de protecção/controlo forem testadas corretamente posteriormente.

Suponha que a situação inicial fosse:

Escalagem do trocador de calor
↓
Má transferência de calor / fluxo eficaz reduzido
↓
Aumento da temperatura de condensação
↓
Aumento da pressão elevada
↓
Proteção contra altas pressões

Após descascar adequadamente, se:

• O fluxo de água volta ao normal.
• Transferência de calor volta ao normal
• A pressão do refrigerante é normal.
• Nenhum alarme de alta pressão
• Função do controlador normal.

Não existem razões técnicas para substituir um PCB em funcionamento simplesmente porque um alarme de alta pressão ocorreu anteriormente.

O alarme foi umsíntoma.

A escalação foi oCausa raiz.

Esta distinção é fundamental na solução de problemas pós-venda profissional.

Nota sobre o descalcificação de produtos químicos

O material de origem adverte especificamente contra o uso casual de ácidos fortes, como o ácido clorídrico ou o ácido sulfúrico.

É um bom conselho.

Os ácidos fortes ou incompatíveis podem:

• Materiais para trocadores de calor corrosivos
• Ligações soldadas danificadas
• Tubulação de ataque
• Criação de vazamento
• Reduzir a vida útil do trocador de calor

Utilize um produto de descongelação compatível com o material específico do trocador de calor e siga os requisitos:

• Concentração
• Tempo de circulação
• Temperatura
• Procedimento de neutralização
• Procedimento de descarga

Após a limpeza química, lave bem o circuito com água limpa.

Q7. O que acontece se a bomba de circulação não for ventilada corretamente?

Uma bomba de circulação hidrónica pode funcionar eletricamente sem fornecer fluxo de água suficiente.

O ar preso na bomba ou na tubulação pode causar:

• Circulação reduzida
• Fluxo de água instável
• Cavitação/ruído da bomba
• Má transferência de calor do condensador
• Pressão de condensação mais elevada
• Eficiência de aquecimento reduzida

Um aspecto perigoso é que a bomba de calor podenão desencadear imediatamente um alarme de alta pressão.

A pressão de funcionamento real pode simplesmente permanecer superior ao normal durante um período prolongado.

A sequência pode ser:

Ar no sistema
↓
Fluxo de água reduzido
↓
Temperatura de condensação mais elevada
↓
Pressão de funcionamento mais elevada
↓
Risco de tensão/escalagem do trocador de calor a longo prazo

Por conseguinte, a ausência de um alarme de alta pressão não prova que o fluxo de água é correto.

Após o enchimento ou a manutenção do sistema, verifique:

• Ventilação da bomba
• Fontes de ventilação do sistema
• Fluxo de água
• Ruído da bomba
• Diferença de temperatura da água de entrada/saída
• Pressão do sistema
• Limpeza do filtro

No caso de unidades equipadas com um sensor de caudal ou um interruptor de caudal, verificar se a leitura é consistente com o funcionamento real do sistema.

Solução de problemas de bombas de calor de inverno: o princípio mais importante

Muitos problemas de inverno das bombas de calor estão interligados.

Por exemplo:

Ar no circuito de água

pode levar a:

Baixo caudal de água

que conduz a:

Má transferência de calor

que causa:

Alta temperatura de condensação

que produz:

Alta pressão do refrigerante

e, eventualmente:

Proteção contra altas pressões

Isto significa que os técnicos devem evitar diagnosticar uma bomba de calor apenas a partir do código de falha final.

Uma melhor filosofia de solução de problemas é:

Alarme → Dados operacionais → Condição do sistema → Causa raiz

em vez de:

Alarme → Substitua o componente

Isto é particularmente importante nos sistemas de bomba de calor hidráulica, porque a própria bomba de calor é apenas uma parte da instalação completa.

Tabela rápida de resolução de problemas de inverno

FAQ: Perguntas adicionais para os proprietários e instaladores de bombas de calor

O ar preso pode causar um alarme de alta pressão da bomba de calor?

O ar preso no circuito hidrónico pode reduzir o fluxo efetivo de água através do condensador.Uma má remoção de calor aumenta a temperatura e a pressão de condensação e pode eventualmente desencadear uma proteção de alta pressão.

Pode uma bomba de circulação funcionar sem realmente circular água suficiente?

Sim, uma bomba pode ser alimentada e giratória enquanto fechaduras de ar, válvulas fechadas, filtros bloqueados ou outras restrições hidráulicas reduzem significativamente o fluxo real.

A geada na tubulação do refrigerante significa que a bomba de calor tem pouco refrigerante?

Não necessariamente. Pode ocorrer uma ligeira geada em condições normais de funcionamento durante o Inverno.desempenho do fluxo de ar e do evaporador.

Pode um trocador de calor em escala causar proteção contra alta pressão?

Sim, a escala reduz a transferência de calor e pode restringir o desempenho do lado da água, o que pode aumentar a temperatura de condensação e a pressão do refrigerante do lado alto.

Devo adicionar mais glicol para melhor proteção contra congelamento?

Uma maior concentração de glicol melhora a proteção contra congelamento, mas também aumenta a viscosidade e pode reduzir a transferência de calor e o desempenho hidráulico.Selecionar a concentração de acordo com o ponto de congelamento exigido e as recomendações do fabricante.

Todas as bombas de calor de monobloco precisam de glicol?

A estratégia de protecção contra congelamento depende do clima, da configuração da instalação, da potência de reserva, dos controles, do desenho das tubulações e dos requisitos do fabricante.Os sistemas expostos a condições de congelamento devem dispor de uma estratégia eficaz de protecção contra o congelamento..

Uma maneira melhor de diagnosticar problemas com bombas de calor no inverno

Recomendamos aos instaladores e técnicos de manutenção que verifiquem o sistema nesta ordem:

1Confirme o código de falha.
↓
2Verifique a pressão e temperatura de funcionamento reais
↓
3Verificar o fluxo de água e o funcionamento da bomba.
↓
4Remova o ar preso.
↓
5Verificar a condição dos filtros, válvulas e trocador de calor
↓
6Verifique o fluxo de ar exterior e a glareira.
↓
7Verifique a operação do lado do refrigerante.
↓
8Verifique os sensores e os comandos elétricos.

Isto evita um dos erros mais comuns na manutenção de bombas de calor:

Substituição de peças antes de identificar a causa raiz.

Conclusão

O Inverno é o verdadeiro teste de um sistema de bomba de calor a ar.

Alguns dos problemas mais comuns não são causados pelo próprio compressor ou circuito do refrigerante.

Podem ser originários de:

• Fluxo de água insuficiente
• Ar preso no sistema hidrónico
• Pressão incorrecta do sistema
• Escalagem do trocador de calor
• Má distribuição do refrigerante
• Proteção contra congelamento incorreta
• Problemas do sensor ou controlador

Por esta razão, a solução de problemas bem sucedida de bombas de calor exige que os técnicos olhem para osistema completo em vez de apenas a unidade de bomba de calor.

Um código de falha nos dizo que a bomba de calor detectou.

Não nos diz necessariamenteO que causou o problema?.

Essa diferença está no centro da solução de problemas de bombas de calor profissionais.

Série de Guia de Resolução de Problemas de Inverno de Bomba de Calor

Esta sessão de perguntas e respostas faz parte da nossa série técnica prática de bombas de calor de inverno:

Parte 1 Alarme de alta pressão: causas e solução de problemas

Parte 2 Alarme de baixa pressão: causas e solução de problemas

Parte 3 - Tanque de água não enchendo: causas e solução de problemas

Parte 4 - O superfluxo do tanque de água: causas e solução de problemas

Parte 5 Problemas com a congelação e o descongelamento do evaporador

Parte 6 Falsas de solução de problemas de bomba de calor de inverno FAQ

Para mais conhecimentos técnicos sobre bombas de calor de origem de ar, soluções OEM e guias de solução de problemas:

www.ecoheat-pump.com