El siguiente artículo sobre «Los peligros de congelar el agua & Calderas», escrito por Matt Livingston de HVAC Investigators, apareció originalmente en la Columna de Cuaderno Técnico de la Revista Claims y también se publicó en Property Casualty 360.
Figura 1 y una vista interior de un corte bajo de agua atascado en una caldera
A medida que entramos en el corazón del invierno y dirigimos nuestra atención hacia condiciones climáticas frías donde el agua helada puede causar estragos en propiedades comerciales y residenciales, la amenaza de fallas catastróficas las calderas son grandes (como se ve en la Figura 1).
Aunque existen y continúan mejorando los sistemas de seguridad contra fallas significativas de calderas, siguen estando lejos de ser perfectos.
Un mecanismo de seguridad particularmente susceptible es el corte bajo de agua de una caldera (LWCO). Un LWCO está diseñado para alertar a la caldera de que no contiene suficiente agua para «encenderse» e impide que los quemadores de la caldera se enciendan hasta que se haya restablecido un nivel de agua seguro.
Instalación de cortes de agua bajos
Debido a que este tipo de fallas pueden provocar lesiones o la muerte, la mayoría de los códigos estatales y municipales requieren la instalación de cortes de agua bajos para aplicaciones de calderas residenciales y comerciales.
Los LWCO se encuentran en uno de dos diseños: Sonda electrónica (una introducción tecnológica más reciente) y flotador mecánico (una versión tradicional de tecnología más baja, vista en la Figura 2). Para este artículo, centraremos nuestra atención en este último.
¿Qué es un mecánico de flota LWCO?
Los cortes de agua bajos con flotador mecánico son el dispositivo de seguridad a nivel de agua más utilizado en aplicaciones de calderas de calefacción residenciales y comerciales. Estos LWCO tienen un diseño y una función simples, muy similares a los brazos de llenado que se encuentran en los tanques de baño residenciales. A medida que el nivel de agua desciende en el depósito de la caldera, el brazo flotante «flota» hacia abajo hasta que llega a un punto en el que la caldera no es segura para funcionar, y el interruptor apaga el sistema de calefacción, como se ilustra en la Figura 3.
Problemas comunes con las válvulas LWCO
A pesar de su diseño simplista, los LWCO de flotación mecánica son propensos a varios problemas, que pueden tener un impacto catastrófico si no se abordan. Estos problemas incluyen:
- Válvulas atascadas: Las válvulas LWCO de flotación mecánica están en contacto constante con el agua de suministro y están expuestas a minerales, suciedad, óxido y otros sólidos disueltos totales (TDSs). Esta exposición prolongada al TDSs puede interferir con la función diseñada del flotador, evitando que se mueva libremente hacia arriba y hacia abajo en línea con el nivel real del agua.
- LWCOs obstruidos: A veces, los TDSs y otras impurezas pueden impedir el libre flujo de agua a través del LWCO, y pueden «engañar» al LWCO para que informe que hay un suministro adecuado de agua en la caldera, cuando de hecho se ha violado el nivel mínimo de agua segura.
Consecuencias de la falla de LWCO
Si se impide que el flotador se mueva libremente y envíe la señal adecuada a los controles de la caldera (y al quemador) para apagar la caldera cuando se ha violado el nivel mínimo de suministro de agua segura, la caldera puede continuar funcionando sin agua (o se puede permitir que arranque sin agua presente).
Si una caldera funciona sin el suministro de agua necesario, el calor generado en la cámara de combustión de la caldera no se transfiere al suministro de agua y hace que el quemador, el intercambiador de calor y/o los tubos de la caldera se sobrecalienten. Con la exposición prolongada o repetida a esta condición, las paredes del quemador, caldera o intercambiador de calor pueden debilitarse y, en última instancia, agrietarse, como se ve en la Figura 4.
Las condiciones de congelación, cuando se combinan con una falla de LWCO, pueden provocar una falla catastrófica del sistema. En caso de que las tuberías de agua de alimentación de la caldera se congelen (algo común durante los fríos meses de invierno), el sistema carecerá de agua. Si el LWCO funciona mal simultáneamente, la caldera arrancará y funcionará sin un suministro adecuado de agua.
El costo de la falla de LWCO
Cuando el intercambiador de calor o los tubos de la caldera se rompen o fallan, el costo asociado con la mano de obra y las piezas necesarias para reparar la caldera (siempre que las piezas sigan disponibles, ya que las calderas pueden permanecer en servicio durante docenas de años) a menudo supera el costo del reemplazo. La falla de un componente relativamente barato (generalmente entre 2 200 y installation 600, más la instalación) puede conducir en última instancia a un asentamiento residencial de más de 1 10,000.
Prevención de fallas de flotador mecánico
Las válvulas LWCO de flotador mecánico deben «enjuagarse» regularmente para eliminar los TDSs que pueden evitar que el flotador se mueva libremente a medida que cambia el nivel de agua dentro de la caldera. La mayoría de los fabricantes recomiendan lavar la caldera al menos una vez por temporada (algunos expertos técnicos de campo dicen que tan a menudo como semanalmente) abriendo la «válvula de soplado», que se encuentra debajo de la línea de LWCO y permite que se escapen los depósitos dañinos. El agua de alimentación de la caldera debe tratarse químicamente para evitar el descascarillado y mantener los niveles de pH adecuados para una eficiencia y un rendimiento óptimos de la caldera.
La prevalencia de calderas en aplicaciones de calefacción residenciales y comerciales hace que la amenaza de falla de LWCO sea real.
¿Desea más información sobre calderas y cortes de agua bajos? Consulte nuestro esquema de calderas, resumen de corte de agua baja y documento técnico de corte de agua baja.