Pemanasan Rumah: Memahami Sistem Ketel Air Panas

Sistem boiler untuk pemanas seluruh rumah lebih umum di rumah tua daripada di rumah modern — sebagian besar karena pusat sistem pemanas yang mencakup pendinginan dan ventilasi sebagian besar telah menggantikannya. Namun, sistem pemanas boiler, juga dikenal sebagai sistem pemanas hidronik, menawarkan keunggulan dibandingkan sistem udara paksa yang layak dipertimbangkan bahkan jika Anda sedang membangun rumah baru. Dan jika Anda pindah ke rumah tua yang sudah memiliki radiator atau pemanas alas tiang, Anda harus meluangkan waktu sejenak untuk menghargai manfaat panas hidronik. Anda juga harus mempelajari bagaimana sistem pemanas hidronik Anda bekerja sehingga Anda bisa mendapatkan hasil maksimal darinya dan mengetahui apa yang harus dilakukan jika ada yang tidak berfungsi.

Cara Kerja Sistem Boiler

Banyak sistem pemanas boiler yang lebih tua adalah sistem gravitasi dan bergantung pada fakta bahwa uap secara alami naik ke titik tertinggi dalam sistem. Sistem kontemporer, di sisi lain,

Inti dari sistem adalah ketel, sebuah nama dari hari-hari ketika kebanyakan boiler benar-benar merebus air. Seperti tangki uap dahulu kala, banyak boiler modern terbuat dari besi tuang (walaupun banyak yang tidak), tetapi meskipun mereka mengedarkan air dan bukan udara, mereka beroperasi hampir persis seperti tungku. Bahan bakar — yang dapat berupa gas alam, propana, minyak atau listrik — menghasilkan panas, yang ditransfer ke air oleh a penukar panas, dan pompa mensirkulasikan air panas ke seluruh sistem. Air mentransfer panas ke elemen di masing-masing pemanas individu yang ditempatkan di seluruh rumah dan kembali ke boiler untuk dipanaskan kembali. Itu saja — sistem boiler adalah inti dari kesederhanaan.

Karena air memuai ketika dipanaskan, sistem boiler membutuhkan tangki ekspansi, biasanya terletak di dekat boiler, untuk bertindak sebagai reservoir dan untuk mencegah tekanan berlebih pada sistem. Jika boiler membakar bahan bakar, ia juga membutuhkan cerobong asap untuk membuang gas pembakaran. Untuk meningkatkan efisiensi energi, sistem boiler dapat dilengkapi dengan: katup zona untuk memungkinkan sistem secara selektif memanaskan bagian tertentu dari rumah dan bukan yang lain. Setiap katup biasanya memiliki termostat sendiri, dan dengan menyesuaikannya, pemilik rumah dapat memanaskan kamar tidur sambil meninggalkan bagian rumah lainnya pada suhu yang lebih dingin.

Seberapa Efisien Sistem Boiler?

Efisiensi boiler, seperti halnya tungku, diukur dengan efisiensi pemanfaatan bahan bakar tahunan (AFUE) sistem peringkat, dan Komisi Perdagangan Federal mengharuskan setiap boiler memiliki label yang menampilkan AFUE peringkat. Nilai minimum yang diizinkan tergantung pada jenis bahan bakar dan apakah sistem pemanas menggunakan uap atau air panas.

Ketel air panas berbahan bakar gas harus memiliki rating AFUE minimal 82 persen, sedangkan untuk ketel uap berbahan bakar gas minimal 80 persen. Untuk boiler berbahan bakar minyak, peringkat ini adalah 84 persen untuk air panas dan 82 persen untuk uap. Untuk mendapatkan label ENERGY STAR, boiler minyak harus memiliki peringkat AFUE minimal 87 persen, sedangkan minimum untuk boiler gas adalah 90 persen. Boiler kondensasi diharuskan memiliki peringkat AFUE minimal 88 persen, dan beberapa memiliki peringkat jauh lebih tinggi dari minimum.

Kondensasi boiler, seperti tungku kondensasi, telah menyegel ruang bakar dan memadatkan gas pembakaran untuk mengeluarkan jumlah panas maksimum. Boiler efisiensi tinggi ini memiliki ventilasi pembuangan PVC yang tidak dapat terkorosi oleh knalpot asam yang dingin gas, sedangkan boiler pembakaran konvensional memiliki cerobong asap baja galvanis untuk membuang gas, yang masih panas. Ketel listrik tidak membakar bahan bakar, sehingga tidak memiliki ventilasi pembuangan. Di atas kertas, mereka adalah yang paling efisien, meskipun biaya operasionalnya lebih mahal, karena biaya listrik yang lebih tinggi. Juga, efisiensi ini tidak memperhitungkan jumlah energi yang signifikan yang dibutuhkan untuk menghasilkan listrik di pembangkit listrik konvensional.

Elemen Pemanas untuk Sistem Boiler

Panas hidronik adalah panas radiasi dan naik secara konveksi alami dari elemen pemanas, yang biasanya ditempatkan di atau dekat lantai. Jenis panas ini menghangatkan objek di jalurnya daripada hanya udara, memungkinkan pemanasan yang lebih merata dan nyaman di seluruh ruangan. Tiga jenis elemen pemanas yang dapat Anda gunakan dalam sistem pemanas hidronik adalah radiator, pemanas alas tiang, dan pipa pemanas di lantai.

Itu radiator dalam sistem hidronik modern berbentuk seperti besi tuang yang ditemukan di rumah-rumah tua dengan sistem ketel, tetapi terbuat dari logam ringan dan lebih kecil, meskipun memancarkan panas yang sama. Mereka dapat melakukan ini karena perpipaan internal lebih kompleks dan dirancang lebih baik, memungkinkan panas dari air atau uap menyentuh lebih banyak logam. Elemen pemanas ditemukan di sebagian besar pemanas alas tiang terdiri dari beberapa sirip logam yang menempel pada pipa air utama. Setiap sirip memancarkan panas, dan jumlahnya sangat banyak meningkatkan jumlah panas yang dihasilkan elemen.

Meskipun semua elemen pemanas hidronik memancarkan panas, ketika teknisi HVAC berbicara tentang pancaran panas, mereka biasanya mengacu pada elemen pemanas di lantai. Ini adalah pipa penghantar panas, biasanya tembaga tetapi kadang-kadang PEX, yang biasanya dipasang saat rumah sedang dibangun sehingga dapat dikubur di bawah lantai. Dimungkinkan untuk memasang kembali lantai kayu yang ada dengan pipa panas berseri-seri dengan melepas penutup lantai dan memasang pipa di antara balok. Bahkan dimungkinkan untuk memasangnya dari bawah lantai dengan menggantungnya di bagian bawah balok lantai, yang membuat pelepasan penutup lantai tidak diperlukan.

Cara Meningkatkan Efisiensi Sistem Boiler

Seperti yang Anda bisa dengan sistem pemanas apa pun, Anda dapat meningkatkan efisiensi dengan menutup celah di dinding, langit-langit dan lantai, menambahkan lebih banyak insulasi ke rumah Anda dan memasang hemat energi pintu dan jendela. Anda mungkin mempertimbangkan untuk menyewa kontraktor untuk melakukan audit energi guna mengidentifikasi celah kecil yang perlu diperhatikan. Kontraktor akan menggunakan blower untuk menciptakan sedikit tekanan negatif di dalam rumah, yang memudahkan untuk menemukan celah karena udara akan bertiup melaluinya.

Metode lain untuk meningkatkan efisiensi sistem boiler adalah dengan memasang pengontrol reset luar ruangan di samping rumah. Ini disertakan dengan sebagian besar sistem boiler baru, tetapi jika Anda pindah ke rumah dengan sistem yang ada, reset luar ruangan mungkin tidak pernah dipasang. Perangkat ini memantau suhu luar ruangan dan menurunkan suhu air saat hangat di luar dan lebih sedikit panas dalam ruangan yang dibutuhkan. Biayanya sekitar $400 untuk memasangnya, dan dengan cepat terbayar dengan penghematan energi.

Anda juga dapat menghemat energi dengan melebarkan pita mati termostat atau memasang a termostat mundur, yang memiliki kemampuan deadband. Itu pita mati adalah kisaran suhu di kedua sisi suhu target ruangan di mana boiler tetap mati. Misalnya, jika suhu target 70 derajat dan deadband ± 2 derajat, termostat akan membiarkan suhu turun menjadi 68 derajat sebelum menyalakan boiler. Jika Anda memperlebar deadband hingga ± 5 derajat, sistem akan memungkinkan suhu turun hingga 65 derajat, yang agak lebih dingin namun tetap nyaman bagi kebanyakan orang. Jika termostat Anda saat ini tidak dapat disetel dengan cara ini, pertimbangkan untuk menggantinya dengan yang ada.

Manfaat Sistem Pemanas Hidronik

Selain memberikan panas yang lebih nyaman dan merata, sistem boiler menawarkan sejumlah manfaat lain, yang tidak kalah pentingnya adalah boiler dapat berfungsi ganda sebagai pemanas air dan dapat membantu memanaskan air (seringkali bersamaan dengan pemanas air) untuk digunakan di kamar mandi dan dapur serta untuk pemanas sistem. Apakah Anda mendesain sistem Anda untuk melakukan itu atau tidak, Anda tidak perlu mengeluarkan biaya untuk menginstal pekerjaan saluran, yang sulit dan bahkan lebih mahal untuk dilakukan jika rumah Anda tidak memiliki ruang untuk saluran. Hal lain yang disukai termasuk:

• ​Tidak ada peniup:Sistem hidronik tidak membutuhkan peniup, sehingga tidak ada suara bising dan kemungkinan kecil untuk menyebarkan alergen dan polutan lainnya ke dalam rumah karena Anda lupa mengganti filter. Sebuah blower biasa mengkonsumsi sekitar 400 watt listrik per jam dan biaya dari $1,00 sampai $1,50 per hari untuk beroperasi, sementara pompa sirkulasi hidronik menarik dari 100 hingga 200 watt dan biaya setengahnya banyak.

• ​Sedikit efek pada kelembaban: Tidak seperti sistem pemanas udara paksa, sistem hidronik tidak menciptakan aliran udara cepat yang menyedot kelembapan keluar ruangan. Faktanya, sistem pemanas hidronik memiliki efek yang dapat diabaikan pada kelembaban ruangan dan kualitas udara secara umum.

• ​Tidak ada masalah tekanan udara: Karena sistem hidronik memancarkan panas alih-alih pemanasan dan sirkulasi udara, tidak pernah ada kantong udara yang terlalu dingin atau terlalu hangat, dan pintu tidak akan pernah sulit dibuka karena tekanan udara perbedaan.

• ​Lebih murah untuk dioperasikan:Rata-rata, biaya pengoperasian sistem pemanas hidronik sekitar 20 persen lebih rendah daripada tungku udara paksa.

Beberapa Hal yang Mungkin Tidak Anda Suka

Meskipun pemanas hidronik memiliki banyak manfaat, ia memiliki kelemahan signifikan yang menjadikannya pilihan yang buruk untuk situasi tertentu. Salah satu kelemahan utama adalah juga salah satu kelebihannya: Tidak ada saluran, jadi jika rumah membutuhkan sistem pendingin udara atau sistem ventilasi, ini harus dipasang secara independen dari pemanas sistem. Banyak rumah kontemporer dibangun sedemikian ketatnya sehingga penukar udara adalah suatu keharusan untuk memindahkan udara pengap keluar rumah dan menggantinya dengan udara segar, dan jika Anda akan memasang saluran untuk itu, Anda mungkin juga memasang tungku. Selain itu, sistem pemanas hidronik menghadirkan masalah lain:

• ​Pipa air di dinding: Setiap kali Anda memasang pipa ledeng di dinding, ada kemungkinan kebocoran, dan bahkan kebocoran kecil dapat menyebabkan kerusakan parah pada framing, drywall, dan isolasi. cetakan untuk tumbuh. Apalagi jika rumah mengalami pemadaman listrik di musim dingin, pipa bisa membeku dan pecah.
  
• ​Waktu pemanasan yang lama: Diperlukan beberapa menit agar elemen pemanas hidronik cukup hangat untuk memancarkan panas dan beberapa menit lagi agar panas menyebar ke seluruh ruangan. Di sisi lain, elemen tetap hangat selama beberapa menit setelah ketel dimatikan, yang bisa menjadi hal yang baik atau buruk.
  
• ​Elemen pemanas mengambil ruang:Anda harus mendesain dekorasi ruangan Anda di sekitar elemen pemanas karena Anda tidak dapat meletakkan furnitur di depan salah satunya atau membiarkannya tertutupi oleh tirai.
  
• ​Kunci udara: Jika udara masuk ke dalam pipa air, dapat membentuk gelembung-gelembung yang mencegah air bersirkulasi. Jika elemen pemanas tidak memiliki katup pembuangan, satu-satunya cara untuk membersihkan udara adalah dengan mengalirkan ketel.