Cosa rende un forno "ad alta efficienza"?

Innovazione nella progettazione del forno e unità caldaia negli ultimi decenni ha portato a sistemi di riscaldamento che estraggono molta più energia dal processo di combustione sotto forma di calore e invia meno su per il camino come scarico. Laddove i forni vecchi e di grandi dimensioni funzionano con un'efficienza inferiore al 70% e quelli relativamente moderni possono raggiungere l'80-83 percento di efficienza, i sistemi di riscaldamento ad alta efficienza possono offrire efficienze del 98 percento o di più.

La capacità di un forno o di una caldaia di catturare tutta l'energia che consuma è misurata dalla sua efficienza di utilizzo annuale del combustibile (AFUE). La Federal Trade Commission richiede che i nuovi forni e caldaie mostrino il loro rating AFUE in modo che i consumatori possano fare un confronto tra i modelli. Una maggiore efficienza significa che non solo utilizzerai meno carburante per la stessa quantità di calore, ma il tuo forno emetterà anche meno anidride carbonica nell'atmosfera, fino a 1,5 tonnellate in meno all'anno.

Per capire come funziona un forno o una caldaia ad alta efficienza, è utile esaminare prima come funziona una tipica unità a media efficienza:

Quando il tuo termostato rileva che la temperatura ambiente della tua casa è scesa al di sotto del suo set point, invia un segnale al forno. Tale segnale provoca l'apertura della valvola del gas e l'accensione dei bruciatori nella camera di combustione. Le unità più vecchie hanno una spia luminosa costantemente accesa (chiamata anche a pilota in piedi) che accende il gas che viene inviato ai bruciatori. I forni e le caldaie più recenti utilizzano un'accensione elettronica che viene attivata nello stesso momento in cui la valvola del gas si apre per fornire gas ai bruciatori.

Una volta inseriti i bruciatori, il Camera di combustione comincia a scaldarsi. Fatta eccezione per la canna fumaria che sfoga lo scarico dal bruciatore, la camera di combustione è una scatola sigillata progettata per confinare l'effettiva combustione del combustibile. Separato dalla camera di combustione, ma progettato per essere a contatto con quanto più calore possibile nella camera, è il scambiatore di calore. L'aria (o nel caso di una caldaia, l'acqua) nello scambiatore di calore serpeggia attraverso l'atmosfera riscaldata della camera di combustione, assorbendo quanto più calore possibile.

In un forno a gravità a basso rendimento, non appena l'aria nella camera di combustione è più calda dell'aria ambiente, inizia a salire ed uscire dalla canna fumaria. Allo stesso modo, non appena l'aria nello scambiatore di calore di un forno a gravità è più calda dell'aria circostante, inizia a farsi strada attraverso i condotti.

Nei forni a media efficienza, una ventola entra in funzione quando l'aria nella camera di combustione raggiunge la temperatura ottimale e l'aria nello scambiatore di calore si riscalda. Il ventilatore non solo spinge l'aria calda nella canalizzazione da distribuire in tutta la casa, ma aspira anche aria fresca dall'ambiente circostante o da una presa d'aria fresca dedicata.

Negli impianti a caldaia, una pompa fa circolare l'acqua riscaldata ai vari radiatori della casa. Mentre l'aria o l'acqua all'interno dello scambiatore di calore viene riscaldata dall'atmosfera circostante del camera di combustione, l'aria riscaldata dalla fiamma all'interno della camera sale ed esce continuamente dalla canna fumaria. Quel pennacchio che fuoriesce dal tuo camino rappresenta il calore non catturato, un segno di inefficienza.

I forni e le caldaie ad alta efficienza sono progettati per catturare e trattenere una parte maggiore dell'energia prodotta dai bruciatori. Nel senso più semplice, lo fanno impiegando a scambiatore di calore secondario che segue quello primario e strizza la maggior parte del calore residuo dai gas di scarico.

In particolare, lo scambiatore di calore secondario è progettato per ricondensare il vapore contenuto nei gas di scarico in acqua liquida, che recupera la maggior parte dell'energia termica residua. Lo scarico che rimane dopo la condensazione del vapore è abbastanza freddo da poter essere espulso attraverso uno sfiato in plastica CPVC o ABS, spesso orizzontalmente attraverso una parete vicina. In effetti, lo scarico di un forno o di una caldaia ad alta efficienza è così freddo, relativamente, che non aspirerà naturalmente attraverso un sistema di sfiato costruito per uno scarico più caldo. Le unità ad alta efficienza compensano ciò con un ventilatore secondario tirante alla base della canna fumaria. L'acqua prodotta dal processo di condensazione è moderatamente acida, quindi lo scambiatore di calore secondario deve essere costruito con un materiale non corrosivo, come acciaio inossidabile o talvolta alluminio; che l'acqua viene espulsa attraverso un tubo di plastica verso uno scarico a pavimento, spesso dopo essere stata fatta scorrere attraverso una camera di neutralizzazione alcalina.

Un modo molto semplice per identificare un forno ad alta efficienza è individuare il tubo di sfiato in CPVC o ABS che attraversa il muro laterale della casa, o il tubo di plastica della condensa che scorre sul pavimento drenare. Se un forno non ha nessuna di queste caratteristiche, non è un'unità ad alta efficienza.

Forni e caldaie ad alta efficienza sono disponibili in vari livelli di sofisticazione, alcuni dotato di controlli intelligenti e sensibili che consentono più livelli di funzionamento, a seconda del condizioni. A differenza dei tradizionali impianti di riscaldamento monostadio tutto o niente, molti forni moderni ad alta efficienza sono in grado di modulare la propria potenza con soffianti multilivello che sono più silenziosi e meno dispendiosi quando il clima è moderatamente freddo e più potente quando fa freddo colpi. Alcuni possono anche regolare la miscela di aria e gas inviata ai bruciatori per affinare ulteriormente il funzionamento.

Senza dubbio, i forni e le caldaie ad alta efficienza ridurranno i costi del carburante, rendendoli più economici da utilizzare ed emetteranno meno anidride carbonica, rendendoli migliori per l'ambiente. Ma se questa maggiore efficienza si ripagherà da sola dipende da una serie di fattori. Anche dopo aver preso in considerazione l'eventuale differenza di costo tra un'unità convenzionale a media efficienza e un uno ad alta efficienza, devi anche essere preparato per l'eventuale spesa di adattamento al dispositivo di raffreddamento ad alta efficienza scarico. Potrebbe essere necessario ribasare o modificare il camino per adattarsi alle nuove condizioni di ventilazione. Lo sfiato orizzontale attraverso un muro esterno potrebbe non essere complicato, o potrebbe non esserlo.

Anche il tuo clima è una considerazione. Se vivi in ​​una regione con inverni lunghi e rigidi, i risparmi che realizzerai da un forno o una caldaia ad alta efficienza saranno sostanzialmente maggiori rispetto a se vivi in ​​un clima più mite. Consultare uno specialista di installazione di forni o caldaie di cui ti fidi per determinare cosa è coinvolto in un aggiornamento ad alta efficienza. Ogni casa sarà diversa. Dovrai bilanciare tali informazioni con l'aspettativa di un minor costo del carburante, meno danni ambientali e le tue priorità.