Sfiato del forno ad alta efficienza: cosa devi sapere

Un forno ad alta efficienza è un'innovazione relativamente nuova nella tecnologia HVAC residenziale. Quando i forni per sistemi di riscaldamento domestico ad aria forzata entrati in uso, inizialmente tutti sfiatavano i gas di scarico in modo molto tradizionale, simile a come vengono sfiatati i camini a legna. I gas di scarico venivano scaricati verticalmente in un camino in mattoni, a volte rivestito da una canna fumaria metallica, che attraversava la casa e usciva dal tetto. Dal 1935, quando furono inventati i sistemi ad aria forzata, fino agli anni della crisi energetica degli anni '80, questo era il tradizionale sistema di ventilazione di tutti i forni ad aria forzata a combustione di combustibile.

Durante questo periodo, anche i migliori forni convenzionali hanno raggiunto al massimo solo circa il 60-70 percento di efficienza, il che significa che dal 30 al 40 percento dell'energia è salita nel camino come calore disperso. Nel momento in cui gli alti costi energetici lo rendevano praticabile, i produttori iniziarono a sviluppare una serie di nuovi modelli di forni che bruciavano in modo più efficiente. Alcuni di questi progetti sono da tempo obsoleti (il forno a impulsi dell'azienda Carrier, ad esempio), ma da questo periodo di innovazione è nato il design di base che oggi governa il moderno

I forni ad alta efficienza che raggiungono valutazioni del 90% o superiori sono diventati sempre più popolari a partire dal 2010. Entro il 2012, ad esempio, il 35 percento di tutti i forni venduti aveva livelli di efficienza energetica del 90 percento o superiori. Se tuo forno ha meno di 10 anni, è possibile che tu abbia già un'unità ad alta efficienza, soprattutto se vivi in ​​un clima freddo-inverno. Se stai pianificando di installare un nuovo forno o vivi in ​​una nuova casa, è molto probabile che sarà un modello ad alta efficienza.

Innovazioni per forni ad alta efficienza

Gli anni '80 e '90 hanno visto una serie di innovazioni necessarie per migliorare l'efficienza dei forni ad aria forzata:

• ​Accensione a superficie calda:I forni più vecchi utilizzavano fiamme pilota fisse che bruciavano costantemente una piccola quantità di carburante. Questa funzione è stata infine sostituita da accensione elettronica che accende il gas solo quando è stato inviato un segnale al forno. Il metodo più efficiente di tutti si trova nei moderni forni ad alta efficienza, dove il combustibile è acceso da un dispositivo accenditore a superficie calda che crea le alte temperature necessarie per l'accensione del carburante.
  
• ​Bruciatori "in-shot":I forni più vecchi usavano un metodo abbastanza passivo fiamma del bruciatore simile a quello che si trova su una stufa a gas. Un moderno forno ad alta efficienza, invece, utilizza un bruciatore che soffia con forza la fiamma nel scambiatore di calore in modo da estrarre la massima energia possibile dal carburante.
  
• ​Scambiatore di calore duello:Invece di consentire ai gas di scarico caldi di sfogare con la semplice fisica (l'aria calda sale) nel camino, ad alta efficienzaef i forni utilizzano uno scambiatore di calore secondario per estrarre molto più calore dallo scarico prima di scaricarlo fuori dal out Casa. I gas di scarico in una moderna fornace sono abbastanza freddi quando lasciano il sistema.
  
• ​Ventilatore a tiraggio a induzione: Poiché i gas di scarico in un moderno ed efficiente forno sono stati svuotati di quasi tutto il loro calore, c'è energia non più sufficiente per creare la corrente di convezione che consente ai gas di salire naturalmente in a camino. Quindi, un secondario ventilatore a induzione è necessario creare un tiraggio per spostare i fumi di scarico nel tubo di sfiato.

Da nessuna parte, tuttavia, le innovazioni per i forni ad alta efficienza sono più importanti di quelle necessarie per il sistema di sfiato del forno.

Efficienza standard vs. Ventilazione ad alta efficienza

Un forno a efficienza standard o media può sprecare un po' di energia, ma il sistema di ventilazione stesso è una meraviglia della fisica semplice. Poiché i gas di scarico sono così caldi, salgono in modo del tutto naturale in una canna fumaria verticale che risale un camino standard e fuori dalla casa. Non è necessaria alcuna assistenza meccanica (anche se alcuni forni più vecchi hanno ventilatori a tiraggio che spingono lo scarico verso l'alto nel camino).

Se il tuo forno è una vecchia unità a bassa o media efficienza (inferiore al 90% di efficienza), probabilmente si sfiata ancora in questo modo. È sempre più raro, tuttavia, vedere nuovi forni di questo tipo, anche se l'80% è ancora il minimo ufficiale di efficienza del Dipartimento dell'Energia per le zone calde e invernali.

I forni ad alta efficienza, d'altra parte, richiedono una tecnologia migliorata per sfiatare correttamente. Questi forni sono noti come "forni a condensazione" poiché un sottoprodotto di efficienza estremamente elevata è che l'acqua condensata viene prodotta mentre le ultime calorie di calore vengono estratte dai gas di scarico. Pertanto, questi forni hanno sempre un tubo di drenaggio che corre verso uno scarico a pavimento o altro dispositivo di scarico.

Un altro effetto collaterale della combustione ad alta efficienza è che i gas sono così freddi che non hanno una convezione naturale che consente ai fumi di fluire su un camino. Pertanto, questi forni non si sfiateranno affatto a meno che non ci sia un motore del ventilatore aggiuntivo, chiamato ventilatore a induzione a tiraggio, per aspirare i fumi di scarico nella canna fumaria.

Infine, un altro sfortunato effetto collaterale della combustione ad alta efficienza è che i gas di scarico rimanenti diventano una miscela altamente corrosiva di anidride carbonica e umidità acida. Questo gas di scarico è così corrosivo che distrugge rapidamente la malta del camino e il metallo nelle canne fumarie utilizzate per lo sfiato dei forni più vecchi.

Per adattarsi alla natura unica dei gas di scarico in un forno a condensazione ad alta efficienza, lo scarico viene tipicamente scaricato attraverso la parete laterale della casa attraverso Tubi di plastica in PVC, non di metallo. Questo è uno dei modi più semplici per determinare se una casa ha un forno ad alta efficienza: cerca la presenza di uno o due tubi in PVC che escono dalla casa all'incirca allo stesso livello del forno. (A volte vengono utilizzati anche tubi in ABS o CPVC, sebbene il PVC sia più comune.)

Sfiato del forno a parete laterale: sistemi a uno o due tubi

parete laterale sfiato per un forno a condensazione ad alta efficienza può essere realizzata con due diverse tipologie di installazione: impianti monotubo o impianti bitubo.

Lo sfiato a due tubi è spesso preferibile, specialmente nelle case moderne che sono estremamente ermetiche. In questo sistema, spesso indicato come installazione a sfiato diretto, uno dei tubi in PVC aspira aria esterna fresca per alimentare la combustione del forno. Questo è solitamente indicato come il tubo di aspirazione dell'aria o semplicemente il tubo di aspirazione. L'altro tubo in PVC è il tubo di scarico, che trasporta i gas di scarico esauriti dal forno.

Alcune installazioni sembrano sistemi a tubo singolo ma in realtà sono sistemi a due tubi perché utilizzano uno speciale tubo concentrico a doppia parete che immette aria fresca lungo una camera sigillata del tubo mentre scarica attraverso il altra camera. Questo sfiato concentrico sembra un sistema a un tubo, ma in realtà è un'installazione a due tubi.

Nei sistemi monotubo, il forno aspira l'aria ambiente dall'interno della casa per fornire l'aria per la combustione del combustibile. A volte, i tecnici dell'installazione installano uno sfiato secondario nel ripostiglio o nel seminterrato che consente semplicemente all'aria esterna di entrare nella stanza per garantire che il forno abbia abbastanza aria fresca. Ciò è particolarmente vero nelle case più moderne ad alta efficienza energetica che sono molto ermetiche. È meno critico nelle case più vecchie, che sono naturalmente piene di spifferi in modo da garantire la presenza di aria fresca sufficiente.

Gli impianti a due tubi sono considerati più efficienti e sono quindi preferibili, ma gli impianti a un tubo sono consentiti dalla maggior parte dei regolamenti edilizi. La maggior parte dei nuovi forni, infatti, può essere adattata all'installazione sia monotubo che bitubo. Qualunque sia il metodo utilizzato, è assolutamente fondamentale che i tubi di sfiato siano installati correttamente - a tenuta d'aria e con la giusta pendenza - affinché il forno funzioni in sicurezza.

È inoltre importante che il tubo di aspirazione dell'aria sia posizionato in modo che l'aria aspirata sia veramente fresca e non contaminata dai fumi di eventuali tubi di scarico utilizzati per il forno o lo scaldabagno. Questo può essere complicato nelle case a schiera o nei condomini, dove il muro esterno per il ripostiglio è piuttosto limitato. Pertanto, l'installazione del forno è solitamente un lavoro per un appaltatore autorizzato. Alcune comunità vietano ai proprietari di case di svolgere questo lavoro e, dove è consentita l'installazione fai-da-te, ci si può aspettare che il processo di ispezione sia molto rigoroso.