De componenten van een geforceerde lucht-HVAC-systeem

Als je ventilatieroosters op de vloeren en muren van je huis hebt, heb je een geforceerde lucht HVAC systeemDit betekent dat je een centrale oven of airconditioner hebt die het hele huis verwarmt of koelt. Niet alle verwarmings- en koelsystemen zijn geforceerde luchtsystemen. Plintverwarmers, aan de muur gemonteerde gaskachels en vloerbuizen die stralingswarmte leveren zijn allemaal voorbeelden van passieve kachels die afhankelijk zijn van natuurlijke convectie (in plaats van een ventilator) om warme lucht te verspreiden, en hoewel een op het raam gemonteerde airconditioner een ventilator heeft, bedient deze meestal slechts een enkele kamer in plaats van het geheel huis.

Het spreekt voor zich dat een HVAC-systeem met geforceerde lucht een ventilator moet hebben, want dat is wat de forcering doet, maar het moet ook een aantal andere componenten hebben. Het heeft minimaal een oven, airconditioner of warmtepomp nodig om de lucht te conditioneren, een kanaalsysteem om lucht in uit te wisselen het huis met geconditioneerde lucht, een rookkanaal om verbrandingsgassen af ​​te voeren (voor gasgestookte systemen) en een thermostaat om te regelen het. Als het systeem een ​​airconditioner of een warmtepomp bevat, moet het ook een condensatie-eenheid hebben, en dit is het meestal buiten geplaatst en verbonden met de binnenunit door middel van een buis die de elektrische draden draagt ​​en koelmiddelleidingen.

De oven is het hart van een verwarmingssysteem

Hoewel centrale airconditioning steeds gebruikelijker wordt, zijn de meeste centrale HVAC-systemen verwarmingssystemen die een oven gebruiken die op twee manieren warmte levert. Gasovens aardgas verbranden, en elektrische ovens hebben resistieve verwarmingselementen die net zo werken als de elementen op een typische elektrische kookplaat of in een elektrische droger. De initiële kosten van een elektrische oven zijn meestal lager dan die van een gasoven, maar dit financiële voordeel gaat snel verloren omdat elektriciteit als brandstof duurder is dan gas. Elektrische ovens hebben echter minder infrastructuur nodig dan gasovens en zijn over het algemeen schoner en gemakkelijker te onderhouden, en op plaatsen waar geen gemeentelijke gasvoorzieningen zijn, zijn ze misschien de enige optie.

Een HVAC-systeem dat een gasoven bedient, moet een rookkanaal hebben om verbrandingsgassen uit het gebouw te laten ontsnappen. Het rookkanaal is een gegalvaniseerde stalen buis die typisch door het dak stijgt en eindigt met een afgedekte buis, net als een schoorsteen. Verbranding produceert giftige gassen, zoals koolmonoxide, dus het is van vitaal belang dat de verbrandingskamer van een gasoven luchtdicht is afgesloten, en dat is een ander nadeel van gasovens. De hitte verzwakt geleidelijk het metaal van de verbrandingskamer en verkort de levensduur van de oven tot tussen de 15 en 20 jaar, terwijl een elektrische oven 20 tot 30 jaar meegaat.

Sommige verwarmingssystemen gebruiken een warmtepomp

EEN warmtepomp werkt net als een airconditioningsysteem, maar dan omgekeerd, en een van de voordelen is dat het functies kan schakelen tussen verwarmen en koelen. Het bestaat uit twee sets spoelen, een koelmiddel en een compressor. De verdamperspiralen zijn doorgaans in het gebouw ondergebracht, terwijl de compressor en condensorspiralen zich buiten bevinden. In de verdamperspiralen verdampt het koudemiddel en onttrekt het warmte aan de lucht, en in de condensorbatterij wordt het koudemiddelgas vloeibaar en geeft het de warmte af aan de buitenlucht. Door de richting van de luchtstroom te veranderen, kan het huis de koude lucht van de verdamperspiraal of de warme lucht van de condensorbatterij ontvangen.

Het zit allemaal in een behuizing

De niet-indrukwekkende metalen doos waaruit al het leidingwerk in veel HVAC-systemen voortkomt, is de oven of de luchtbehandelaar, en het herbergt de ventilator en filters om de gecirculeerde lucht te reinigen. Als het systeem een ​​airconditioning of warmtepomp bevat, bevindt de verdamperspiraal zich in de luchtbehandelingsunit. Veel ovens en luchtbehandelingskasten, bij HVAC-professionals bekend als luchtbehandelingsunits, bevatten ook geluiddempers om geluid en trillingen van de mechanische units binnenin te verminderen.

De blazer is typisch een trommel met vinnen die rond een horizontale as draait. Het bevindt zich op de bodem van het ovencompartiment of de luchtbehandelingsunit en terwijl het ronddraait, wordt lucht langs de hitte gedwongen warmtewisselaar of verdamperspiraal in de hoofdkanaaluitlaat, die zich splitst in kleinere takken om het individu te voeden kamers. De ventilator haalt lucht uit een retourleiding die uit de ovenkamer komt of uit een andere kamer in het huis, en in de retourleiding zit een verwijderbaar filter dat stof en pollen uit de lucht verwijdert. De ventilatormotor is elektrisch, zelfs als de oven gas verbrandt, en een signaal van de thermostaat vertelt hem wanneer hij moet in- en uitschakelen.

Het meest gemeenschappelijke filters zijn flat-panel filters bestaande uit glasvezelvezels die over een kartonnen frame zijn gespannen, maar dat zijn deze goedkope filters prima voor lucht die in de luchtbehandelingsunit komt, zijn ze niet de meest efficiënte voor de uitgaande lucht die mensen ademen. Geplooide filters gemaakt met katoen of plastic vezels zijn beter, en de beste zijn elektrostatisch geladen om stofdeeltjes beter aan te trekken. Efficiënte filters beperken de luchtstroom echter en niet alle systemen zijn voor hen ontworpen, dus u kunt het beste contact opnemen met een professional voordat u uw filters achteraf monteert.

De warmtewisselaar en verdamperspiraal

In een oven bevindt zich een warmtewisselaar, een omhulsel, meestal van metaal, dat de warmte van de brander of het verwarmingselement naar de omringende lucht overbrengt. De warmtewisselaar is hermetisch afgesloten en omvat de schoorsteen die verbrandingsgassen uit een gasoven afvoert, en in hoogrenderende eenheden, gaat het verbrandingsgas door het rookkanaal naar een secundaire warmtewisselaar waar vocht in het gasmengsel condenseert tot een vloeistof, waardoor nog meer warmte vrijkomt.

Hoogrenderende ovens zijn ovens die meer dan 90 procent efficiënt zijn, wat betekent dat ze 90 procent of meer van de brandstof die ze gebruiken (98,5 procent is de hoogste) omzetten in bruikbare warmte. Deze ovens hebben een secundaire warmtewisselaar en worden ook wel condensatieovens genoemd. Nabijheid van de warmtebron benadrukt het metaal waaruit de primaire warmtewisselaar is gemaakt, en wanneer deze klein is Er ontstaan ​​scheuren en gaten waardoor de giftige gassen in de ovenkamer komen, meestal is het tijd voor een oven upgrade.

In de luchtbehandelingsunit voor een airconditioningsysteem of warmtepomp wordt de warmtewisselaar vervangen door een verdamperspiraal. Het bevindt zich meestal in het plenum aan de bovenkant van de luchtbehandelingsunit waar het uitstroomkanaal wordt bevestigd, wat ervoor zorgt dat alle koele lucht die het produceert, door het kanaal wordt gecirculeerd. Soms delen een oven en een airconditioningsysteem dezelfde behuizing, in welk geval de spiraal net boven de warmtewisselaar is geplaatst. De batterij moet regelmatig worden schoongemaakt, dus de luchtbehandelingsunit heeft een verwijderbaar paneel dat er toegang toe geeft. U kunt de batterij reinigen met perslucht of door hem af te borstelen en af ​​te vegen met water en zeep, en u kunt hem helpen schoon te houden door het inlaatfilter regelmatig schoon te maken of te vervangen.

Kanaalwerk verdeelt de lucht

Kanaalwerk is een vaak ondergewaardeerd kenmerk van het HVAC-systeem van een huis en het is van vitaal belang. Het moet zo zijn ontworpen dat turbulentie tot een minimum wordt beperkt en de luchtstroom wordt geoptimaliseerd zodat verwarmde lucht zich voortbeweegt uniform door elke luchtterminal - de technische naam voor elk van de vloer- en muuropeningen in de huis. De meeste kanalen zijn gemaakt van gegalvaniseerd staal, maar sommige zijn gemaakt van lichtgewicht aluminium, glasvezel en zelfs met folie bedekt polyurethaanschuim voor isolatie.

In zijn eenvoudigste vorm is een kanaalsysteem is een continu netwerk dat zich uitstrekt van de oven of luchtbehandelaar en vertakt om ze te voeden thermische zone in huis, maar de meeste systemen bevatten een aantal functies om te regelen en te optimaliseren luchtstroom:

• ​Volumeregeling dempersregel de luchtstroom naar elk van de terminals. Als een kamer in huis warm wordt terwijl een andere kamer koud blijft, moeten mogelijk een of meer van deze dempers worden aangepast. Als het kanaal door een brandgordijn of firewall gaat, moet het ook voorzien zijn van rook- en brandkleppen waardoor het kanaal volledig kan worden afgedicht.

• ​Trillingsisolatorengeplaatst in de buurt van de luchtbehandelingsunit om te voorkomen dat geluid en trillingen die door de ventilatormotor worden veroorzaakt, door de kanalen worden overgedragen.

• ​Stapel laarzen en hoofdenzorgen voor overgangen van het hoofdkanaal naar kleinere ovale of rechthoekige kanalen die verticaal achter muren lopen.

• ​Draaiende schoepen​ zijn elleboogfittingen die een netwerk van schoepen bevatten die turbulentie in de lucht helpen verminderen wanneer deze van richting verandert.

• ​"Terminal units"is de technische term voor ventilatiedeksels. Sommige zijn uitgerust met kleine ventilatoren en verwarmingsspiralen om de luchttemperatuur te verhogen zonder dat het hele systeem op een hogere stand hoeft te draaien.

Kanaalverbindingen worden meestal afgedicht met aluminiumfolie tape (geen ducttape, zoals je zou verwachten) om ze luchtdicht te houden, omdat kleine lekken de efficiëntie van het hele verwarmings- en koelsysteem verminderen en de energiekosten opdrijven. Metalen luchtkanalen zijn vaak bedekt met glasvezel- of schuimisolatie om te voorkomen dat verwarmde lucht condenseert wanneer deze in contact komt met het koude metaal. Vocht is een schimmelmagneet, dus huiseigenaren wordt geadviseerd om niet-geïsoleerde kanalen om de paar jaar te laten inspecteren en indien nodig schoon te maken.

De thermostaat is het controlecentrum

Als de oven, airconditioner of warmtepomp het hart is van een HVAC-systeem, is de thermostaat het brein. Het bevat een temperatuurgevoelig apparaat dat de kamertemperatuur detecteert en een signaal naar de verwarmings- of koelsysteem om in te schakelen als de temperatuur onder of boven een vooraf ingestelde waarde komt. Het detectieapparaat in ouder mechanische thermostaten, die nog steeds in sommige huizen wordt gebruikt, is een bimetalen strip of spoel, maar modern elektronische thermostaten gebruik een thermistor, een elektronische component met een elektrische weerstand die verandert met de temperatuur.

Thermistors zijn veel gevoeliger dan andere sensoren en maken het mogelijk om de kamertemperatuur binnen een smal bereik, hoewel de meeste thermostaten wat speelruimte bieden om te voorkomen dat het systeem te vaak in- en uitgeschakeld wordt. Als een tijdgenoot thermostaat presteert niet zoals verwacht, is het vaak om een ​​andere reden dan de thermostaat zelf, en de meest voorkomende reden is een slechte plaatsing. Een thermostaat in de buurt van een open raam, boven een ventilatieopening of op een plek in de volle zon, zal de temperatuur niet nauwkeurig voelen. Merk je dat de temperatuur in huis altijd te hoog is, dan kan dat komen doordat de thermostaat te dicht bij een open raam staat en denkt dat het in huis kouder is dan in werkelijkheid.

Behalve dat ze gevoeliger zijn, zijn moderne thermostaten dat ook programmeerbaar zodat u het HVAC-systeem kunt uitschakelen wanneer u niet thuis bent en het kunt laten inschakelen net voordat u terugkomt, wat energie bespaart. Als je een warmtepomp hebt, kun je de thermostaat gebruiken om te wisselen tussen verwarmings- en koelfunctie, en als je hebt gedeeld uw huis in verwarmingszones met behulp van dempers in het kanaalwerk, kunt u een thermostaat kopen die elke zone regelt afzonderlijk. Het meest geavanceerde moderne thermostaten zijn Wi-Fi ingeschakeld, zodat u de programma-instellingen op afstand kunt wijzigen met een mobiel apparaat.