O que torna uma fornalha "alta eficiência"?

Inovação no design do forno e unidades de caldeira nas últimas décadas resultou em sistemas de aquecimento que extraem significativamente mais energia do processo de combustão na forma de calor e enviam menos disso na chaminé como exaustão. Onde os fornos antigos e de grande porte operam com menos de 70 por cento de eficiência e os relativamente modernos podem atingir 80 a 83 por cento de eficiência, os sistemas de aquecimento de alta eficiência podem oferecer eficiências de 98 por cento ou mais.

A capacidade de um forno ou caldeira de capturar toda a energia que consome é medida por sua eficiência anual de utilização de combustível (AFUE). Novos fornos e caldeiras são exigidos pela Federal Trade Commission para exibir sua classificação AFUE para que os consumidores possam fazer uma comparação entre os modelos. Maior eficiência significa que não apenas você usará menos combustível para a mesma quantidade de calor, mas seu forno também emitirá menos dióxido de carbono na atmosfera - até 1,5 tonelada a menos por ano.

Para entender como funciona um forno ou caldeira de alta eficiência, é útil primeiro revisar como uma unidade típica de eficiência média funciona:

Quando seu termostato detecta que a temperatura ambiente em sua casa caiu abaixo de seu ponto de ajuste, ele envia um sinal para o forno. Esse sinal faz com que a válvula de gás se abra e os queimadores acendam na câmara de combustão. Unidades mais antigas têm uma luz piloto constantemente acesa (também chamada de piloto de pé) que incendeia o gás que é fornecido aos queimadores. Os fornos e caldeiras mais novos usam uma ignição eletrônica que é acionada ao mesmo tempo que a válvula de gás se abre para fornecer o gás aos queimadores.

Uma vez que os queimadores estão ligados, o Câmara de combustão começa a esquentar. Exceto pela chaminé que liberta a exaustão do queimador, a câmara de combustão é uma caixa selada projetada para confinar a queima real do combustível. Separado da câmara de combustão, mas projetado para estar em contato com o máximo de calor possível na câmara, está o trocador de calor. O ar (ou no caso de uma caldeira, a água) no trocador de calor serpenteia pela atmosfera aquecida da câmara de combustão, absorvendo o máximo de calor possível.

Em um forno de gravidade de baixa eficiência, assim que o ar na câmara de combustão estiver mais quente do que o ar ambiente, ele começa a se mover para cima e para fora da chaminé. Da mesma forma, assim que o ar no trocador de calor de uma fornalha de gravidade estiver mais quente do que o ar circundante, ele começa a fazer seu caminho através dos dutos.

Em fornos de eficiência média, um soprador é ativado assim que o ar na câmara de combustão atinge a temperatura ideal e o ar no trocador de calor é aquecido. O soprador não apenas impulsiona o ar quente para os dutos para ser distribuído por toda a casa, mas também puxa o ar fresco do ambiente ao redor ou de uma entrada de ar fresco dedicada.

Com sistemas de caldeira, uma bomba circula a água aquecida para os vários radiadores da casa. Enquanto o ar ou água dentro do trocador de calor está sendo aquecido pela atmosfera circundante do câmara de combustão, o ar aquecido pela chama dentro da câmara move-se continuamente para cima e para fora da chaminé. Essa pluma saindo de sua chaminé representa o calor não capturado - um sinal de ineficiência.

Fornos e caldeiras de alta eficiência são projetados para capturar e reter mais energia produzida pelos queimadores. No sentido mais simples, eles fazem isso empregando um trocador de calor secundário que segue o primário e extrai a maior parte do calor restante dos gases de exaustão.

Mais especificamente, o trocador de calor secundário é projetado para condensar o vapor no gás de exaustão de volta em água líquida, que recupera a maior parte da energia de calor restante. A exaustão que permanece após a condensação do vapor é fria o suficiente para que possa ser expelida por uma ventilação de CPVC ou ABS de plástico, muitas vezes horizontalmente através de uma parede próxima. Na verdade, a exaustão de um forno ou caldeira de alta eficiência é tão fria, relativamente, que não vai passar naturalmente por um sistema de ventilação construído para uma exaustão mais quente. As unidades de alta eficiência compensam isso com um ventilador secundário de indução de tiragem na base da chaminé. A água produzida pelo processo de condensação é moderadamente ácida e, portanto, o trocador de calor secundário deve ser construído de um material não corrosivo, como aço inoxidável ou às vezes alumínio; que a água é expelida através de um tubo de plástico para um ralo no chão, geralmente depois de passar por uma câmara de neutralização alcalina.

Uma maneira muito simples de identificar um forno de alta eficiência é localizar o tubo de ventilação CPVC ou ABS passando pela parede lateral da casa, ou pelo tubo de condensação de plástico que vai até o chão ralo. Se um forno não tiver nenhum desses recursos, não é uma unidade de alta eficiência.

Fornos e caldeiras de alta eficiência estão disponíveis em vários níveis de sofisticação, alguns equipado com controles inteligentes e sensíveis que permitem vários níveis de operação, dependendo condições. Ao contrário das plantas de aquecimento tradicionais de estágio único, tudo ou nada, muitos fornos modernos de alta eficiência são capazes de modular seus saída com sopradores de vários níveis que são mais silenciosos e menos desperdiçadores quando o tempo está moderadamente frio e mais forte quando o tempo está frio exitos. Alguns também podem ajustar a mistura de ar e gás fornecida aos queimadores para ajustar ainda mais as operações.

Sem dúvida, fornos e caldeiras de alta eficiência reduzirão os custos de combustível, tornando sua operação mais barata, e emitirão menos dióxido de carbono, tornando-os melhores para o meio ambiente. Mas se essa maior eficiência se pagará ou não depende de uma série de fatores. Mesmo depois de levar em consideração qualquer diferencial de custo entre uma unidade convencional de eficiência média e um de alta eficiência, você também deve estar preparado para as possíveis despesas de adaptação a resfriadores de alta eficiência escape. Sua chaminé pode precisar ser revestida ou modificada para acomodar as novas condições de ventilação. A ventilação horizontal através de uma parede externa pode ser descomplicada - ou não.

Seu clima também é uma consideração. Se você mora em uma região com invernos longos e rigorosos, a economia obtida com um forno ou caldeira de alta eficiência será substancialmente maior do que se você vivesse em um clima mais ameno. Consulte um especialista em instalação de fornos ou caldeiras de sua confiança para determinar o que está envolvido em uma atualização para alta eficiência. Cada casa será diferente. Você precisará equilibrar essas informações com a expectativa de menor custo de combustível, menos danos ambientais e suas próprias prioridades.