Ventilarea cuptorului de înaltă eficiență: Ce trebuie să știți

Un cuptor cu eficiență ridicată este o inovație relativ nouă în tehnologia HVAC rezidențială. Când cuptoarele pentru sisteme de încălzire a locuinței cu aer forțat au intrat în uz, toți au aerisit inițial gazele de eșapament într-un mod foarte tradițional, similar cu modul în care sunt ventilate șemineele cu lemne. Gazele de eșapament erau aerisite vertical într-un coș de fum din cărămidă, uneori căptușit cu un fum de metal, care trecea prin casă și ieșea din acoperiș. Din 1935, când au fost inventate sistemele de aer forțat, în anii de criză a energiei din anii 1980, acesta a fost sistemul tradițional de ventilare a tuturor cuptoarelor cu aer forțat care ard combustibil.

În această perioadă, chiar și cele mai bune unități convenționale de cuptoare au obținut doar aproximativ 60 până la 70 la sută eficiență, cel mai bine - adică 30 până la 40 la sută din energie a urcat pe coș ca o pierdere de căldură. În momentul în care costurile ridicate ale energiei au făcut-o viabilă, producătorii au început să dezvolte o serie de noi modele de cuptoare care au ars mai eficient. Unele dintre aceste modele sunt depășite de mult (cuptorul de impulsuri al companiei Carrier, de exemplu), dar din această perioadă de inovație a apărut designul de bază care astăzi guvernează modernul

Cuptoarele cu eficiență ridicată care obțin ratinguri de 90% sau mai mari au devenit din ce în ce mai populare începând cu 2010. Până în 2012, de exemplu, 35% din toate cuptoarele vândute aveau ratinguri de eficiență energetică de 90% sau mai mare. Dacă ale tale cuptor are mai puțin de 10 ani, este foarte posibil să aveți deja o unitate de înaltă eficiență, mai ales dacă locuiți într-un climat rece de iarnă. Dacă intenționați să instalați un cuptor nou - sau locuiți într-o casă nouă - este foarte probabil că acesta va fi un model de înaltă eficiență.

Inovații de cuptor de înaltă eficiență

Anii 1980 și 1990 au văzut o varietate de inovații care erau necesare pentru a îmbunătăți eficiența cuptoarelor cu aer forțat:

• ​Aprindere la suprafață fierbinte:Cuptoarele mai vechi foloseau lămpi pilot în picioare care ardeau constant o cantitate mică de combustibil. Această caracteristică a fost în cele din urmă înlocuită de aprindere electronică care aprinde gazul numai atunci când un semnal a fost trimis la cuptor. Cea mai eficientă metodă dintre toate se găsește în cuptoarele moderne de înaltă eficiență, unde se află combustibilul aprins de un dispozitiv de aprindere cu suprafață fierbinte care creează temperaturile ridicate necesare pentru aprinderea combustibil.
  
• ​Arzătoare „în foc”:Cuptoarele mai vechi foloseau un sistem destul de pasiv flacăra arzătorului similar cu ceea ce se găsește pe o sobă cu gaz. Un cuptor modern de înaltă eficiență, pe de altă parte, folosește un arzător care suflă cu forță flacăra în schimbător de căldură într-un mod care extrage cea mai mare energie posibilă din combustibil.
  
• ​Schimbător de căldură duel:În loc să lase gazele de eșapament fierbinți să se evacueze printr-o fizică simplă (aerul fierbinte crește) pe coș, cu eficiență ridicată cuptoarele folosesc un schimbător de căldură secundar pentru a extrage mult mai multă căldură din evacuare înainte de a-l scoate din aer casa. Gazele de eșapament dintr-un cuptor modern sunt destul de reci până când părăsesc sistemul.
  
• ​Proiect ventilator cu inducție: Deoarece gazele de eșapament dintr-un cuptor modern eficient au fost evacuate de aproape toată căldura lor, există nu mai este suficientă energie pentru a crea curentul de convecție care permite gazelor să se ridice în mod natural într-o șemineu. Astfel, un secundar ventilator cu inducție de tiraj este necesar să creați un tiraj pentru a muta gazele de eșapament în conducta de aerisire.

Nicăieri, însă, inovațiile pentru cuptoarele cu eficiență ridicată nu sunt mai importante decât cele necesare sistemului de aerisire al cuptorului.

Eficiență standard vs. Ventilare de înaltă eficiență

Un cuptor cu eficiență standard sau cu eficiență redusă poate pierde ceva energie, dar sistemul de aerisire în sine este o minune a fizicii simple. Deoarece gazele de eșapament sunt atât de fierbinți, ele se ridică destul de natural într-un fum vertical care curge pe un coș de fum standard și iese din casă. Nu este necesară nicio asistență mecanică (deși unele cuptoare mai vechi au ventilatoare de inducere a tirajului care împing evacuarea în sus a coșului de fum).

Dacă cuptorul dvs. este o unitate mai veche cu eficiență scăzută sau cu eficiență medie (eficiență sub 90%), probabil că încă se evacuează în acest fel. Totuși, este din ce în ce mai rar să vezi cuptoare noi de acest tip, chiar dacă 80% reprezintă în continuare eficiența minimă oficială a Departamentului Energiei pentru zonele de iarnă caldă.

Cuptoarele cu randament ridicat, pe de altă parte, necesită o tehnologie îmbunătățită pentru a se ventila corespunzător. Aceste cuptoare sunt cunoscute sub numele de "cuptoare de condensare" deoarece un produs secundar cu o eficiență extrem de ridicată este acela că apa condensată este produsă pe măsură ce ultimele calorii de căldură sunt extrase din gazele de eșapament. Astfel, aceste cuptoare au întotdeauna o tub de drenaj care merge spre un canal de scurgere a podelei sau alt dispozitiv de scurgere.

Un alt efect secundar al arderii de înaltă eficiență este că gazele sunt atât de reci încât nu au o convecție naturală care să permită fumului să curgă pe un coș de fum. Astfel, aceste cuptoare nu se vor ventila deloc decât dacă există un motor suplimentar al ventilatorului - numit ventilator cu inducție de tiraj - pentru a trage gazele de eșapament în canalul de fum.

În cele din urmă, un alt efect secundar nefericit al arderii de înaltă eficiență este acela că gazele de eșapament rămase devin un amestec foarte coroziv de dioxid de carbon și umiditate acidă. Aceste gaze de eșapament sunt atât de corozive încât distrug rapid mortarul de coș și metalul din canalele de ardere utilizate pentru aerisirea cuptoarelor mai vechi.

Pentru a găzdui natura unică a gazelor de eșapament într-un cuptor cu condensare de înaltă eficiență, evacuarea este de obicei ventilată prin peretele lateral al casei prin Țevi din plastic din PVC, nu din metal. Acesta este unul dintre cele mai simple moduri de a determina dacă o casă are un cuptor cu randament ridicat - căutați prezența uneia sau a două țevi din PVC care ies din casă la aproximativ același nivel cu cuptorul. (Țeava ABS sau CPVC este de asemenea utilizată uneori, deși PVC-ul este mai frecvent.)

Ventilarea cuptorului lateral: sisteme cu o sau două țevi

Peretele lateral aerisire pentru un cuptor cu condensare de înaltă eficiență se poate face cu două tipuri diferite de instalare: sisteme cu o singură conductă sau sisteme cu două conducte.

Ventilarea cu două țevi este adesea preferabilă, în special în casele moderne, care sunt extrem de etanșe. În acest sistem, denumit adesea o instalație de aerisire directă, una dintre conductele din PVC atrage aer proaspăt în aer liber pentru a alimenta arderea cuptorului. Aceasta este denumită de obicei conducta de admisie a aerului sau pur și simplu conducta de admisie. Cealaltă conductă din PVC este conducta de evacuare, care realizează gazele de evacuare uzate din cuptor.

Unele instalații arată ca sisteme cu o singură țeavă, dar sunt de fapt sisteme cu două țevi, deoarece folosesc un sistem special conductă concentrică cu pereți dubli care aduce aer proaspăt de-a lungul unei camere etanșe a conductei în timp ce se epuizează prin altă cameră. Această ventilație concentrică arată ca un sistem cu o singură țeavă, dar este de fapt o instalație cu două țevi.

În sistemele cu o singură conductă, cuptorul aspiră aerul din interiorul locuinței pentru a furniza aerul pentru combustia combustibilului. Uneori, tehnicienii de instalare vor instala o gură de aerisire secundară în camera de utilitate sau subsol care permite pur și simplu aerului exterior în cameră pentru a se asigura că cuptorul are suficient aer proaspăt. Acest lucru este valabil mai ales în cele mai moderne case eficiente din punct de vedere energetic, care sunt foarte etanșe. Este mai puțin critic în casele mai vechi, care sunt în mod natural curgătoare, într-un mod care să asigure prezența unui aer proaspăt suficient.

Instalațiile cu două conducte sunt considerate mai eficiente și, prin urmare, sunt de preferat, dar instalațiile cu o conductă sunt permise de majoritatea codurilor de construcție. Majoritatea cuptoarelor noi, de fapt, pot fi adaptate pentru instalarea cu o singură țeavă sau cu două țevi. Indiferent de metoda utilizată, este foarte important ca conductele de aerisire să fie instalate corect - etanșe și cu panta corespunzătoare - pentru ca cuptorul să funcționeze în siguranță.

De asemenea, este important ca țeava de admisie a aerului să fie poziționată astfel încât aerul aspirat să fie cu adevărat proaspăt și să nu fie contaminat de fumurile provenite din orice țevi de evacuare utilizate pentru cuptor sau încălzitorul de apă. Acest lucru poate fi dificil în case sau condominii, unde peretele exterior al încăperii utilitare este destul de limitat. Astfel, instalarea cuptorului este de obicei o sarcină pentru un antreprenor autorizat. Unele comunități interzic proprietarilor de case să facă oricare dintre aceste lucrări și, acolo unde este permisă instalarea DIY, vă puteți aștepta ca procesul de inspecție să fie foarte riguros.