Vad gör en ugn till "hög effektivitet"?

Innovation i design av ugn och pannenheter har under de senaste decennierna resulterat i värmesystem som utvinner betydligt mer energi från förbränningsprocessen i form av värme och skickar mindre av det uppför skorstenen som avgas. Där gamla, stora ugnar fungerar med mindre än 70 procents effektivitet och relativt moderna kan uppnå 80 till 83 procent verkningsgrad, kan högeffektiva värmesystem erbjuda verkningsgrader på 98 procent eller Mer.

Förmågan hos en ugn eller panna att fånga upp all energi den förbrukar mäts av dess årliga bränsleutnyttjandeeffektivitet (AFUE). Nya ugnar och pannor måste av Federal Trade Commission visa sina AFUE-betyg så att konsumenterna kan göra en jämförelse mellan modellerna. Högre effektivitet innebär att du inte bara kommer att använda mindre bränsle för samma mängd värme, utan din ugn kommer också att släppa ut mindre koldioxid till atmosfären – så mycket som 1,5 ton mindre per år.

För att förstå hur en högeffektiv ugn eller panna fungerar är det bra att först granska hur en typisk medeleffektiv enhet fungerar:

När din termostat upptäcker att omgivningstemperaturen i ditt hem har sjunkit under sitt börvärde skickar den en signal till ugnen. Den signalen uppmanar gasventilen att öppna och brännarna att antändas i förbränningskammaren. Äldre enheter har en ständigt brinnande kontrollampa (även kallad en stående pilot) som tänder gasen som levereras till brännarna. Nyare ugnar och pannor använder en elektronisk tändning som utlöses samtidigt som gasventilen öppnas för att leverera gas till brännarna.

När brännarna är inkopplade, förbränningskammare börjar värmas upp. Förutom rökkanalen som ventilerar avgaserna från brännaren, är förbränningskammaren en förseglad låda utformad för att begränsa den faktiska förbränningen av bränsle. Separat från förbränningskammaren, men utformad för att vara i kontakt med så mycket av värmen i kammaren som möjligt, är värmeväxlare. Luften (eller i fallet med en panna, vattnet) i värmeväxlaren slingrar sig genom den uppvärmda atmosfären i förbränningskammaren och absorberar så mycket värme som möjligt.

I en lågeffektiv gravitationsugn, så snart luften i förbränningskammaren är varmare än den omgivande luften, börjar den röra sig upp och ut genom rökkanalen. Likaså, så snart luften i värmeväxlaren i en gravitationsugn är varmare än den omgivande luften, börjar den ta sig igenom kanalsystemet.

I medeleffektiva ugnar slår en fläkt in när luften i förbränningskammaren når optimal temperatur och luften i värmeväxlaren värms upp. Fläkten driver inte bara den varma luften in i kanalsystemet för att fördelas i hela hemmet, utan den suger också in frisk luft från den omgivande miljön eller från ett dedikerat friskluftsintag.

Med pannanläggningar cirkulerar en pump det uppvärmda vattnet till bostadens olika radiatorer. Medan luften eller vattnet inuti värmeväxlaren värms upp av den omgivande atmosfären förbränningskammaren, den flamuppvärmda luften inuti kammaren rör sig kontinuerligt upp och ut genom rökkanalen. Den där plymen som rinner ut ur din skorsten representerar värme som inte fångas upp - ett tecken på ineffektivitet.

Högeffektiva ugnar och pannor är konstruerade för att fånga och behålla mer av den energi som produceras av brännarna. I enklaste bemärkelse gör de detta genom att använda en sekundär värmeväxlare som följer den primära och vrider ut det mesta av den återstående värmen ur avgaserna.

Närmare bestämt är den sekundära värmeväxlaren utformad för att kondensera ångan i avgaserna tillbaka till flytande vatten, som återvinner det mesta av den återstående värmeenergin. Avgaserna som finns kvar efter att ångan har kondenserats är tillräckligt svalt för att kunna drivas ut genom en CPVC- eller ABS-ventil i plast, ofta horisontellt genom en närliggande vägg. Faktum är att avgaserna från en högeffektiv ugn eller panna är så cool, relativt sett, att den inte kommer att dra naturligt genom ett ventilationssystem byggt för varmare avgaser. Högeffektiva enheter kompenserar för det med en sekundär draginducerande fläkt i rökkanalens bas. Vattnet som produceras av kondensationsprocessen är måttligt surt, och därför måste den sekundära värmeväxlaren vara konstruerad av ett icke-korrosivt material, såsom rostfritt stål eller ibland aluminium; att vatten drivs ut genom plastslangar till ett golvbrunn, ofta efter att ha körts genom en alkalisk neutraliseringskammare.

Ett mycket enkelt sätt att identifiera en högeffektiv ugn är om du ser CPVC- eller ABS-ventilationsröret löper genom husets sidovägg, eller plastkondensslangen som löper till ett golv dränera. Om en ugn inte har någon av dessa egenskaper är det inte en högeffektiv enhet.

Högeffektiva ugnar och pannor finns i olika sofistikerade nivåer, vissa utrustad med smarta och känsliga kontroller som möjliggör flera driftnivåer, beroende på betingelser. Till skillnad från de traditionella enstegs, allt-eller-inget värmeanläggningarna, är många moderna högeffektiva ugnar kapabla att modulera deras utgång med flernivåfläktar som är tystare och mindre slösaktiga när vädret är måttligt kyligt och mer kraftfullt vid kallt väder träffar. Vissa kan också justera luft- och gasblandningen som levereras till brännarna för att finjustera driften ännu mer.

Utan tvekan kommer högeffektiva ugnar och pannor att sänka bränslekostnaderna, vilket gör dem billigare att använda, och de kommer att släppa ut mindre koldioxid, vilket gör dem bättre för miljön. Men huruvida den högre effektiviteten kommer att betala sig själv beror på ett antal faktorer. Även efter att du tagit hänsyn till eventuell kostnadsskillnad mellan en konventionell medeleffektiv enhet och en högeffektiv, måste du också vara beredd på de eventuella kostnaderna för att anpassa dig till svalare högeffektiv uttömma. Din skorsten kan behöva fodras om eller modifieras för att passa de nya ventilationsförhållandena. Horisontell ventilering genom en yttervägg kan vara okomplicerad - eller så kanske det inte.

Ditt klimat är också en faktor. Om du bor i en region med långa, hårda vintrar, kommer besparingarna du uppnår från en högeffektiv ugn eller panna att vara betydligt större än om du bor i ett mildare klimat. Rådfråga en specialist för installation av ugnar eller pannor som du litar på för att avgöra vad som är inblandat i en uppgradering till hög effektivitet. Varje hus kommer att vara annorlunda. Du måste balansera den informationen mot förväntningarna om lägre bränslekostnader, mindre miljöskador och dina egna prioriteringar.