Fornos e caldeiras de alta eficiência têm um segundo trocador de calor que captura a maior parte dos resíduos dos fornos padrão de calor.Quando você estiver substituindo um forno antigo ou se estiver escolhendo um forno ou caldeira para nova construção, é provável que você escolha entre uma unidade de aquecimento "regular" de eficiência média e uma de alta eficiência. Também conhecidas como fornos de condensação e caldeiras, as unidades de alta eficiência são chamadas porque extraem com mais eficiência o calor produzido pelo banco de queimadores. Onde um forno de eficiência média pode utilizar 80% do calor produzido e enviar os outros 20% pela chaminé nos gases de exaustão, os equipamentos de alta eficiência extraem até 98% da energia térmica produzida. Essa eficiência mais alta significa, obviamente, que você usará menos combustível para manter sua casa confortável e expelir menos gases de escape na forma de dióxido de carbono e vapor de água para a atmosfera.
Então, por que você não optaria por alta eficiência?
Se o seu forno ou caldeira for instalado em nova construção, sua escolha será mais fácil. Os requisitos especiais de um forno de alta eficiência podem ser considerados no projeto desde o início. Mas se você estiver considerando um equipamento de aquecimento de alta eficiência como um substituto para uma unidade de eficiência média, a decisão nem sempre é tão simples. Às vezes, a atualização da sua configuração de ventilação para acomodar os requisitos específicos de alta eficiência pode levar a despesas imprevistas. Não é uma troca direta simples.
Os fornos de alta eficiência oferecem mais recursos e controle do que os modelos padrão, mas calcular a economia de custos pode ser complicado.Como os fornos de alta eficiência obtêm sua eficiência
Fornos e caldeiras regulares de eficiência média operam ligando um conjunto de queimadores dentro de uma câmara de combustão sempre que o termostato em sua casa ficar abaixo do ponto de ajuste. Os queimadores aquecem o ar dentro da câmara selada (exceto a ventilação de exaustão). Um ventilador poderoso aspira o ar e o empurra para dentro do permutador de calor serpentino dentro da câmara aquecida, depois o impulsiona através de dutos e, finalmente, elimina os registros de calor até que a casa esteja suficientemente aquecida. Então o termostato desliga os queimadores. As caldeiras funcionam essencialmente da mesma maneira, exceto que usam bombas para empurrar a água através de um trocador de calor situado na atmosfera quente da câmara de combustão, e a água aquecida é então distribuída através de radiadores.
O ar dentro da câmara de combustão é muito quente e se move continuamente através e subindo pela chaminé, substituído pelo ar aspirado do espaço em torno do forno ou da caldeira. Mesmo depois de transferir grande parte de sua energia térmica para o ar que passa pelos trocadores de calor, os gases de exaustão retêm calor suficiente para que subam naturalmente pela abertura e pela chaminé.
Fornos e caldeiras de alta eficiência também possuem queimadores acionados pelo termostato e uma câmara de combustão onde o ar é aquecido e a maior parte desse calor é transferida por meio de um trocador de calor primário para o ar ou a água aquecida que serão distribuídos por toda a casa. Porém, o ar ou a água que sai do trocador de calor primário deixa para trás uma parte significativa da energia térmica produzida na câmara de combustão e, em vez de deixar que a energia escape, fornos e caldeiras de alta eficiência desviam o ar ou a água que circulam aquecidos um trocador de calor secundário.
Muito do calor restante é extraído nesse trocador secundário que o exaustor condensa e é drenado na maior parte como líquido. Os gases restantes e o vapor de água são muito frios para subir naturalmente em uma combustão tradicional e, portanto, exigem um ventilador dedicado para expulsá-los. (Este, aliás, é um consumo secundário de energia que não é incluído nos cálculos de eficiência de combustível. A quantidade de energia elétrica consumida pelo ventilador do forno pode variar bastante de modelo para modelo e fabricante para fabricante, portanto, a eletricidade o uso deve fazer parte da comparação quando você escolhe um forno.)
Uma ventilação típica para um forno ou caldeira de alta eficiência com entrada e saída de ar separadas.Onde os fornos obtêm seu ar de combustão
Fornos e caldeiras regulares de eficiência média aspiram o ar do ambiente circundante para apoiar a combustão. Esse ar já está aquecido se o equipamento estiver localizado dentro da sala de estar, de modo que, de certa forma, é um desperdício de energia útil. A entrada de ar acionada pelo ventilador no forno e na chaminé também cria uma pressão negativa dentro da casa. Essa pressão negativa induz o ar externo a entrar na casa através de lacunas ou rachaduras disponíveis, um processo chamado infiltração. A infiltração deixa as casas em risco e, em casos extremos, pode reverter o fluxo de exaustão na conduta ou na chaminé, potencialmente levando ao envenenamento por monóxido de carbono.
Fornos e caldeiras de alta eficiência empregam uma câmara de combustão selada. Embora nos casos em que o forno ou a caldeira esteja localizado fora da sala de estar - como um ar de entrada no sótão ou na garagem às vezes seja aspirado do espaço circundante, o ideal é que o ar para apoiar a combustão venha de fora da casa. É mais frio, com menor teor de umidade e menor probabilidade de transportar elementos corrosivos do que o ar interno. O ar externo e uma câmara de combustão selada não promoverão a infiltração; portanto, uma casa aquecida por equipamentos de alta eficiência será menos projetada.
Um forno instalado de alta eficiência com tubos de ventilação da CPVC e linhas de drenagem em um dreno de piso.Por que fornos de alta eficiência ventilam a parede
Como explicado anteriormente, os fornos e caldeiras de alta eficiência extraem a energia térmica da combustão com tanto êxito que o exaustor resfriado começa a condensar e qualquer vapor d'água restante e dióxido de carbono é resfriado demais para subir naturalmente na combustão. O líquido condensado do escapamento é uma mistura de ácido carbônico levemente ácido e corrosivo à água o suficiente para que os trocadores de calor secundários devam ser construídos em aço inoxidável ou alumínio. Essa descarga de líquido do forno deve ser canalizada através de tubo de plástico para um ralo do piso ou, em alguns casos, para fora.
É necessário um ventilador para impulsionar o escape restante para fora. Como o exaustor não possui mais um elevador apreciável próprio, expulsar esse exaustor para cima e para fora de uma ventilação do telhado geralmente está além das capacidades do ventilador, a menos que o forno esteja localizado em um espaço no sótão. Idealmente, fornos de alta eficiência devem ser ventilados através da parede mais próxima. Em construções novas, isso raramente apresenta um problema, pois os planos de construção podem ser organizados para permitir a localização do forno ou da caldeira em um espaço ideal, com uma parede de ventilação e um dreno de piso nas proximidades. Em uma situação de atualização, em que o equipamento anterior apresentava eficiência média, a questão da ventilação adequada pode causar problemas e gerar despesas extras.
A tubulação de ventilação recomendada para fornos de alta eficiência é o plástico CPVC ou ABS. Cada fabricante de forno ou caldeira terá especificações quanto ao diâmetro adequado do tubo e ao comprimento máximo permitido do trecho do tubo. Os cotovelos na corrida aumentam a resistência do fluxo de ar e diminuem correspondentemente o comprimento permitido. Se a corrida máxima for excedida ou se alguma obstrução inibir o fluxo de ar na ventilação, um interruptor de segurança pode desligar o forno. Normalmente, dois tubos passam do forno ou da caldeira para a parede externa - um para a entrada de ar e outro para a ventilação - e devem ser terminados com hubs que impedem que chuva, neve ou outros detritos entrem nos tubos. Alguns instaladores usam um sistema de ventilação concêntrico tubo a tubo, através do qual o ar de entrada é aspirado para uma câmara externa e a exaustão passa através de um tubo no meio. As aberturas de ventilação devem estar suficientemente altas na parede para evitar obstruções pela neve e posicionadas de modo que o escapamento não possa ser puxado para dentro da entrada.
Crédito: Imagem © Yelp.comUma tampa de ventilação de baixo perfil. O ar de admissão é aspirado sob a tampa e o escapamento é barrado para impedir a entrada de detritos e animais.Fornos de alta eficiência e aquecedores de água órfãos
Em muitas casas com fornos de eficiência média e aquecedores de água a gás, o forno e o aquecedor de água compartilham uma conduto comum. Quando a mudança para um forno ou caldeira de alta eficiência retira metade dessa parceria, a conduta se torna muito grande para o aquecedor de água, agora conhecido como aquecedor de água órfão, para desenhar corretamente. Para corrigir isso, é necessário inserir uma chaminé na chaminé - uma despesa adicional que deve ser levada em consideração no orçamento para uma substituição de alta eficiência em uma unidade de aquecimento de média eficiência.
Bottom Line
Fornos e caldeiras de alta eficiência apresentam muitas vantagens. Além do aumento da eficiência de combustível e redução das emissões de carbono, os fornos e caldeiras de alta eficiência são mais sofisticados, com mais níveis de controle e maior proteção contra infiltração e acúmulo de monóxido de carbono. Ainda assim, é importante estar ciente não apenas das despesas óbvias, mas também dos custos ocultos que uma mudança de média a alta eficiência pode acarretar. Esses custos extras podem anular suas economias antecipadas nos custos de combustível por um tempo.
