credito: Immagine © ACHRnews.com I forni ad alta efficienza sono compatti e sofisticati.L'innovazione nella progettazione di forni e caldaie negli ultimi decenni ha portato a sistemi di riscaldamento che estraggono significativamente più energia dal processo di combustione sotto forma di calore e ne inviano meno nel camino come scarico. Laddove i vecchi forni di grandi dimensioni funzionano con un'efficienza inferiore al 70% e quelli relativamente moderni possono raggiungere un'efficienza dall'80 all'83%, i sistemi di riscaldamento ad alta efficienza possono offrire efficienze del 98% o più.
La capacità di una fornace o di una caldaia di catturare tutta l'energia che consuma è misurata dalla sua efficienza annuale di utilizzo del combustibile (AFUE). La Federal Trade Commission richiede ai nuovi forni e caldaie di mostrare il loro rating AFUE in modo che i consumatori possano fare un confronto tra i modelli. Una maggiore efficienza significa che non solo userete meno carburante per la stessa quantità di calore, ma il vostro forno emetterà anche meno anidride carbonica nell'atmosfera, fino a 1,5 tonnellate in meno all'anno.
credito: Immagine © AmazonI termostati programmabili si abbinano perfettamente con forni e caldaie ad alta efficienza.Nozioni di base sull'efficienza della fornace
Per capire come funziona un forno o una caldaia ad alta efficienza, è utile esaminare prima come funziona una tipica unità di media efficienza:
Quando il termostato rileva che la temperatura ambiente in casa è scesa al di sotto del suo setpoint, invia un segnale al forno. Tale segnale richiede l'apertura della valvola del gas e l'accensione dei bruciatori nella camera di combustione. Le unità più vecchie hanno una luce pilota costantemente accesa (anche chiamata a pilota in piedi) che accende il gas erogato ai bruciatori. I forni e le caldaie più recenti utilizzano un'accensione elettronica che viene attivata nello stesso momento in cui la valvola del gas si apre per fornire gas ai bruciatori.
Una volta attivati i bruciatori, il Camera di combustione inizia a scaldarsi. Fatta eccezione per la canna fumaria che scarica lo scarico dal bruciatore, la camera di combustione è una scatola sigillata progettata per limitare quella combustione effettiva di combustibile. Separato dalla camera di combustione, ma progettato per essere in contatto con la maggior quantità possibile di calore nella camera, è il scambiatore di calore. L'aria (o nel caso di una caldaia, acqua) nello scambiatore di calore serpeggia nell'atmosfera riscaldata della camera di combustione, assorbendo più calore possibile.
credito: Immagine © Morenergy.ca I forni standard hanno un unico scambiatore di calore e catturano meno energia prodotta dai bruciatori.Una minore efficienza equivale a risparmiare sul camino
In un forno a gravità a bassa efficienza, non appena l'aria nella camera di combustione è più calda dell'aria ambiente, inizia a salire e uscire dalla canna fumaria. Allo stesso modo, non appena l'aria nello scambiatore di calore di una fornace a gravità è più calda dell'aria circostante, inizia a farsi strada attraverso le condotte.
Nei forni a media efficienza, una ventola entra in azione quando l'aria nella camera di combustione raggiunge la temperatura ottimale e l'aria nello scambiatore di calore viene riscaldata. Il ventilatore non solo spinge l'aria calda nelle condotte per essere distribuita in tutta la casa, ma aspira anche aria fresca dall'ambiente circostante o da una presa d'aria fresca dedicata.
Con i sistemi di caldaie, una pompa fa circolare l'acqua riscaldata ai vari radiatori della casa. Mentre l'aria o l'acqua all'interno dello scambiatore di calore viene riscaldata dall'atmosfera circostante della camera di combustione, l'aria riscaldata dalla fiamma all'interno della camera si muove continuamente verso l'alto e verso l'esterno della canna fumaria. Quel pennacchio che fuoriesce dal camino rappresenta il calore non catturato, un segno di inefficienza.
Qual è il segreto dell'alta efficienza?
I forni e le caldaie ad alta efficienza sono progettati per catturare e trattenere più energia prodotta dai bruciatori. Nel senso più semplice, lo fanno impiegando a scambiatore di calore secondario quello segue quello primario e sporge la maggior parte del calore residuo dai gas di scarico.
Più specificamente, lo scambiatore di calore secondario è progettato per condensare il vapore nel gas di scarico in acqua liquida, che recupera la maggior parte dell'energia termica rimanente. Lo scarico che rimane dopo che il vapore è condensato è abbastanza freddo da poter essere espulso attraverso uno sfiato in plastica CPVC o ABS, spesso orizzontalmente attraverso una parete vicina. In effetti, lo scarico di una fornace o di una caldaia ad alta efficienza è relativamente freddo, relativamente, da non aspirare naturalmente attraverso un sistema di ventilazione costruito per uno scarico più caldo. Le unità ad alta efficienza compensano ciò con un ventilatore secondario che induce il tiraggio alla base della canna fumaria. L'acqua prodotta dal processo di condensazione è moderatamente acida, quindi lo scambiatore di calore secondario deve essere costruito con un materiale non corrosivo, come acciaio inossidabile o talvolta alluminio; quell'acqua viene espulsa attraverso un tubo di plastica verso uno scarico a pavimento, spesso dopo essere stata attraversata da una camera di neutralizzazione alcalina.
Un modo molto semplice per identificare un forno ad alta efficienza è se si individua il tubo di sfiato CPVC o ABS che attraversa la parete laterale della casa o il tubo di condensa in plastica che scorre verso uno scarico a pavimento. Se una fornace non ha nessuna di queste caratteristiche, non è un'unità ad alta efficienza.
credito: Immagine © InterNACHI.com Forni e caldaie ad alta efficienza impiegano uno scambiatore di calore a condensazione secondario per catturare un ulteriore 10-15% del calore.Forni e caldaie ad alta efficienza sono disponibili in vari livelli di sofisticazione, alcuni dotati di controlli intelligenti e sensibili che consentono livelli multipli di funzionamento, a seconda delle condizioni. A differenza dei tradizionali impianti di riscaldamento a un solo stadio, quasi tutto o niente, molti moderni forni ad alta efficienza sono in grado di modulare la loro potenza con soffianti a più livelli che sono più silenziosi e meno dispendiosi quando il clima è moderatamente freddo e più forte quando fa freddo colpi. Alcuni possono anche regolare la miscela di aria e gas fornita ai bruciatori per ottimizzare ulteriormente le operazioni.
L'alta efficienza è sempre la scelta migliore?
Senza dubbio, i forni e le caldaie ad alta efficienza ridurranno i costi del carburante, rendendoli più economici e emetteranno meno anidride carbonica, migliorandoli per l'ambiente. Ma se tale maggiore efficienza si ripagherà da sola dipende da una serie di fattori. Anche dopo aver preso in considerazione l'eventuale differenza di costo tra un'unità convenzionale di media efficienza e un'unità di alta efficienza, è necessario anche essere preparati per l'eventuale spesa di adattamento allo scarico ad alta efficienza più freddo. Potrebbe essere necessario ricollegare o modificare il camino per adattarsi alle nuove condizioni di ventilazione. Lo sfiato orizzontale attraverso una parete esterna potrebbe non essere complicato o potrebbe non esserlo.
Anche il tuo clima è una considerazione. Se vivi in una regione con inverni lunghi e rigidi, i risparmi che realizzi da una fornace o una caldaia ad alta efficienza saranno sostanzialmente maggiori rispetto a quando vivi in un clima più mite. Consultare uno specialista di installazione di fornaci o caldaie di cui ci si fida per determinare cosa comporta un upgrade ad alta efficienza. Ogni casa sarà diversa. Dovrai bilanciare tali informazioni con l'aspettativa di un minor costo del carburante, meno danni ambientali e le tue priorità.
