Guida visiva a un forno a condensazione ad alta efficienza

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Forni convenzionali e condensanti

La risoluzione dei problemi e la riparazione del forno sono molto più semplici se si conosce il tipo di forno che si possiede. I due principali tipi di forni a gas in casa sono la fornace convenzionale e la più recente fornace a condensazione ad alta efficienza. Le tecnologie utilizzate in questi forni influiscono direttamente sulla loro efficienza energetica. Questo è rappresentato nel loro punteggio AFUE o Efficienza annuale di utilizzo del carburante. Solo i forni a condensazione raggiungono i punteggi più alti di oltre il 90% di AFUE, con alcuni che raggiungono oltre il 98% di AFUE.

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Anatomia di un forno a condensazione ad alta efficienza

Mentre il forno a condensazione è diverso nelle sue esigenze di progettazione e riparazione , presenta alcune analogie con un forno convenzionale. Come un forno convenzionale, prende aria fredda dalla casa e la fa passare attraverso un filtro dell'aria, muove l'aria con un ventilatore circolante e ha un bruciatore a gas ad accensione elettronica (sebbene i forni a condensazione possano avere più controlli elettronici).

La differenza principale tra un forno convenzionale e un forno a condensazione è il modo in cui il forno gestisce i gas di scarico del processo di combustione. Entrambi i tipi di forno hanno uno scambiatore di calore primario, o camera di combustione, in cui il calore dei bruciatori a gas viene scambiato per riscaldare l'aria nel sistema prima che venga soffiato in tutta la casa. Con un forno convenzionale, i gas di scarico caldi dalla camera di combustione entrano direttamente in una canna fumaria metallica e vengono scaricati all'esterno. I gas di scarico sono ancora molto caldi e tutto il calore è sprecato.

Con un forno a condensazione, i gas di scarico della combustione vengono fatti passare attraverso uno scambiatore di calore secondario che assorbe gran parte del calore dai gas. Mentre i gas si raffreddano, si condensano per formare acqua e anidride carbonica (che insieme formano l'acido carbonico). L'acqua (chiamata condensa ) gocciola attraverso un tubo di scarico, e i residui di gas di scarico vengono scaricati all'esterno attraverso un tubo in PVC (plastica). Il fatto che sia possibile utilizzare la plastica per il tubo di sfiato dimostra quanto siano freddi i gas.

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Assorbimento e circolazione dell'aria

Un forno a condensazione generalmente funziona allo stesso modo di un forno convenzionale per riciclare l'aria nella vostra casa. Ma i forni ad alta efficienza spesso incorporano alcuni miglioramenti tecnologici:

• Ventilatore a recupero di calore (HRV): proprio come con un forno standard, un forno a condensazione utilizza l'aria di ritorno da casa tua per essere filtrata e riscaldata nuovamente dal forno. La maggior parte di questa aria viene semplicemente rimessa in circolo più e più volte, ma in aggiunta, una piccola quantità di aria fresca viene solitamente tirata dentro attraverso fessure attorno a finestre e porte e altre aree. Quando una casa è ben chiusa ermeticamente, o "stretta", può garantire una presa d'aria esterna opzionale che estrae l'aria dall'esterno nella fornace.
  
  Un ventilatore a recupero di calore, o HRV, è un dispositivo opzionale (separato dal forno) che funziona come uno scambiatore di calore aria-aria. Usa l'aria interna riscaldata e stantia per preriscaldare l'aria fresca esterna in entrata prima che arrivi al forno.
• Filtro dell'aria: la maggior parte dei forni a condensazione (e alcuni forni convenzionali) utilizzano mezzi di filtrazione dell'aria ad alta efficienza per migliorare la qualità dell'aria interna.

• Motore elettrico del ventilatore: I forni a condensazione possono avere uno dei due tipi di motori del soffiatore: un motore standard permanente a condensatore split (PSC) (comunemente presente sui forni convenzionali) o un motore a commutazione elettronica a commutazione continua (ECM) a velocità variabile. Quest'ultimo viene utilizzato con forni a due stadi o modulanti ed è più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a un motore standard.
• Vano del soffiatore: i compartimenti del ventilatore su forni ad alta efficienza sono solitamente isolati per trattenere il calore. I forni convenzionali di solito non sono isolati.

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Combustibile Combustibile

I forni a condensazione sono simili ai forni convenzionali nell'area della combustione del carburante, che comprende un bruciatore a gas, un'accensione elettronica e una camera di combustione. Tuttavia, ci sono alcune differenze nel modo in cui l'aria viene erogata per la combustione e nella tecnologia delle valvole del gas del bruciatore.

• Valvola del gas: i forni convenzionali utilizzano spesso una valvola del gas del bruciatore a uno stadio, il che significa che il bruciatore ha uno stadio "on". Con i forni a condensazione, è comune trovare almeno una valvola del gas del bruciatore a due stadi o doppio stadio con controlli elettronici che consenta alla fiamma del bruciatore di raggiungere impostazioni alte o basse, a seconda del livello di calore richiesto.
  
  Il sistema più efficiente comprende una valvola modulante, a portata variabile, valvola del gas e sistema di controllo elettronico per il bruciatore, abbinato a un motore soffiante di tipo ECM. Ciò consente di regolare con precisione le impostazioni del bruciatore e la velocità del motore della ventola per un migliore controllo della temperatura e l'efficienza energetica.
• Accensione elettronica: i forni a condensazione utilizzano sistemi di accensione elettronica per la massima efficienza e affidabilità.
• Camera di combustione: a differenza dei forni convenzionali, un forno a condensazione utilizza una camera di combustione sigillata e aria di combustione a presa diretta. La presa d'aria della combustione è direttamente ventilata dall'esterno della casa alla fornace. Ciò significa che il forno non prende l'aria già riscaldata dal forno e lo usa per l'aria di combustione.

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Scambiatori di calore

L'estrazione di calore utile dal processo di combustione del carburante è dove un forno a condensazione si separa veramente da un forno convenzionale.

• Scambiatore di calore primario: lo scambiatore di calore primario su un forno a condensazione è simile a quello di un forno convenzionale. È un sistema di tubi in acciaio appositamente rivestito.
• Scambiatore di calore a condensazione secondario: lo scambiatore di calore secondario è costituito da piccoli tubi che ricevono i gas di scarico una volta che hanno attraversato lo scambiatore di calore primario. Qui, più calore viene estratto dai gas di scarico e, come risultato, i gas vengono raffreddati al punto che si condensano in acqua e anidride carbonica. Poiché l'acqua e l'anidride carbonica formano un condensato leggermente acido chiamato acido carbonico , lo scambiatore di calore secondario deve essere realizzato in acciaio inossidabile per resistere alla corrosione.
• Linea di drenaggio della condensa: la condensa dell'acido carbonico dallo scambiatore di calore secondario viene scaricata tramite un tubo in PVC e solitamente scaricata in uno scarico a pavimento.

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Sistema di sfiato

La temperatura di scarico dei gas di scarico di un forno a condensazione è fondamentalmente diversa da quella di un forno convenzionale. Lo scarico dei fumi del forno di condensazione è relativamente freddo e può essere sfiatato con un tubo di sfiato in plastica senza l'uso di una bocchetta metallica in metallo.

• Ventola a induzione: i forni a condensazione, come molti forni convenzionali, utilizzano una ventola e un pressostato a induzione.
• Sfiato di gas di scarico in plastica: i gas di scarico di un forno di condensazione possono uscire attraverso un tubo in ABS o CPVC a causa della loro bassa temperatura (circa 100 gradi F o meno). Di solito sfogano attraverso un muro della casa, almeno 12 pollici sopra il livello o sopra il livello di neve previsto.