¿Qué hace que un horno sea de "alta eficiencia"?

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Crédito: Imagen © ACHRnews.com Los hornos de alta eficiencia son compactos y sofisticados.

La innovación en el diseño de las unidades de calderas y hornos en las últimas décadas ha dado como resultado sistemas de calefacción que extraen significativamente más energía del proceso de combustión en forma de calor y envían menos cantidad a la chimenea como escape. Donde los hornos viejos de gran tamaño operan con una eficiencia inferior al 70 por ciento y los relativamente modernos pueden alcanzar una eficiencia del 80 al 83 por ciento, los sistemas de calefacción de alta eficiencia pueden ofrecer eficiencias del 98 por ciento o más.

La capacidad de un horno o caldera para capturar toda la energía que consume se mide por su eficiencia de utilización de combustible anual. (AFUE). La Comisión Federal de Comercio requiere que los nuevos hornos y calderas muestren su calificación AFUE para que los consumidores puedan hacer una comparación entre los modelos. Una mayor eficiencia significa que no solo usará menos combustible para la misma cantidad de calor, sino que su horno también emitirá menos dióxido de carbono a la atmósfera, hasta 1.5 toneladas menos por año.

crédito: Image © Amazon Los termostatos programables son una buena combinación para hornos y calderas de alta eficiencia.

Conceptos básicos de eficiencia del horno

Para comprender cómo funciona un horno o caldera de alta eficiencia, es útil revisar primero cómo funciona una unidad típica de eficiencia media:

Cuando su termostato detecta que la temperatura ambiente en su hogar ha caído por debajo de su punto de ajuste, envía una señal al horno. Esa señal hace que la válvula de gas se abra y que los quemadores se enciendan en la cámara de combustión. Las unidades más antiguas tienen una luz piloto constantemente encendida (también llamada piloto de pie) que enciende el gas que se entrega a los quemadores. Los hornos y calderas más nuevos utilizan un encendido electrónico que se activa al mismo tiempo que la válvula de gas se abre para suministrar gas a los quemadores.

Una vez que se encienden los quemadores, el cámara de combustión comienza a calentarse Excepto por el humo que ventila el escape del quemador, la cámara de combustión es una caja sellada diseñada para limitar esa quema real de combustible. Separado de la cámara de combustión, pero diseñado para estar en contacto con la mayor cantidad de calor posible en la cámara, está el intercambiador de calor. El aire (o en el caso de una caldera, agua) en el intercambiador de calor serpentea a través de la atmósfera calentada de la cámara de combustión, absorbiendo la mayor cantidad de calor posible.

Crédito: Imagen © Morenergy.ca Los hornos estándar tienen un solo intercambiador de calor y capturan menos energía producida por los quemadores.

Una eficiencia más baja equivale a dinero en la chimenea

En un horno de gravedad de baja eficiencia, tan pronto como el aire en la cámara de combustión es más cálido que el aire ambiente, comienza a moverse hacia arriba y hacia afuera de la chimenea. Del mismo modo, tan pronto como el aire en el intercambiador de calor de un horno de gravedad es más cálido que el aire circundante, comienza a abrirse paso a través de los conductos.

En hornos de eficiencia media, un ventilador se activa una vez que el aire en la cámara de combustión alcanza la temperatura óptima y el aire en el intercambiador de calor se calienta. El soplador no solo impulsa el aire caliente hacia los conductos que se distribuirán por toda la casa, sino que también aspira aire fresco del entorno o de una toma de aire fresco dedicada.

Con los sistemas de caldera, una bomba hace circular el agua calentada a los distintos radiadores de la casa. Mientras el aire o el agua dentro del intercambiador de calor se calientan por la atmósfera circundante de la cámara de combustión, el aire calentado por llama dentro de la cámara se mueve continuamente hacia arriba y hacia afuera de la chimenea. Ese penacho que se derrama de su chimenea representa calor no capturado, una señal de ineficiencia.

¿Cuál es el secreto de la alta eficiencia?

Los hornos y calderas de alta eficiencia están diseñados para capturar y retener más energía producida por los quemadores. En el sentido más simple, lo hacen empleando un intercambiador de calor secundario que sigue al primario y elimina la mayor parte del calor restante de los gases de escape.

Más específicamente, el intercambiador de calor secundario está diseñado para condensar el vapor del gas de escape en agua líquida, que recupera la mayor parte de la energía calorífica restante. El escape que queda después de que se condensa el vapor es lo suficientemente frío como para expulsarlo a través de una ventilación plástica de CPVC o ABS, a menudo horizontalmente a través de una pared cercana. De hecho, el escape de un horno o caldera de alta eficiencia es tan frío, relativamente, que no se extraerá naturalmente a través de un sistema de ventilación diseñado para un escape más caliente. Las unidades de alta eficiencia compensan eso con un ventilador secundario inductor de tiro en la base de la chimenea. El agua producida por el proceso de condensación es moderadamente ácida, por lo que el intercambiador de calor secundario debe estar construido de un material no corrosivo, como acero inoxidable o, a veces, aluminio; esa agua es expulsada a través del tubo de plástico a un desagüe del piso, a menudo después de pasar por una cámara de neutralización alcalina.

Una manera muy simple de identificar un horno de alta eficiencia es si observa la tubería de ventilación de CPVC o ABS que atraviesa la pared lateral de la casa, o la tubería de condensación de plástico que se dirige a un desagüe del piso. Si un horno no tiene ninguna de estas características, no es una unidad de alta eficiencia.

Crédito: Imagen © InterNACHI.com Los hornos y calderas de alta eficiencia emplean un intercambiador de calor de condensación secundario para capturar entre un diez y un quince por ciento adicional del calor.

Los hornos y calderas de alta eficiencia están disponibles en varios niveles de sofisticación, algunos equipados con controles inteligentes y sensibles que permiten múltiples niveles de operación, dependiendo de las condiciones. A diferencia de las plantas de calefacción tradicionales de una sola etapa, todo o nada, muchos hornos modernos de alta eficiencia son capaces de modular su salida con sopladores de varios niveles que son más silenciosos y menos derrochadores cuando el clima es moderadamente frío y más contundente cuando hace frío. golpes. Algunos también pueden ajustar la mezcla de aire y gas entregada a los quemadores para ajustar aún más las operaciones.

¿La alta eficiencia es siempre la mejor opción?

Sin lugar a dudas, los hornos y calderas de alta eficiencia reducirán los costos de combustible, haciéndolos más baratos de operar y emitirán menos dióxido de carbono, haciéndolos mejores para el medio ambiente. Pero si esa mayor eficiencia se pagará o no depende de una serie de factores. Incluso después de tener en cuenta cualquier diferencia de costo entre una unidad convencional de eficiencia media y una unidad de alta eficiencia, también debe estar preparado para el posible gasto de adaptarse a un escape de alta eficiencia más frío. Su chimenea puede necesitar ser revestida o modificada para acomodar las nuevas condiciones de ventilación. La ventilación horizontal a través de una pared exterior puede ser sencilla o no.

Su clima también es una consideración. Si vive en una región con inviernos largos y duros, los ahorros que obtiene de un horno o caldera de alta eficiencia serán sustancialmente mayores que si vive en un clima más templado. Consulte a un especialista en instalación de calderas o calderas en el que confíe para determinar qué implica una actualización a alta eficiencia. Cada casa será diferente. Tendrá que equilibrar esa información con la expectativa de un menor costo de combustible, menos daño ambiental y sus propias prioridades.

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