رصيد: صورة © HomeSense للتدفئة والتبريد تحتوي الأفران والمراجل ذات الكفاءة العالية على مبادل حراري ثان يلتقط معظم نفايات أفران التدفئة القياسية.عند استبدال الفرن الأقدم أو إذا كنت تختار الفرن أو المرجل لبناء جديد ، فمن المحتمل أن تواجه خيارًا بين وحدة التسخين "العادية" متوسطة الكفاءة ووحدة التدفئة عالية الكفاءة. تعرف أيضًا باسم أفران التكثيف والغلايات ، وتسمى الوحدات ذات الكفاءة العالية لأنها أكثر فعالية في استخراج الحرارة الناتجة عن بنك الاحتراق. عندما يستخدم الفرن ذو الكفاءة المتوسطة 80 في المائة من الحرارة المنتجة ويرسل الـ 20 في المائة الأخرى المدخنة في غازات العادم ، تستخرج المعدات عالية الكفاءة ما يصل إلى 98 في المائة من الطاقة الحرارية المنتجة. تعني هذه الكفاءة العالية ، بالطبع ، أنك ستستخدم كمية أقل من الوقود للحفاظ على راحة منزلك وطرد عادم أقل في شكل غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء في الجو.
فلماذا لا تختار لكفاءة عالية؟
إذا تم تثبيت الفرن أو المرجل في بناء جديد ، فستكون اختيارك أسهل. يمكن مراعاة المتطلبات الخاصة للفرن عالي الكفاءة في التصميم من البداية. ولكن إذا كنت تفكر في معدات التدفئة عالية الكفاءة كبديل لوحدة متوسطة الكفاءة ، فإن القرار ليس بهذه البساطة دائمًا. في بعض الأحيان ، قد يؤدي التعديل التحديثي لإعدادات التنفيس الخاصة بك لتلائم المتطلبات المحددة للكفاءة العالية إلى نفقات غير متوقعة. انها ليست مبادلة مباشرة بسيطة.
الائتمان: Image © توفر أفران RheemHigh ذات الكفاءة والتحكم أكثر من الموديلات القياسية ، لكن حساب التوفير في التكاليف قد يكون معقدًا.كيف تحصل الأفران عالية الكفاءة على كفاءتها
تعمل الأفران والغلايات المنتظمة ذات الكفاءة المتوسطة من خلال تشغيل مجموعة من الشعلات داخل غرفة الاحتراق كلما انخفض درجة الحرارة في منزلك عن النقطة المحددة. تقوم الشعلات بتسخين الهواء داخل غرفة مغلقة (باستثناء فتحة التهوية). تسحب مروحة قوية في الهواء وتدفعه إلى مبادل حراري سربنتين داخل تلك الغرفة المدفّأة ، ثم تدفعه خلال مجرى الهواء وأخيراً يسجل الحرارة إلى أن يتم تسخين المنزل بدرجة كافية. ثم ترموستات تغلق الشعلات. تعمل الغلايات بشكل أساسي بنفس الطريقة باستثناء أنها تستخدم المضخات لدفع المياه من خلال المبادل الحراري الموجود في الجو الساخن بغرفة الاحتراق ، ثم يتم توزيع الماء الساخن من خلال مشعات.
الهواء داخل غرفة الاحتراق حار جدًا ويتحرك باستمرار عبر المدخنة وأعلى ، ويحل محله الهواء المسحوب من الفضاء المحيط بالفرن أو المرجل. حتى بعد نقل جزء كبير من طاقتها الحرارية إلى الهواء الذي يمر عبر مبادلات الحرارة ، تحتفظ غازات العادم بالحرارة الكافية حتى ترتفع بشكل طبيعي إلى خارج المداخن وتخرج من المدخنة.
تحتوي الأفران والغلايات عالية الكفاءة أيضًا على مواقد ناتجة عن الترموستات وغرفة الاحتراق حيث يتم تسخين الهواء ويتم نقل معظم هذه الحرارة عن طريق مبادل حراري أساسي إلى الهواء الدافئ أو الماء الذي سيتم توزيعه في جميع أنحاء المنزل. لكن الهواء أو الماء الخارج من المبادل الحراري الأولي يترك وراءه جزءًا كبيرًا من الطاقة الحرارية المنتجة في غرفة الاحتراق غير مؤمن ، وبدلاً من ترك تلك الطاقة تفلت من الطاقة ، تعمل الأفران والغلايات ذات الكفاءة العالية على تحويل الهواء أو الماء الدائران المحسنين عبر مبادل حراري ثانوي.
يتم استخراج الكثير من الحرارة المتبقية في هذا المبادل الثانوي بحيث يتكثف العادم ويتم تصريفه في الغالب كسائل. الغازات المتبقية وبخار الماء بارد جدًا بحيث لا يرتفع بشكل طبيعي إلى مداخن تقليدية ويتطلب بالتالي مروحة مخصصة لطردها. (هذا ، بالمناسبة ، هو استهلاك ثانوي للطاقة لا يتم تضمينه في حسابات كفاءة استهلاك الوقود. يمكن أن تختلف كمية الطاقة الكهربائية التي تستهلكها مروحة النفخ في الفرن بشكل كبير من نموذج إلى آخر ومن مصنع إلى آخر ، وبالتالي فإن الكهرباء يجب أن يكون الاستخدام جزءًا من المقارنة عند اختيار الفرن.)
رصيد: صورة © NJCleanEnergy.com تنفيس نموذجي لفرن أو مرجل عالي الكفاءة مع مدخل هواء منفصل وعادم.حيث تحصل على أفران الهواء الاحتراق المسائل
تقوم الأفران والغلايات المنتظمة متوسطة الكفاءة بسحب الهواء من البيئة المحيطة لدعم الاحتراق. يتم تسخين هذا الهواء بالفعل إذا كانت المعدات موجودة داخل مساحة المعيشة بحيث تكون مضيعة للطاقة المفيدة. سحب الهواء الذي يحركه منفاخ الهواء في الفرن وأعلى المدخنة يخلق أيضًا ضغطًا سلبيًا داخل المنزل. هذا الضغط السلبي يدفع الهواء الخارجي إلى الدخول إلى المنزل من خلال أي فجوات أو تصدعات متاحة ، تسمى العملية تسرب. يؤدي التسلل إلى جعل المنازل عاتية ، وفي الحالات القصوى يمكنها عكس تدفق العادم حتى المداخن أو المداخن ، مما قد يؤدي إلى التسمم بأول أكسيد الكربون.
تستخدم الأفران والغلايات عالية الكفاءة غرفة احتراق محكمة الغلق. على الرغم من أنه في الحالات التي يكون فيها الفرن أو المرجل خارج منطقة المعيشة - مثل الهواء أو العلبة - يتم سحب الهواء في بعض الأحيان من المساحة المحيطة ، إلا أن الهواء لدعم الاحتراق يأتي بشكل مثالي من خارج المنزل. إنه أكثر برودة ، مع نسبة رطوبة أقل وأقل احتمالا لحمل العناصر المسببة للتآكل من الهواء الداخلي. الهواء الخارجي وغرفة الاحتراق محكمة الغلق لن تعزز التسلل ، وبالتالي فإن المنزل الذي يتم تسخينه بواسطة معدات عالية الكفاءة سيكون أقل عدوانية.
ائتمان: Image © Compass Heating and AirAn تم تركيب فرن عالي الكفاءة مع أنابيب تنفيس CPVC وخطوط تصريف للأرضية.لماذا تنفجر أفران عالية الكفاءة خارج الجدار
كما هو موضح سابقًا ، تقوم الأفران والغلايات ذات الكفاءة العالية باستخراج الطاقة الحرارية من الاحتراق بنجاح كبير بحيث يبدأ العادم المبرد في التكثيف ويتم تبريد أي بخار ماء متبقي وثاني أكسيد كربون بدرجة لا تسمح بارتفاع المداخن بشكل طبيعي. السائل المتكثف من العادم هو خليط من حمض الكربونيك الحمضي بشكل معتدل وماء قابل للتآكل بدرجة كافية بحيث يجب إنشاء مبادلات حرارية ثانوية من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم. يجب توجيه هذا التصريف السائل من الفرن عبر أنابيب بلاستيكية إلى مصفاة للأرض أو خارجها في بعض الحالات.
مروحة التهوية ضرورية لدفع العادم المتبقي بالخارج. نظرًا لأن العادم لم يعد لديه أي رفع ملموس من جانبه ، فإن طرد العادم لأعلى وتهوية من فتحة السقف عادة ما يتجاوز إمكانات مروحة التهوية ما لم يكن الفرن يقع في مساحة العلية. على النحو الأمثل ، ينبغي تهوية الأفران عالية الكفاءة من خلال أقرب جدار. في البناء الجديد الذي نادراً ما يطرح مشكلة حيث يمكن ترتيب خطط البناء لتمكين تحديد موقع الفرن أو المرجل في مكان مثالي مع جدار تنفيس وهجرة أرضية قريبة. في حالة الترقية ، حيث كانت المعدات السابقة متوسطة الكفاءة ، يمكن أن تسبب مشكلة التهوية المناسبة مشاكل وتتطلب نفقات إضافية.
أنابيب التهوية الموصى بها للأفران عالية الكفاءة عبارة عن بلاستيك CPVC أو ABS. سيكون لكل مصنع أو فرن غلاية مواصفات قطر القطر المناسب والحد الأقصى للطول المسموح به لتشغيل الأنبوب. المرفقين في المدى يزيد من مقاومة تدفق الهواء ويقلل من الطول المسموح به. إذا تم تجاوز الحد الأقصى للتشغيل أو إذا كان هناك أي عائق يحول دون تدفق الهواء في فتحة التهوية ، فقد يقوم مفتاح إيقاف السلامة بإغلاق الفرن. عادةً ما يتم تشغيل أنبوبين من الفرن أو المرجل إلى الجدار الخارجي - أحدهما لتدفق الهواء والآخر للتهوية - ويجب أن يتم إنهاؤها بمحاور تمنع المطر أو الثلج أو أي حطام آخر من دخول الأنابيب. يستخدم بعض المُثبِّتين نظامًا للتنفيس داخل الأنابيب داخل أنابيب متحدة المركز ، حيث يتم سحب الهواء الداخل إلى غرفة خارجية ويمر العادم عبر أنبوب في الوسط. يجب أن تكون الفتحات مرتفعة بدرجة كافية على الحائط لتجنب عرقلة الثلج ووضعها بحيث لا يمكن سحب العادم في المدخول.
ائتمان: صورة © Yelp.com غطاء للتهوية صغير الحجم. يتم سحب الهواء الداخل تحت الغطاء ويمنع العادم من الحطام والحيوانات.أفران عالية الكفاءة وسخانات المياه الأيتام
في العديد من المنازل ذات الأفران ذات الكفاءة المتوسطة وسخانات المياه بالغاز ، يتقاسم الفرن وسخان الماء مداخن شائعة. عندما ينتقل التبديل إلى الفرن أو الغلاية عالية الكفاءة إلى نصف تلك الشراكة ، يصبح المداخن أكبر من اللازم بالنسبة لسخان المياه ، المعروف الآن باسم سخان المياه اليتيم، لرسم بشكل صحيح. لتصحيح هذا يتطلب إدراج في المداخن المداخن - مصروفات إضافية التي يجب أن تؤخذ في الاعتبار عند وضع ميزانية لاستبدال عالية الكفاءة إلى وحدة التدفئة ذات الكفاءة المتوسطة.
الحد الأدنى
الأفران والمراجل ذات الكفاءة العالية تقدم العديد من المزايا. بالإضافة إلى زيادة كفاءة استهلاك الوقود وخفض انبعاثات الكربون ، فإن الأفران والمراجل ذات الكفاءة العالية أكثر تطوراً ، مع مستويات تحكم أكبر وحماية أكبر من التسلل وتراكم أول أكسيد الكربون. ومع ذلك ، من المهم أن تكون على دراية بالنفقات الواضحة فحسب ، بل أيضًا بالتكاليف الخفية التي قد يستتبعها التغيير من المستوى المتوسط إلى الكفاءة العالية. قد تلغي هذه التكاليف الإضافية مدخراتك المتوقعة في تكاليف الوقود لفترة من الوقت.
