Os fornos de alta eficiência são compactos e sofisticados.A inovação no projeto de unidades de fornos e caldeiras nas últimas décadas resultou em sistemas de aquecimento que extraem significativamente mais energia do processo de combustão na forma de calor e enviam menos pela chaminé como exaustão. Onde fornos antigos, de grandes corpos, operam com menos de 70% de eficiência e relativamente modernos podem atingir 80 a 83% de eficiência, os sistemas de aquecimento de alta eficiência podem oferecer eficiência de 98% ou mais.
A capacidade de um forno ou caldeira de capturar toda a energia que consome é medida pela sua eficiência anual de utilização de combustível (AFUE). Novos fornos e caldeiras são obrigados pela Federal Trade Commission a exibir sua classificação AFUE para que os consumidores possam fazer uma comparação entre os modelos. Maior eficiência significa que você não apenas usará menos combustível para a mesma quantidade de calor, mas seu forno também emitirá menos dióxido de carbono na atmosfera - até 1,5 toneladas a menos por ano.
Os termostatos programáveis são uma boa combinação para fornos e caldeiras de alta eficiência.Fundamentos de eficiência do forno
Para entender como funciona um forno ou caldeira de alta eficiência, é útil revisar primeiro como funciona uma unidade de média eficiência típica:
Quando o termostato detecta que a temperatura ambiente em sua casa caiu abaixo do ponto definido, ele envia um sinal ao forno. Esse sinal solicita que a válvula de gás se abra e os queimadores se acendam na câmara de combustão. As unidades mais antigas têm uma luz piloto constantemente acesa (também chamada de piloto de pé) que inflama o gás que é entregue aos queimadores. Fornos e caldeiras mais recentes usam uma ignição eletrônica que é acionada no mesmo momento em que a válvula de gás se abre para fornecer gás aos queimadores.
Assim que os queimadores estiverem engatados, o Câmara de combustão começa a esquentar. Exceto pelo conduto que expele o escapamento do queimador, a câmara de combustão é uma caixa selada projetada para limitar a queima real de combustível. Separado da câmara de combustão, mas projetado para entrar em contato com o máximo de calor possível na câmara, está o trocador de calor. O ar (ou no caso de uma caldeira, água) no trocador de calor serpenteia através da atmosfera aquecida da câmara de combustão, absorvendo o máximo de calor possível.
Os fornos padrão têm um único trocador de calor e capturam menos da energia produzida pelos queimadores.Menor eficiência é igual a dinheiro na chaminé
Em um forno de gravidade de baixa eficiência, assim que o ar na câmara de combustão é mais quente que o ar ambiente, ele começa a subir e sair da conduta. Da mesma forma, assim que o ar no trocador de calor de um forno de gravidade estiver mais quente que o ar circundante, ele começa a percorrer o duto.
Em fornos de média eficiência, um ventilador entra em ação assim que o ar na câmara de combustão atinge a temperatura ideal e o ar no trocador de calor é aquecido. O soprador não apenas impulsiona o ar quente para o duto para ser distribuído por toda a casa, mas também extrai o ar fresco do ambiente ao redor ou de uma entrada de ar fresco dedicada.
Nos sistemas de caldeira, uma bomba circula a água aquecida para os vários radiadores da casa. Enquanto o ar ou a água no interior do trocador de calor estiver sendo aquecido pela atmosfera circundante da câmara de combustão, o ar aquecido por chamas no interior da câmara está continuamente subindo e saindo da chaminé. Essa pluma saindo de sua chaminé representa o calor não capturado - um sinal de ineficiência.
Qual é o segredo da alta eficiência?
Fornos e caldeiras de alta eficiência são projetados para capturar e reter mais da energia produzida pelos queimadores. No sentido mais simples, eles fazem isso empregando um trocador de calor secundário que segue o primário e extrai a maior parte do calor restante dos gases de escape.
Mais especificamente, o trocador de calor secundário foi projetado para condensar o vapor nos gases de escape de volta à água líquida, que recupera a maior parte da energia térmica restante. A exaustão que permanece após a condensação do vapor é fria o suficiente para que possa ser expelida através de uma ventilação plástica de CPVC ou ABS, geralmente horizontalmente através de uma parede próxima. De fato, o escape de um forno ou caldeira de alta eficiência é tão frio, relativamente, que não passa naturalmente por um sistema de ventilação construído para um escapamento mais quente. As unidades de alta eficiência compensam isso com um ventilador secundário de indução de vazão na base da conduta. A água produzida pelo processo de condensação é moderadamente ácida e, portanto, o trocador de calor secundário deve ser construído de um material não corrosivo, como aço inoxidável ou, às vezes, alumínio; essa água é expelida através de tubos de plástico para um ralo do piso, geralmente depois de passar por uma câmara de neutralização alcalina.
Uma maneira muito simples de identificar um forno de alta eficiência é se você detectar o tubo de ventilação de CPVC ou ABS que atravessa a parede lateral da casa ou o tubo de condensação de plástico que corre para o ralo do piso. Se um forno não possui nenhum desses recursos, não é uma unidade de alta eficiência.
Fornos e caldeiras de alta eficiência empregam um trocador de calor de condensação secundário para capturar de dez a quinze por cento adicional do calor.Fornos e caldeiras de alta eficiência estão disponíveis em vários níveis de sofisticação, alguns equipados com controles inteligentes e sensíveis que permitem vários níveis de operação, dependendo das condições. Diferentemente das usinas de aquecimento tradicionais de estágio único, tudo ou nada, muitos fornos modernos de alta eficiência são capazes de modular sua produção com sopradores de vários níveis que são mais silenciosos e menos desperdiçadores quando o tempo está moderadamente frio e mais forte quando o tempo frio exitos. Alguns também podem ajustar a mistura de ar e gás fornecida aos queimadores, a fim de ajustar ainda mais as operações.
Alta eficiência é sempre a melhor escolha?
Sem dúvida, fornos e caldeiras de alta eficiência reduzirão os custos de combustível, tornando-os mais baratos para operar, e emitirão menos dióxido de carbono, melhorando o meio ambiente. Mas se essa maior eficiência se pagará ou não depende de vários fatores. Mesmo depois de considerar qualquer diferencial de custo entre uma unidade de média eficiência convencional e uma de alta eficiência, você também deve estar preparado para as possíveis despesas de adaptação aos escapamentos de alta eficiência mais frios. Talvez sua chaminé precise ser ajustada ou modificada para acomodar as novas condições de ventilação. A ventilação horizontal através de uma parede externa pode ser simples ou não.
Seu clima também é uma consideração. Se você mora em uma região com invernos longos e rigorosos, as economias que obtém de um forno ou caldeira de alta eficiência serão substancialmente maiores do que se você mora em um clima mais ameno. Consulte um especialista em instalação de fornos ou caldeiras de sua confiança para determinar o que está envolvido em uma atualização para alta eficiência. Cada casa será diferente. Você precisará equilibrar essas informações com a expectativa de menor custo de combustível, menos danos ambientais e suas próprias prioridades.
