Una guida visiva ai forni a condensazione ad alta efficienza
La risoluzione dei problemi e la riparazione del forno è molto più semplice se sai che tipo di forno hai. I due principali tipi di forni a gas in casa sono il forno convenzionale e il nuovo forno a condensazione ad alta efficienza. Le tecnologie utilizzate in questi forni hanno un impatto diretto sulla differenza nella loro efficienza energetica, rappresentata dalle loro valutazioni AFUE (Annual Fuel Utilization Efficiency). Solo i forni a condensazione sono in grado di raggiungere i valori AFUE più alti di oltre il 90 percento, con alcuni che superano il 98 percento.
Come si differenzia un forno a condensazione ad alta efficienza
Sebbene il forno a condensazione sia diverso nella progettazione e nelle esigenze di riparazione, presenta alcune somiglianze con un forno convenzionale. Come un forno convenzionale, aspira l'aria fredda della casa e la fa passare attraverso un filtro dell'aria; muove l'aria con un ventilatore di circolazione; e ha un bruciatore a gas con accensione elettronica (anche se i forni a condensazione possono avere più controlli elettronici).
Uno scambiatore di calore contro due
La principale differenza tra un forno convenzionale e un forno a condensazione è il modo in cui il forno gestisce i gas di scarico dal processo di combustione. Entrambi i tipi di forno hanno uno scambiatore di calore primario, costituito da una camera di combustione dove il calore dei bruciatori a gas viene scambiato con l'aria circolante prima di essere distribuito in tutta la casa. Con un forno tradizionale, i gas di scarico caldi dalla camera di combustione entrano direttamente in una canna fumaria metallica e vengono scaricati all'esterno. Poiché i gas di scarico sono ancora molto caldi, tutto quel calore viene sprecato.
Con un forno a condensazione, invece, i gas di scarico della combustione vengono fatti passare anche attraverso uno scambiatore di calore secondario che assorbe gran parte del calore residuo dai gas. Quando i gas si raffreddano, si condensano per formare acqua e anidride carbonica (che insieme formano acido carbonico). L'acqua (chiamata condensa) sgocciola attraverso un tubo di scarico e i fumi rimanenti vengono scaricati all'esterno attraverso un tubo di plastica. Il fatto che sia possibile utilizzare la plastica per il tubo di sfiato dimostra quanto siano freddi i gas quando vengono esauriti.
Filtrazione e circolazione dell'aria
Un forno a condensazione funziona generalmente allo stesso modo di un forno convenzionale nel far circolare l'aria nella vostra casa. Ma i forni ad alta efficienza spesso incorporano una tecnologia aggiuntiva.
Ventilatore a recupero di calore (HRV)
Proprio come con un forno standard, un forno a condensazione filtra e riscalda l'aria di ritorno dalla vostra casa in un'azione a ciclo continuo. La maggior parte di quest'aria viene semplicemente ricircolata più e più volte, ma in aggiunta, una piccola quantità di aria fresca di solito viene aspirata attraverso le fessure intorno a finestre e porte e in altre aree. Quando una casa è ben sigillata all'aria, o "a tenuta", può richiedere una presa d'aria fresca opzionale che aspira l'aria dall'esterno nella fornace e previene situazioni di vuoto parziale. Un ventilatore a recupero di calore, o HRV, è un dispositivo opzionale separato dal forno che funziona come uno scambiatore di calore aria-aria. Utilizza l'aria interna viziata e riscaldata 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. Questi filtri devono essere cambiati regolarmente per funzionare in modo efficace. Sono disponibili diverse classi di filtri, a seconda delle esigenze. Se qualcuno nella tua famiglia soffre di allergie, ad esempio, puoi utilizzare filtri progettati per catturare in modo efficace gli allergeni noti.
Motore elettrico del ventilatore
I forni a condensazione possono avere uno dei due tipi di motori del ventilatore: un motore standard a condensatore split permanente (PSC) (lo stesso tipo che si trova comunemente sui forni convenzionali) o un motore a commutazione elettronica (ECM) a corrente continua a velocità variabile. Quest'ultimo viene utilizzato con forni a due stadi, o modulanti, ed è più efficiente dal punto di vista energetico di un motore standard.
Vano soffiante
I vani soffianti sui forni ad alta efficienza sono generalmente isolati per trattenere il calore. I forni convenzionali di solito non sono isolati.
Combustione di carburante
I forni a condensazione sono simili ai forni convenzionali quando si tratta di combustione del carburante: i componenti standard includono un bruciatore a gas, l'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 monostadio, il che significa che il bruciatore ne ha uno stadio "acceso". Con i forni a condensazione, è comune trovare almeno una valvola del gas del bruciatore a due stadi (bistadio), che ha controlli elettronici che consentono alla fiamma del bruciatore di essere su impostazioni alte o basse, a seconda del livello di calore richiesto. Il sistema più efficiente comprende una valvola del gas modulante (a capacità variabile) e un sistema di controllo elettronico del bruciatore, abbinato a un motore del ventilatore di tipo ECM. Ciò consente regolazioni fini dell'impostazione del bruciatore e della velocità del motore del ventilatore, il che migliora il controllo della temperatura e l'efficienza energetica.
Accensione elettronica
I forni a condensazione utilizzano sempre sistemi di accensione elettronica per la massima efficienza ed affidabilità. I forni standard più vecchi possono utilizzare un sistema pilota permanente, sebbene quelli più recenti possano avere sistemi elettronici.
Presa d'aria dalla camera di combustione
A differenza dei forni convenzionali, un forno a condensazione utilizza spesso una camera di combustione sigillata e aria di combustione a sfiato diretto. La presa d'aria comburente viene solitamente convogliata dall'esterno dell'abitazione al forno. Ciò significa che il forno non preleva l'aria già riscaldata dal forno e la utilizza per la combustione. Tuttavia, i forni a condensazione possono essere installati anche come configurazioni monotubo, non a sfiato diretto, in cui l'aria comburente viene prelevata dall'interno. Questo è più comune quando il forno si trova in uno spazio non riscaldato, come un ripostiglio o un seminterrato.
Scambiatori di calore
L'estrazione del calore utile dal processo di combustione del carburante è il punto in cui 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 con rivestimento speciale.
Scambiatore di calore secondario a condensazione
Nei forni a condensazione è presente uno scambiatore di calore secondario costituito da piccoli tubi che ricevono i gas di scarico una volta passati attraverso lo scambiatore di calore primario. Qui viene estratto più calore, con il risultato che i gas vengono raffreddati al punto da condensarsi in acqua e anidride carbonica. Poiché l'acqua e l'anidride carbonica da una condensa leggermente acida chiamata acido carbonico, lo scambiatore di calore secondario deve essere realizzato in acciaio inossidabile per resistere alla corrosione.
Linea di scarico condensa
La condensa di acido carbonico dallo scambiatore di calore secondario viene drenata tramite un tubo in PVC e normalmente scaricata in uno scarico a pavimento.
Sistema di ventilazione dello scarico
La temperatura di scarico dei fumi di un forno a condensazione è fondamentalmente diversa da quella di un forno convenzionale. Lo scarico dei fumi del forno a condensazione è relativamente freddo e può essere ventilato con un tubo di sfiato in plastica senza l'uso di uno sfiato del camino in metallo.
Ventilatore che induce correnti d'aria
I forni a condensazione, come molti forni convenzionali, utilizzano un ventilatore di aspirazione e un pressostato.
Scarico fumi in plastica
I gas di scarico di un forno a condensazione possono uscire attraverso un tubo in PVC, ABS o CPVC a causa della loro bassa temperatura (circa 100 gradi F o meno). Di solito sfogano attraverso un muro della casa, almeno 30 centimetri sopra il livello o sopra il livello di neve previsto.
