ائتمان: صورة © ACHRnews.com الأفران عالية الكفاءة مدمجة ومتطورة.أدى الابتكار في تصميم الأفران ووحدات الغلايات على مدار العقود القليلة الماضية إلى أنظمة التدفئة التي تستخرج طاقة أكثر بكثير من عملية الاحتراق في شكل حرارة وترسل كمية أقل من المدخنة إلى مدخنة. في الحالات التي تعمل فيها الأفران القديمة ذات الأجسام الكبيرة بكفاءة أقل من 70 في المائة ، بينما قد تحقق الأفران الحديثة نسبيًا كفاءة تتراوح بين 80 و 83 في المائة ، يمكن أن توفر أنظمة التدفئة عالية الكفاءة كفاءات تصل إلى 98 في المائة أو أكثر.
يتم قياس قدرة الفرن أو المرجل على التقاط جميع الطاقة التي يستهلكها من خلال كفاءة استخدام الوقود السنوي (AFUE). يطلب من لجنة التجارة الفيدرالية أفران ومراجل جديدة لعرض تصنيفها على AFUE بحيث يمكن للمستهلكين إجراء مقارنة بين الطرز. تعني الكفاءة العالية أنك لن تستخدم فقط كمية أقل من الوقود بنفس المقدار من الحرارة ، بل إن فرنك سوف ينبعث أيضًا كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون في الجو - بقدر أقل من 1.5 طن سنويًا.
ائتمان: Image © ترموستات AmazonProgrammable تطابق جيد للأفران والمراجل ذات الكفاءة العالية.أساسيات كفاءة الفرن
لفهم كيفية عمل الفرن أو المرجل عالي الكفاءة ، من المفيد أن نراجع أولاً كيفية عمل وحدة نموذجية متوسطة الكفاءة:
عندما يكتشف منظم الحرارة الخاص بك أن درجة الحرارة المحيطة في منزلك قد انخفضت عن النقطة المحددة له ، فإنه يرسل إشارة إلى الفرن. هذه الإشارة تطالب بصمام الغاز وفتح الشعلات في غرفة الاحتراق. الوحدات الأقدم لديها ضوء تجريبي دائم الاحتراق (يُسمى أيضًا a يقف الطيار) أن يشعل الغاز الذي يتم تسليمه إلى الشعلات. تستخدم الأفران والغلايات الحديثة اشتعالًا إلكترونيًا يتم تشغيله عند فتح صمام الغاز لتوصيل الغاز إلى الشعلات.
بمجرد إشعال الشعلات غرفة الاحتراق يبدأ في تسخين. باستثناء الاحتراق الذي ينفث العادم من الموقد ، فإن غرفة الاحتراق هي صندوق مغلق مصمم لحصر الاحتراق الفعلي للوقود. منفصلة عن غرفة الاحتراق ، ولكن مصممة لتكون على اتصال مع أكبر قدر ممكن من الحرارة في الغرفة ، هو مبادل حراري. ينتفخ الهواء (أو في حالة وجود غلاية أو ماء) في المبادل الحراري من خلال الغلاف الجوي الساخن لغرفة الاحتراق ، ويمتص أكبر قدر ممكن من الحرارة.
ائتمان: Image © Morenergy.ca تحتوي الأفران القياسية على مبادل حراري واحد وتقل قدرًا أقل من الطاقة التي ينتجها الشعلات.انخفاض الكفاءة يساوي المال حتى المدخنة
في فرن الجاذبية ذو الكفاءة المنخفضة ، بمجرد أن يصبح الهواء في غرفة الاحتراق أكثر دفئًا من الهواء المحيط ، يبدأ في التحرك لأعلى وللخروج من المداخن. وبالمثل ، بمجرد أن يصبح الهواء في المبادل الحراري لفرن الجاذبية أكثر دفئًا من الهواء المحيط ، فإنه يبدأ في شق طريق مجاري الهواء.
في الأفران ذات الكفاءة المتوسطة ، ينطلق منفاخ الهواء بمجرد أن يصل الهواء الموجود في غرفة الاحتراق إلى درجة الحرارة المثلى ويتم تسخين الهواء في المبادل الحراري. لا يدفع منفاخ الهواء الدافئ إلى مجاري الهواء لتوزيعه في جميع أنحاء المنزل فحسب ، بل يسحب أيضًا في الهواء النقي من البيئة المحيطة أو من مدخل هواء منعش مخصص.
مع أنظمة الغلايات ، تقوم المضخة بتوزيع المياه الساخنة على مختلف أجهزة التدفئة في المنزل. بينما يتم تسخين الهواء أو الماء داخل المبادل الحراري من خلال الغلاف الجوي المحيط بغرفة الاحتراق ، فإن الهواء الذي يتم تسخينه باللهب داخل الغرفة يتحرك باستمرار إلى الأعلى ويخرج من المداخن. يمثل هذا التدفق الخارج من مدخنتك الحرارة التي لم يتم التقاطها ، وهي علامة على عدم الكفاءة.
ما هو سر الكفاءة العالية؟
تم تصميم أفران ومراجل ذات كفاءة عالية للحصول على المزيد من الطاقة التي تنتجها الشعلات والاحتفاظ بها. في أبسط معنى ، يفعلون ذلك عن طريق توظيف أ مبادل حراري ثانوي يلي واحد الابتدائي ويكتب معظم الحرارة المتبقية من غازات العادم.
وبشكل أكثر تحديدًا ، تم تصميم المبادل الحراري الثانوي لتكثيف البخار في غاز العادم مرة أخرى في الماء السائل ، والذي يسترجع معظم الطاقة الحرارية المتبقية. يكون العادم الذي يبقى بعد تكثيف البخار باردًا بدرجة كافية بحيث يمكن طرده من خلال فتحات تهوية بلاستيكية CPV أو ABS ، وغالبًا ما يكون ذلك أفقيًا من خلال جدار قريب. في الواقع ، فإن العادم الناتج عن الفرن أو الغلاية عالي الكفاءة يكون باردًا نسبيًا ، بحيث لا يتم السحب بشكل طبيعي من خلال نظام تهوية مصمم لعادم أكثر سخونة. وحدات عالية الكفاءة تعوض عن ذلك بمروحة ثانوية تحفز السحب عند قاعدة المداخن. المياه الناتجة عن عملية التكثيف حمضية إلى حد ما ، وبالتالي يجب أن يتم بناء المبادل الحراري الثانوي من مادة غير قابلة للتآكل ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم في بعض الأحيان ؛ يتم طرد هذه المياه من خلال أنابيب بلاستيكية إلى مصفاة للأرض ، وغالبًا ما يتم تشغيلها عبر غرفة تحييد قلوية.
إحدى الطرق البسيطة للغاية لتحديد الفرن عالي الكفاءة هي إذا لاحظت أنبوبة تهوية CPVC أو ABS تمر عبر الجدار الجانبي للمنزل ، أو أنبوب التكثيف البلاستيكي الذي يمتد إلى مصفاة للأرضية. إذا كان الفرن لا يحتوي على أي من هذه الميزات ، فهو ليس وحدة ذات كفاءة عالية.
ائتمان: صورة © InterNACHI.com تستخدم الأفران والمراجل ذات الكفاءة العالية مبادل حراري مكثف ثانوي لالتقاط ما بين عشرة إلى خمسة عشر في المائة من الحرارة.تتوفر أفران ومراجل ذات كفاءة عالية في مستويات مختلفة من التطور ، بعضها مجهز بأدوات تحكم ذكية وحساسة تتيح مستويات متعددة من التشغيل ، حسب الظروف. على عكس محطات التسخين التقليدية ذات المرحلة الواحدة ، أو كل شيء أو لا شيء ، فإن العديد من الأفران الحديثة ذات الكفاءة العالية قادرة على تعديل إنتاجها بمنافيخ متعددة المستويات تكون أكثر هدوءًا وأقل إهدارًا عندما يكون الطقس معتدلًا وأكثر قوة عند الطقس البارد الزيارات. يمكن للبعض أيضًا ضبط خليط الهواء والغاز الذي يتم تسليمه إلى الشعلات من أجل ضبط العمليات بشكل أكبر.
هل الكفاءة العالية هي الخيار الأفضل دائمًا؟
دون أدنى شك ، ستؤدي الأفران والغلايات عالية الكفاءة إلى خفض تكاليف الوقود ، مما يجعلها أرخص في التشغيل ، وسوف تنبعث منها كميات أقل من ثاني أكسيد الكربون ، مما يجعلها أفضل للبيئة. ولكن ما إذا كانت تلك الكفاءة الأكبر ستدفع لنفسها أم لا تعتمد على عدد من العوامل. حتى بعد أن تأخذ في الاعتبار أي فرق في التكلفة بين الوحدة التقليدية ذات الكفاءة المتوسطة والوحدة ذات الكفاءة العالية ، يجب أن تكون مستعدًا أيضًا للنفقات المحتملة للتكيف مع العادم ذي الكفاءة العالية الأكثر برودة. قد تحتاج المدخنة إلى إعادة ضبطها أو تعديلها لاستيعاب ظروف التهوية الجديدة. قد يكون التنفيس الأفقي عبر جدار خارجي غير معقد أو قد لا يكون كذلك.
المناخ الخاص بك هو الاعتبار ، كذلك. إذا كنت تعيش في منطقة ذات فصول شتاء طويلة قاسية ، فإن المدخرات التي تدركها من الفرن أو المرجل عالي الكفاءة ستكون أكبر بكثير مما لو كنت تعيش في مناخ أكثر اعتدالًا. استشر أخصائي تركيب الفرن أو الغلايات الذي تثق به لتحديد ما يتعلق بالترقية إلى الكفاءة العالية. كل منزل سيكون مختلفا. ستحتاج إلى موازنة هذه المعلومات مع توقع انخفاض تكلفة الوقود وتقليل الأضرار البيئية والأولويات الخاصة بك.
