Высокоэффективная печь - это относительно новая инновация в технологии бытового отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Когда в обиход вошли печи для систем принудительного воздушного отопления домов, все они изначально отводили свои выхлопные газы очень традиционным способом, подобно тому, как отводятся дровяные камины. Выхлопные газы отводились вертикально в кирпичный дымоход, иногда облицованный металлическим дымоходом, который проходил через дом и выходил на крышу. С 1935 года, когда были изобретены системы принудительной вентиляции, до энергетического кризиса 1980-х годов это была традиционная система вентиляции всех топок с принудительной подачей воздуха, работающих на топливе.
В этот период даже самые лучшие традиционные печи достигли в лучшем случае лишь около 60-70 процентов эффективности, то есть от 30 до 40 процентов энергии уходили в дымоход в виде бесполезного тепла. В тот момент, когда высокие затраты на энергию сделали его жизнеспособным, производители начали разрабатывать серию новых конструкций печей, которые сжигали более эффективно. Некоторые из этих конструкций давно устарели (например, импульсная печь компании Carrier), но в этот период инноваций возникла базовая конструкция, которая сегодня используется в современных высокоэффективных печах, способных достигать показателей эффективности от 90 до 98 процентов.
Высокоэффективные печи с показателем энергоэффективности 90 процентов и выше стали все более популярными примерно с 2010 года. Например, к 2012 году 35 процентов всех проданных печей имели показатель энергоэффективности 90 процентов или выше. Если вашей печи меньше 10 лет, вполне возможно, что у вас уже есть высокоэффективная установка, особенно если вы живете в холодном климате. Если вы планируете установить новую печь или живете в новом доме, скорее всего, это будет высокоэффективная модель.
Инновационные высокоэффективные печи
В 1980-х и 1990-х годах появилось множество инноваций, необходимых для повышения эффективности печей с принудительной подачей воздуха:
- Горячее зажигание: В старых печах использовались стоячие запальники, которые постоянно сжигали небольшое количество топлива. Со временем эта функция была заменена электронным зажиганием, которое поджигает газ только тогда, когда в печь подается сигнал. Самый эффективный метод из всех найден в современных высокоэффективных печах, где топливо воспламеняется устройством воспламенения с горячей поверхностью, которое создает высокие температуры, необходимые для воспламенения топлива.
- Горелки «In-shot»: В старых печах использовалось довольно пассивное пламя горелки, похожее на то, что можно найти на газовой плите. С другой стороны, в современной высокоэффективной печи используется горелка, которая с силой нагнетает пламя в теплообменник таким образом, что извлекает максимально возможную энергию из топлива.
- Двойной теплообменник: Вместо того, чтобы выбрасывать горячие выхлопные газы по простой физике (горячий воздух поднимается вверх) вверх по дымоходу, высокоэффективные печи используют вторичный теплообменник для вытягивания гораздо больше тепла от выхлопных газов, прежде чем выпустить его из дома. Выхлопные газы в современной печи к моменту выхода из системы довольно холодные.
- Вытяжной индукционный вентилятор: Поскольку выхлопные газы в современной эффективной печи практически полностью лишены тепла, больше не остается достаточно энергии для создания конвекционного потока, который позволяет газы естественным образом поднимаются в дымоход. Таким образом, для создания тяги для перемещения выхлопных газов в вентиляционную трубу необходим вспомогательный вытяжной вентилятор.
Нигде, однако, инновации для высокоэффективных печей не являются более важными, чем те, которые необходимы для системы вентиляции печи.
Стандартная и высокоэффективная вентиляция
Печь со стандартной или средней эффективностью может тратить некоторое количество энергии, но сама система вентиляции является чудом простой физики. Поскольку выхлопные газы такие горячие, они естественным образом поднимаются в вертикальный дымоход, который поднимается вверх по стандартному дымоходу и выходит из дома. Никакой механической помощи не требуется (хотя в некоторых старых печах есть вытяжные вентиляторы, которые толкают выхлопные газы в дымоход).
Если ваша печь является старым устройством с низкой или средней эффективностью (КПД ниже 90 процентов), она, вероятно, все еще имеет вентиляцию таким образом. Однако все реже можно увидеть новые печи этого типа, хотя 80 процентов по-прежнему является официальным минимумом эффективности Министерства энергетики для зон с теплой зимой.
Высокоэффективные печи, с другой стороны, требуют некоторых улучшенных технологий для правильной вентиляции. Эти печи известны как «конденсационные печи», поскольку одним из побочных продуктов чрезвычайно высокой эффективности является образование конденсата, поскольку последние калории тепла извлекаются из выхлопных газов. Таким образом, в этих печах всегда имеется дренажная трубка, ведущая к стоку в полу или другому дренажному приспособлению.
Другим побочным эффектом высокоэффективного сжигания является то, что газы настолько холодны, что у них нет естественной конвекции, которая позволяет дыму подниматься вверх по дымоходу. Таким образом, эти печи вообще не будут вентилироваться, если нет дополнительного двигателя вентилятора, называемого вытяжным индукционным вентилятором, который втягивает выхлопные газы в дымоход.
Наконец, еще один неприятный побочный эффект высокоэффективного сжигания заключается в том, что оставшиеся выхлопные газы превращаются в высококоррозионную смесь двуокиси углерода и кислой влаги. Этот выхлопной газ настолько агрессивен, что быстро разрушает раствор дымохода и металл в дымоходах, используемых для вентиляции старых печей.
Чтобы приспособиться к уникальному характеру выхлопных газов в высокоэффективной конденсационной печи, выхлопные газы обычно выводятся через боковую стену дома через пластиковые трубы из ПВХ, а не из металла. Это один из самых простых способов определить, есть ли в доме высокоэффективная печь - обратите внимание на наличие одной или двух труб из ПВХ, выходящих из дома примерно на том же уровне, что и печь. (Иногда также используются трубы из АБС или ХПВХ, хотя чаще используется ПВХ.)
Боковая вентиляция печи: одно- или двухтрубные системы
Боковая вентиляция высокоэффективной конденсационной печи может осуществляться двумя различными способами: однотрубными или двухтрубными системами.
Двухтрубная вентиляция часто предпочтительнее, особенно в современных домах, которые очень герметичны. В этой системе, которую часто называют прямой вентиляцией, одна из труб из ПВХ всасывает свежий наружный воздух, который подается на горение печи. Обычно это называют воздухозаборной трубой или просто впускной трубой. Другая труба из ПВХ - это выхлопная труба, по которой выводятся отработанные выхлопные газы из печи.
Некоторые установки выглядят как однотрубные системы, но на самом деле являются двухтрубными системами, поскольку в них используется специальная концентрическая труба с двойными стенками, которая подает свежий воздух по одной герметичной камере трубы, а выбрасывает через другую камеру. Этот концентрический вентиляционный канал выглядит как однотрубная система, но на самом деле это двухтрубная установка.
В однотрубных системах печь засасывает окружающий воздух изнутри дома, чтобы обеспечить воздух для сжигания топлива. Иногда специалисты по установке устанавливают вторичную вентиляцию в подсобном помещении или подвале, которая просто пропускает наружный воздух в помещение, чтобы обеспечить достаточное количество свежего воздуха в печи. Это особенно актуально для самых современных энергоэффективных домов, которые очень герметичны. Это менее критично в старых домах, которые естественным образом имеют сквозняки, что обеспечивает достаточное количество свежего воздуха.
Двухтрубные установки считаются более эффективными и поэтому предпочтительнее, но однотрубные установки разрешены большинством строительных норм и правил. Фактически большинство новых печей можно приспособить как для однотрубной, так и для двухтрубной установки. Какой бы метод ни использовался, очень важно, чтобы вентиляционные трубы были установлены правильно - герметично и с надлежащим уклоном - для безопасной работы печи.
Также важно, чтобы воздухозаборная труба была расположена так, чтобы всасываемый воздух был действительно свежим и не был загрязнен парами из выхлопных труб, используемых для печи или водонагревателя. Это может быть сложно в таунхаусах или кондоминиумах, где внешняя стена для подсобного помещения довольно ограничена. Таким образом, установка печи обычно выполняется лицензированным подрядчиком. Некоторые сообщества запрещают домовладельцам выполнять любую из этих работ, и там, где разрешена установка своими руками, вы можете ожидать, что процесс проверки будет очень строгим.