Печь атмосферного горения втягивает воздух из помещения в камеру сгорания через решетку на передней панели (фото справа). Водонагреватель втягивает воздух внизу рядом с контрольной лампой.

Проблема №1 – Отрицательное давление увеличивает инфильтрацию.

Когда печь, водонагреватель или и то, и другое работают, они втягивают воздух из помещения и отправляют его наружу. Основное правило строительной науки и то, что изучают все домашние энергоаудиторы, заключается в том, что на каждый кубический фут воздуха, выходящего из дома, приходит еще один кубический фут воздуха.Запуская эти приборы атмосферного горения в кондиционированном помещении, вы увеличиваете инфильтрацию, которую испытывает дом. В результате ваши счета за электроэнергию будут выше, и вы можете обнаружить, что в доме немного сквозняков, пока печь работает.

Я уже писал в этом месте раньше, что нельзя сделать дом слишком тесным, но вы должны обратить внимание на вопросы безопасности горения, прежде чем приступить к герметизации дома. Вы хотите, чтобы это было плотно, но вы не хотите увеличивать вероятность следующей проблемы.

Проблема № 2 – Отрицательное давление может вызвать обратное движение водонагревателя.

Проблема в том, что это отверстие также позволяет воздуху спускаться в дымоход.Если давление воздуха в помещении достаточно низкое по сравнению с давлением воздуха в месте выхода дымохода наружу, воздух будет спускаться в дымоход. Если воздух идет в дымоход во время работы водонагревателя, дымовые газы не будут подниматься в дымоход. Они входят в комнату.

Вот где начинается самое интересное. В нормальных условиях эксплуатации, когда дымовые газы выходят в дымоход, в процессе сгорания в основном образуются водяной пар и углекислый газ. Когда водонагреватель вытягивается, процесс горения меняется.Пламя может испытывать недостаток кислорода, вызывая неполное сгорание, что приводит к значительному увеличению содержания монооксида углерода в дымовых газах.

Окись углерода, разумеется, вредна. Вы не хотите, чтобы он витал в воздухе в вашем доме, а это именно то место, куда он направляется, если водонагреватель откачивается. Он не может подняться в дымоход.

Проблема № 3 – Обычная вентиляция водонагревателей и печей отменяет важную функцию безопасности печей.

В основании дымохода в печи атмосферного горения находится индуктор тяги.Это небольшой вентилятор, который нагнетает воздух через теплообменник. Рядом с этим вентилятором находится датчик давления, который отключит печь, если обнаружит, что давление в дымоходе слишком высокое. Если белка или птица строят гнездо наверху дымохода, и дымовые газы не могут выйти, этот датчик может спасти вашу жизнь, отключив топку.

Однако, когда дымоход вашего водонагревателя подключен к дымоходу печи (см. Вторую фотографию выше), это беличье гнездо в верхней части дымохода по-прежнему не дает выходить дымовым газам, но датчик может не определять достаточно высокое давление, чтобы выключить печь.Причина в том, что дымовые газы теперь имеют другой выход – в верхней части водонагревателя!

Решения

Если внутри ограждающей конструкции вашего дома происходит атмосферное горение, вот несколько вариантов устранения или уменьшения вероятности проблем:

• Используйте герметичную топку для сжигания и водонагреватель с прямым сбросом, принудительной вентиляции или герметичный водонагреватель, если вы все еще хотите использовать газ в кондиционируемом помещении.
• Создайте герметичный отсек для сжигания из комнаты, где находятся приборы атмосферного сжигания.Для этого вам необходимо полностью изолировать комнату путем герметизации воздуха между ней и остальной частью дома, а затем ввести воздух для горения.
• Перевести с природного газа на электричество. Недавно мы опубликовали два гостевых поста от Дэвида Батлера, пропагандирующих этот подход: «Просто скажи« нет »печам в высокопроизводительных домах, тепловым насосам и водонагревателям – отличная команда для высокопроизводительных домов».

Безопасность возгорания – огромная проблема, и это большая часть взгляда на дом как на систему, которая возвращает нас к Building Science 101.Безусловно, можно безопасно использовать природный газ в наших домах, но нам нужно быть внимательными и делать это правильно. Ставить в кондиционированном помещении приборы атмосферного горения – неправильный путь.

Горючие газы в вашем доме – что вы должны знать о разливе продуктов сгорания

ВЫЛИВАЮТСЯ ЛИ ГАЗЫ СГОРАНИЯ В ВАШ ДОМ?

Есть ли в вашем доме какие-либо из этих устройств для сжигания топлива?

• Газовая печь, бойлер или водонагреватель
• Топка, котел или водонагреватель на жидком топливе
• Дровяная печь или камин
• Переносные обогреватели на пропане, природном газе или керосине
• Устройства для сжигания топлива прочие (e.грамм. газовая плита)

Если да, то при сгорании топлива будут выделяться тепло и газообразные продукты сгорания. Обычно эти продукты сгорания, которые могут включать как видимый дым, так и различные невидимые газы, выводятся наружу через дымоход или вентиляционную трубу. К сожалению, в некоторых случаях они могут вместо этого сбежать в ваш дом, где могут вызвать множество проблем со здоровьем и другие проблемы.

Утечка при сгорании – это термин, используемый для описания нежелательного потока продуктов сгорания в ваш дом.Используемые количества обычно небольшие; тем не менее, каждый год в некоторых домах случаются серьезные или долгосрочные разливы продуктов сгорания, что иногда приводит к серьезным или трагическим последствиям. Вам будет предоставлена ​​некоторая важная информация о разливе продуктов сгорания, которая предупредит вас о некоторых индикаторах и наметит практические шаги, которые вы можете предпринять для снижения рисков. Короче говоря, информация, представленная здесь, предназначена для того, чтобы научить вас, как не допускать попадания продуктов сгорания в ваш дом.

ПОЧЕМУ ТАКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ?

Поскольку токсичные соединения могут присутствовать в дымовых газах, присутствие этих газов в домашнем воздухе может привести к проблемам, начиная от неприятных головных болей и заканчивая серьезными заболеваниями, отравлением угарным газом (CO) и даже смертью.

Токсичные и другие вредные вещества, которые могут быть обнаружены в дымовых газах, включают:

• Окись углерода (без цвета, запаха и чрезвычайно токсична)
• Полициклические ароматические углеводороды
• Альдегиды
• Несгоревшие углеводороды
• Оксиды серы
• Оксиды азота
• Твердые частицы (например, сажа)
• Двуокись углерода и водяной пар – оба присутствуют в больших количествах и, хотя и относительно безвредны, могут создавать дискомфорт в помещении или способствовать возникновению проблем с влажностью в доме

Точный состав и характеристики дымовых газов зависят от нескольких факторов.К ним относятся тип сжигаемого топлива, тип используемой технологии горелки, тип используемой системы вентиляции и состояние вашей системы отопления. Серьезность их воздействия на ваш дом и жителей зависит от этих предметов, а также от того, сколько свежего воздуха циркулирует в вашем доме.

ПОНИМАНИЕ ВЫВОДА И УТЕЧКИ

Когда дела идут хорошо

Типичная масляная или газовая система воздушного отопления схематически показана на рисунке 1. Во время работы система генерирует два отдельных воздушных потока:

1) Воздух для горения

В зависимости от типа отопительного оборудования воздух, необходимый для горения, может втягиваться в оборудование из окружающей комнаты или отводиться прямо снаружи дома.Отопительное оборудование предназначено для полного удаления образующихся дымовых газов из вашего дома.

Рисунок 1 Расход воздуха в базовой системе принудительного воздушного отопления

Рисунок 1 – Основные потоки воздуха в системе принудительного воздушного отопления: Изображение печи, на котором показаны синие стрелки, представляющие холодный воздух, возвращающийся из дома, текущий вверх через теплообменник, нагреваясь и возвращаясь в дом. Воздух для горения и циркулирующий воздух, показанные серыми и черными стрелками, проходят через печь во время ее работы, но никогда не смешиваются с потоками возвратного и приточного воздуха.

Рисунок 2 – Утечка продуктов сгорания через впускное отверстие для разрежающего воздуха печи на природном газе

Рисунок 2 – Вытекание при сгорании из впускного отверстия разрежающего воздуха в печи с естественным тягловым газом: На изображении печи показаны синие стрелки, представляющие холодный воздух, возвращающийся из дома, протекающий вверх через теплообменник, нагреваясь и подавая обратно воздух в камеру. дом. Воздух для горения в доме, показанный двумя серыми стрелками, а затем черными при прохождении через теплообменник, встречает дымовые газы, выходящие из дымохода, представленные большой белой стрелкой, в результате чего дымовые газы просачиваются в дом.

2) Циркуляционный воздух

Тепло, выделяемое оборудованием для обогрева помещений, передается в жилые помещения дома. В системе с приточным воздухом это достигается за счет циркуляции нагретого домашнего воздуха. Более холодный воздух возвращается в печь, нагревается в теплообменнике и возвращается в дом по отопительным каналам. В правильно работающей печи с принудительной подачей воздуха воздух для горения и циркулирующий воздух проходят через печь во время ее работы, но никогда не смешиваются (как показано на рисунке 1).

Системы водяного отопления – системы, которые обычно используют воду и радиаторы для распределения тепла, – не имеют циркулирующего воздушного потока. Однако они требуют такой же подачи воздуха для горения и удаления дымовых газов, как и системы с принудительной подачей воздуха.

Аналогичным образом, газовые или масляные водонагреватели, камины и дровяные печи – все требуют воздуха для горения, и все дымовые газы должны выводиться наружу.

Когда дела идут не так

К сожалению, системы сжигания не всегда работают должным образом, и результатом может быть утечка продуктов сгорания.

Иногда утечка очевидна – например, если у вас есть дровяная печь или камин, вы можете иногда увидеть, как дым выходит в комнату. Или если у вас есть темное пятно на стене над камином, это может указывать на утечку продуктов сгорания в комнату при запуске или во время использования. В других случаях утечка может быть не столь очевидной, отчасти потому, что оборудование для обогрева помещений и водонагреватель обычно расположены вдали от основных жилых помещений дома и горят относительно чисто.Кроме того, многие газообразные продукты сгорания, особенно из природного газа и пропана, трудно обнаружить, поскольку они невидимы и не имеют запаха или почти не имеют запаха.

Три основных фактора, работая по отдельности или вместе, могут создать условия, способствующие разливу горения в вашем доме. В дополнение к этим факторам иногда могут быть виноваты необычные ветры.

Фактор 1: Проблемы с дымоходом / вентиляцией

Задача дымохода – выводить дымовые газы из дома. Однако дымоход не будет работать должным образом, если он плохо спроектирован, плохо установлен или в плохом состоянии.Есть много причин неадекватной работы или выхода дымохода из строя. Вот несколько примеров:

• Дымоход может быть неподходящего размера – слишком мал для работы или слишком велик для поддержания достаточной тяги.
• Препятствия, такие как птичьи гнезда, трупы животных, битые кирпичи, обрушившаяся облицовка и лед, могут блокировать поток воздуха в дымоходе.
• Неправильное окончание (расположение или высота) дымохода или отвода продуктов сгорания может привести к попаданию в зону высокого давления.
• Коррозия может стать проблемой из-за конденсации влаги или плохой конструкции или монтажа.
• Неизолированный дымоход на внешней стене вызывает особую озабоченность, поскольку в отсутствие дымовых газов он может стать очень холодным. Это может привести к конденсации влаги из воздуха. Когда дымоход сначала заполняется влажными дымовыми газами, конденсация может увеличиваться, по крайней мере, пока дымоход не прогреется. Конденсация может привести к повреждению материалов в дымоходе и образованию льда. Это, в свою очередь, приводит к таким проблемам, как крошащийся кирпич и керамические футеровки дымохода, деформированные металлические футеровки, трещины и утечки, засоры и плохая тяга.

Фактор 2: Проблемы с оборудованием

Приборы для сжигания в вашем доме состоят из нескольких компонентов, и, как и дымоходы, они должны быть хорошо спроектированы, правильно установлены и регулярно обслуживаться. В противном случае механические проблемы могут помешать правильному отведению дымовых газов.

Например, плохо обслуживаемая или поврежденная топка или горелка котла может вызвать неполное сгорание топлива, что приведет к низким температурам горелки. Это может привести к первоначальному разливу при запуске.В качестве альтернативы, частично заблокированный или очень холодный дымоход также может способствовать утечке (см. Рисунок 2).

Фактор 3: Проблемы с давлением

Зимой закрываем дома. В то же время у нас есть вытяжные вентиляторы и множество других устройств, которые выкачивают воздух из дома. Фактически, многие приборы, особенно камины, выбрасывают значительное количество воздуха, даже когда они не работают. В результате давление воздуха в помещении падает ниже давления воздуха на улице, и в доме происходит разгерметизация.Поскольку давление в помещении пытается уравняться с давлением на улице, свежий наружный воздух втягивается в дом через отверстия, такие как трещины и щели вокруг окон, дверей и преднамеренные отверстия в конструкции здания.

Если в вашем доме слишком большая разгерметизация, воздух может быть засосан обратно (т. Е. Поток воздуха будет реверсирован) через дымоход или вентиляционную систему, особенно в отопительном оборудовании с естественной тягой. Оборудование с естественной тягой использует плавучесть для перемещения нагретых продуктов сгорания вверх по дымоходу или вентиляционному отверстию без использования вентиляторов.Когда это происходит, воздух течет вниз по дымоходу, а не вверх – состояние, известное как обратная тяга (см. Рисунок 3). Если вы когда-либо открывали заслонку камина перед зажиганием камина и чувствовали, что в комнату проникает большой поток холодного воздуха, вы столкнулись с обратным тяготением.

Рисунок 3 – Вытяжка из-за разгерметизации

Рисунок 3 – Дом с обратной вытяжкой из-за разгерметизации Изображение двухуровневого дома с вытяжными вентиляторами для ванной и кухни, центральной системой вакуумирования и сушилкой для белья.Дом показан как сдавленный как разгерметизированный. Стрелки показаны спускающимися вниз по дымовой трубе печи и бака горячей воды и представляют собой выхлопные газы, выходящие на нижний уровень.

Обратная вытяжка наиболее распространена во время цикла выключения топочного устройства. Если прибор запускается во время обратной тяги, нисходящий поток воздуха в дымоходе может быть трудно изменить. Просыпание продуктов сгорания может продолжаться после пуска столько, сколько потребуется для устранения обратного вытягивания.В домах, где цикл включения короткий, а дымоход не изолирован или не обогревается, этот тип пускового разлива может происходить часто, так как дымоход имеет мало возможностей для нагрева и создания хорошей тяги. Например, при сжигании дров продукты сгорания во время запуска особенно грязны, поэтому даже незначительные утечки такого типа следует считать нежелательными. В некоторых случаях обратная тяга также может иметь место во время работы топочного устройства – например, в камине с тлеющим огнем.(См. Раздел А как насчет дровяных каминов ?)

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ПРОТЕКАНИЯ СГОРАНИЯ

Как говорится, лучшее лекарство – профилактика. Некоторые из описанных ниже действий будет легче осуществить, если вы строите, ремонтируете или заменяете существующее оборудование. Даже если это не так, вы все равно можете многое сделать.

Обслуживание устройств для сжигания топлива

Начните ежегодное техническое обслуживание всех ваших топочных устройств.Обратитесь в этом за помощью к квалифицированному специалисту. Специалист по обслуживанию должен проверить герметичность теплообменника, наличие утечки при запуске и конденсацию в дымоходах.

Техническое обслуживание должно включать настройку – правильно настроенный прибор для сжигания редко производит CO, самую серьезную угрозу. При необходимости отрегулируйте нагревательное оборудование таким образом, чтобы оно работало в циклах продолжительностью шесть минут или дольше (чтобы минимизировать утечку при запуске). Помните, что тщательная проверка может стоить немного дороже, чем простая очистка, но это хорошо потраченные деньги.

Осмотр и уход за дымоходом

Забитый дымоход не будет выводить дымовые газы из вашего оборудования. Позаботьтесь о профессиональной проверке дымохода на предмет отсутствия трещин и препятствий, например осколков кирпича, льда или мертвых животных. Эта проверка должна выполняться регулярно в рамках ежегодного или двухгодичного обращения в службу поддержки.

Обновите дымоход

Поговорите со специалистами по дымоходам, чтобы узнать, как можно улучшить характеристики дымохода. Если вы строите или ремонтируете, постарайтесь расположить новый дымоход на внутренней стене, чтобы он оставался теплым.

Попросите специалиста оценить подачу воздуха для ваших топочных устройств. Помните, что даже правильно спроектированный воздуховод для воздуха для горения сам по себе не решит проблемы утечки или обратного вытягивания; Также следует решить проблемы с дымоходом и разгерметизацией.

Обновите свое устройство

При замене существующего оборудования или покупке нового оборудования инвестируйте в устройства, которые менее подвержены утечке. Устройства с принудительной тягой, которые используют вентилятор для принудительной вентиляции дымовых газов, более устойчивы к утечке.Герметичные устройства для сжигания, использующие технологию прямого сброса, изолируют воздух для горения и дымовые газы от жилых помещений с помощью отдельных герметичных трубопроводов, которые дополнительно ограничивают возможность утечки. Спросите совета у продавца.

Избегайте условий, которые приводят к отказу от проекта

При небольшой осторожности условия, которые могут привести к обратному вытягиванию, можно свести к минимуму за счет уменьшения разницы давления внутри и снаружи.
Например:

• Остерегайтесь одновременного использования нескольких мощных вытяжных устройств, таких как кухонная вытяжка большой емкости и сушилка для одежды.
• Если вы устанавливаете новую приставку с мощным вытяжным вентилятором, получите совет специалиста о том, как сбалансировать это на стороне подачи воздуха.
• Избегайте комбинаций приборов, которые могут создать условия пониженного давления – например, печи с естественной тягой и вытяжным вентилятором верхнего диапазона.
• Если ваша печь, бойлер или водонагреватель находится в небольшом отдельном помещении, позвольте воздуху свободно перемещаться между механическим помещением и остальной частью дома. Решеткой могут быть решетчатые двери или установленные дверные / настенные решетки.
• Если у вас есть система воздушного отопления, убедитесь, что вы не забираете возвратный воздух из непосредственной близости от ваших топочных устройств. Также убедитесь, что дверца воздуходувки на вашей печи находится на месте, а отверстие воздушного фильтра достаточно закрыто рамой воздушного фильтра или герметично.

А ТАКЖЕ ДЕРЕВЯННЫЕ КАМИНЫ?

Дровяные камины могут представлять значительную угрозу утечки продуктов сгорания, и к ним следует относиться с большим уважением. Большинство людей с камином испытали небольшие клубы дыма, когда он горит.Они могут не знать, что тлеющие угли угасающего огня могут выделять высокие концентрации CO. Это происходит потому, что когда огонь горит, выделяется мало тепла; тяга в дымоходе может быть очень слабой, и углекислый газ легко проливается в дом, иногда даже после того, как люди ушли спать.

Меры безопасности для камина включают техническое обслуживание дымохода, сигнальные устройства и предотвращение условий, способствующих отказу. Когда камин сильно горит или тлеет, всегда следует подавать дополнительный воздух снаружи.Плотно закрытые дверцы камина во время пожара также могут помочь снизить вероятность утечки. Подумайте о том, чтобы добавить плотно прилегающие двери, если их нет, или, что еще лучше, установите энергоэффективную каминную топку.

БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ ПРИ ОБОРУДОВАНИИ, НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕННЫМ ДЛЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Если у вас дома есть газовая плита без вентиляции, обязательно используйте вытяжку с вентиляцией вне помещения и обеспечьте дополнительную вентиляцию всякий раз, когда прибор работает. Вытяжки с рециркуляцией не удаляют продукты сгорания.Никогда не используйте прибор для приготовления пищи на природном газе без вентиляции в качестве прибора для обогрева помещения – существует реальная опасность отравления углекислым газом.

Невентилируемые переносные обогреватели не должны использоваться внутри помещений. Никогда не используйте уголь или газ для барбекю в помещении.

ОБНАРУЖЕНИЕ ПРОБЛЕМ ПРОБЛЕМЫ ПРОЛИВОВ СГОРАНИЯ

Даже при наличии хорошей программы предотвращения вы должны внимательно следить за утечкой дымовых газов.
Обратите внимание на предупреждающие знаки, такие как:

• Повторяющиеся головные боли, раздражение кожи и горла, одышка или нарушение двигательной функции
• Запахи горения в любой части дома
• Горячий и влажный воздух вокруг нагревательного оборудования
• Пятна сажи вокруг любого топочного прибора, воздуховода, регистров или необычный рокочущий звук во время его работы
• Фитинги из плавленой пластмассы в верхней части водонагревателя для бытового потребления

Выполните Проверка потока дымохода , быстрая и простая процедура, которая даст вам представление о том, насколько хорошо работает ваш дымоход, как показано на Рисунке 4 – обратите внимание: этот тест невозможен для закрытых топочных устройств.

Установить сигнальные устройства. Сигнализаторы дыма и CO следует использовать всякий раз, когда присутствуют приборы для сжигания. Купите сигнализацию CO, сертифицированную в соответствии с действующим стандартом Канадской ассоциации стандартов (CSA) 6.19 для бытовых устройств сигнализации по угарному газу. Дымовая сигнализация и сигнализация CO должны быть установлены в соответствии с инструкциями производителя по установке и местными строительными нормами. Ваш местный отдел пожарной охраны или чиновник здания могут дать рекомендации по установке.

Имейте в виду, что отравление CO может произойти при воздействии большого количества CO в течение короткого периода времени или небольшого количества CO в течение длительного периода времени, особенно если организм человека имеет ограниченную способность использовать кислород (например,грамм. люди, страдающие астмой и другими респираторными заболеваниями). Также хорошей идеей является размещение детектора CO вблизи спальни или слышимого из нее звукового сигнала. Однако имейте в виду, что сигналы тревоги по CO могут не срабатывать в некоторых ситуациях, например, при длительном воздействии низкого уровня. Кроме того, хотя это и не связано с утечкой сгорания, автомобиль на холостом ходу в пристроенном гараже может вызвать срабатывание сигнализации CO в доме, когда выхлопные газы мигрируют через протекающие общие стены, двери и потолки. Избегайте холостого хода автомобиля в гараже.

Обратите внимание, что все дымовые извещатели и извещатели имеют срок годности и должны быть заменены в соответствии с инструкциями производителя.Кроме того, для блоков с батарейным питанием или блоков с электрическими блоками с резервным аккумулятором меняйте батареи ежегодно или в соответствии с инструкциями производителя. Сигнализация CO также должна иметь логотип CSA.

Рисунок 4 – Проверка потока в дымоходе

• Держите индикатор дыма (например, ароматическую палочку) рядом с вытяжным шкафом газовой печи или водонагревателя или возле барометрической заслонки масляной печи, когда ваша печь работает. Следите за направлением дыма.
• Теперь включите все вытяжные вентиляторы и другое вытяжное оборудование. Еще раз проверьте, нет ли движения дыма в вытяжном шкафу или заслонке.
• Если дым проникает в дом, возможно, у вас проблема с утечкой. Вам следует немедленно вызвать опытного профессионального подрядчика по отоплению для тщательного осмотра.

Рисунок 4 – Проверка потока в дымоходе Рука держит палочку ладана возле вытяжного колпака газовой печи

УСТРАНЕНИЕ ПРОБЛЕМ ПРОБЛЕМЫ ПРОЛИВОВ СГОРАНИЯ

Если у вас возникла проблема с утечкой продуктов сгорания, важно как можно скорее ее решить.Часто для решения существующих проблем и предотвращения будущих проблем требуются аналогичные стратегии. После того, как вы определили, что у вас есть проблема или определили причину, подумайте о соответствующих действиях, описанных в разделе Предотвращение утечки продуктов сгорания. Убедитесь, что все необходимые ремонтные работы или улучшения выполняются как можно быстрее и опытными профессионалами. Если вы не уверены в своих возможностях, проконсультируйтесь в Интернете или в своем телефонном справочнике, чтобы найти профессионалов, специализирующихся, например, на воздуховоде, инспекции зданий, качестве воздуха в помещении, дымоходах и отопительном оборудовании.Ваша топливная компания также может оказать помощь.

Хотя этот информационный продукт отражает текущие знания специалистов по жилищным вопросам, он предоставляется только для общих информационных целей. Ответственность за любые действия или действия, предпринятые на основе описанной информации, материалов и методов, несет пользователь. Читателям рекомендуется обратиться к соответствующим профессиональным ресурсам, чтобы определить, что является безопасным и подходящим в их конкретном случае. Natural Resources Canada не несет ответственности за какие-либо последствия, возникшие в результате использования описанной информации, материалов и методов.

Великий 80% Vs. 95% Furnace Showdown

Если вы заменяете печь стандартной производительности, идея установки высокоэффективной печи может показаться заманчивой. В некоторых случаях хорошей идеей является выбор высокоэффективной печи. Но это не всегда лучший выбор – даже если ваш специалист по HVAC говорит, что вы компенсируете разницу в стоимости.

Как и большинство вещей в HVAC, все зависит от обстоятельств.

Печь, которая имеет для вас наибольший смысл, может не иметь маркировки «высокая эффективность».Все сводится к расположению печи, вашим целям по энергоэффективности и различным атрибутам вашего дома.

Если вам нужна помощь в выборе новой печи для вашего дома в Атланте, мы можем помочь! Наша команда выполняет обширный анализ , чтобы помочь вам выбрать наиболее оптимальную печь.

Свяжитесь с нами сегодня

Различия между 80% и 95% печами

Печь со стандартным КПД обеспечивает 80% годовой эффективности использования топлива (AFUE). В этом типе печи 20% энергии, производимой природным газом, выбрасывается в виде выхлопных газов.Высокоэффективные печи предлагают 90% и более AFUE. В наши дни 95% AFUE – это обычная оценка среди новых газовых печей.

Таким образом, печь на 95% эффективнее, чем печь на 80%. Выбор должен быть простым, верно?

Ну, не совсем. Эти печи тоже работают по-разному. В печи на 80% используется открытое горение для выработки энергии из природного газа. Другими словами, он засасывает воздух из окружающей среды. В 95% -ной печи этого не происходит – в ней используется герметичное сгорание – процесс, при котором печь всасывает воздух снаружи.Если ваш подрядчик HVAC установит 95% -ную печь, она будет втягивать наружный воздух через специальную трубу из ПВХ.

Вот почему все это важно для домовладельцев, заменяющих печь:

• Стоимость: Если вы заменяете печь на 80%, которая находится на вентилируемом чердаке или в подвесном пространстве, вы, вероятно, не компенсируете разницу в стоимости при установке блока на 95%. Печи на 80% требуется воздух для горения. В вентилируемом пространстве воздух для горения уже присутствует. Если вы выберете 95% -ную печь, вам нужно будет создать путь для воздуха для горения, чтобы войти в агрегат.Установка сложнее, поэтому стоит дороже.
• Безопасность: Если ваша печь находится в вентилируемой зоне, газы, образующиеся в процессе горения, обычно не представляют опасности для безопасности. Но если ваша печь находится на герметичном чердаке или в закрытом подвесном пространстве, открытое горение может вызвать проблемы. Лучше установить 95% -ную печь с концентрическим вентиляционным отверстием, которое одновременно всасывает воздух и выводит выхлопные газы. В непроветриваемой среде более безопасным выбором будет 95% -ная печь.

Вот почему так важно расположение вашей печи! В нашей климатической зоне трудно оправдать более высокую стоимость 95% печи, если вы устанавливаете ее в вентилируемом помещении. Точно так же трудно игнорировать риски безопасности 80% -ной печи, если вы устанавливаете ее в замкнутой, герметичной среде.

Другие факторы, влияющие на КПД печи

Подобно тому, как SEER – не единственный фактор, влияющий на эффективность кондиционера, AFUE – не единственная спецификация, на которую следует обратить внимание при выборе новой печи.Если для вас важна энергоэффективность, также важно понимать:

• Ступени нагрева, одноступенчатые, двухступенчатые или плавные
• Воздушный поток, включенный / или регулируемый

Одноступенчатые печи имеют только одну настройку: полный дом. Когда одноступенчатая печь работает, она нагнетает горячий воздух в ваш дом с максимальной возможной мощностью. С другой стороны, двухступенчатая печь имеет две разные скорости: полную и «медленную», скорость, которая обычно составляет около 65% от мощности печи.

В большинстве случаев более низкая скорость достаточна для обогрева вашего дома и не требует такого количества энергии, как одноступенчатая печь. Тоже тише. Вы не будете слышать «свист» теплого воздуха каждый раз, когда включается тепло. Когда температура значительно падает и более низкая скорость не согревает ваш дом, включается вторая ступень, и печь работает на полную мощность.

Почему все это имеет значение? Потому что печи 80% и 95% доступны как одноступенчатые, так и двухступенчатые.Печь на 80% с двумя ступенями нагрева обычно лучше для ваших счетов за электроэнергию, чем печь на 95% с одной ступенью.

Некоторые печи на 95% даже поставляются с полностью регулируемым газовым клапаном. Это похоже на две ступени тепла, только лучше! Вместо двух ступеней печь работает с различной мощностью, чтобы удовлетворить ваши потребности в обогреве в любой момент.

Воздушный поток с регулируемой скоростью также является плюсом. Стандартные печи обеспечивают полный поток воздуха без изменения скорости.Агрегаты с регулируемой скоростью воздушного потока лучше контролируют количество горячего воздуха, поступающего в ваш дом в любой момент времени. Таким образом, они более эффективны, чем стандартные устройства.

Верно. AFUE – это не конечный показатель эффективности печи. В зависимости от вашей ситуации другие факторы могут иметь еще большее значение!

Итоги вашего дома

У всех дома разные. У вас может быть уникальная ситуация, которая не вписывается в принципы, которые мы обсуждаем здесь.С этой оговоркой, вот лучший выбор печи для вашего дома, если:

• Вы заменяете печь на 80% в вентилируемом пространстве: Используйте новую печь на 80%. Если вам нужна более энергоэффективная модель, подумайте о двухступенчатом агрегате с регулируемым потоком воздуха, прежде чем переходить на 95% -ную печь и дополнительную конструкцию, которая для этого потребуется.
• Ваша новая печь будет жить в замкнутом или изолированном пространстве: Здесь имеет смысл печь 95%. Для еще большего повышения эффективности рассмотрите двухступенчатый или полностью регулируемый блок с регулируемым воздушным потоком.
• Выхлоп из вашей печи выходит в дымоход: Топка на 95% с новым вытяжным отверстием – хорошая идея в случае повреждения футеровки дымохода. Вы же не хотите создавать ситуацию, когда выхлопные газы проникают в ваш дом! Если вы выберете другую модель 80%, подумайте об установке новой облицовки дымохода в целях безопасности.
• Энергоэффективность – ваша главная задача: Полностью регулируемая печь на 95% с регулируемым потоком воздуха – ваш лучший выбор. Просто имейте в виду, что вам может не понравиться хорошая рентабельность инвестиций, если вы заменяете 80% -ную печь в вентилируемой среде.

Что хорошо, так это то, что вы, вероятно, повысите эффективность, несмотря ни на что. Если вы не замените одноступенчатую печь на 80% практически идентичным агрегатом, определенно можно будет получить повышение эффективности. Даже переход на двухступенчатую установку – серьезное изменение, если вы привыкли к стандартной 80% печи!

Итак, стоит ли вам использовать более высокий процент AFUE в следующей печи? Возможно, вам и не придется. И если вы это сделаете, вам, вероятно, понравится.

Воздух для горения – HVAC School

Для поддержания горения (горения) вам нужны три вещи: топливо, тепло и кислород.Если у вас есть все три в правильной пропорции, вы можете поддерживать непрерывное состояние горения.

Удалите один (или уменьшите в достаточной степени), и треугольник сгорания может разрушиться.

В обычной газовой печи, работающей на природном газе, теплом является воспламенитель, топливо – природный газ, а кислород – воздух для горения.

Воздух для горения – это буквально воздух, необходимый для обеспечения непрерывной подачи воздуха для надлежащего горения (горения). В случае сжигания топлива, такого как природный газ, наша цель – добиться полного сгорания, при котором выпускаемыми конечными продуктами являются CO ₂ и H ₂ O.Эта цель требует правильного сочетания воздуха и топлива.

Для идеального сгорания вам необходимо соотношение воздуха к топливу примерно 10: 1, с безопасным уровнем дополнительного воздуха или «избыточного воздуха», что позволяет нам еще больше находиться в диапазоне от 13,5: 1 до 15: 1.

Все газовые приборы должны иметь как дымоход / дымоход для отвода остатков продуктов сгорания (выход), так и воздух для горения, чтобы обеспечить кислород для горения (вход).

В высокоэффективных печах воздух для горения обычно подается по трубопроводу снаружи прямо в камеру сгорания.Это создает специальный источник кислорода и более чистую установку, поскольку не требуется никаких других условий для воздуха для горения.

В 80% печей горелки обычно имеют «открытое» сгорание, и они полагаются на то, что воздух втягивается через жалюзи на шкафу печи. В этой конструкции пространство, в котором находится печь, должно иметь открытое сообщение с окружающей средой или другим «изолированным» пространством.

Международный кодекс топливного газа требует наличия следующих отверстий для воздуха для горения в помещении, в котором установлены устройства для сжигания:

Вертикальное отверстие – Свободная площадь в один дюйм на каждые 4000 БТЕ / час газовых приборов в помещении.

Горизонтальное отверстие для воздуховода – Свободная площадь в один дюйм на каждые 2 000 БТЕ / час газовых приборов, находящихся в помещении.

Механический вентилятор – Один кубический фут / мин воздуха на каждые 2400 БТЕ / час газовых приборов в помещении.

Внутренний воздух – 50 кубических футов площади на каждые 1000 БТЕ / час оборудования.

Не вдаваться в подробности кода, потому что есть много особенностей, которые вам нужно изучить помимо такой подсказки, но у вас должен быть специальный метод подачи значительного количества воздуха в печь для обеспечения безопасного и полного сгорания.

Если вы этого не сделаете, существует реальная вероятность того, что печь может начать неправильно гореть, создавая небезопасные условия для людей из-за окиси углерода (CO).

В разных частях страны воздух для горения подается по-разному, но вы ДОЛЖНЫ иметь какой-либо способ подачи неограниченного количества свежего воздуха в печь или комнату, в которой расположена печь. Это означает, что, когда печь находится в ограниченном пространстве, убедитесь, что у вас есть какое-то значительное количество воздуха для горения.

—Bryan

Понимание эффективности сгорания и уравнения сгорания

Понимание эффективности сгорания

Эффективность сгорания – это показатель того, насколько хорошо сжигаемое топливо используется в процессе сгорания. Это отличается от показателя эффективности анализатора, который отражает общее количество тепла, доступного от топлива, за вычетом потерь от газов, поднимающихся вверх по дымовой трубе.Потери в дымовой трубе – это мера тепла, уносимого сухими дымовыми газами, и потеря влаги. Это хороший показатель эффективности устройства. Температура дымовой трубы – это температура дымовых газов (сухого и водяного пара), выходящих из устройства, и отражает энергию, которая не передается от топлива к теплообменнику. Чем ниже температура дымовой трубы, тем эффективнее конструкция теплообменника или теплопередача и тем выше эффективность топлива-воздуха / воды / пара. При расчете эффективности сгорания учитывается как температура дымовой трубы, так и чистые потери тепла и влаги.Это будет включать потери от сухого газа плюс потери от влаги и потери от производства CO.

Сжигание преобразует углерод в топливе в CO2. Для каждого типа топлива существует максимальное количество CO2, которое может быть преобразовано. Когда вы выбираете топливо в анализаторе, CO2 рассчитывается в зависимости от типа топлива по процентному содержанию O2, оставшегося в дымовых газах. Обычно для природного газа конечное содержание CO2 составляет 11,7%. Этого можно достичь, когда содержание O2 в дымовых газах составляет 0%. Некоторые анализаторы также позволяют пользователю вводить максимальное значение CO2, если известно теплосодержание топлива.

Опять же, конечное количество CO2 будет получено во время стехиометрического сгорания, при котором нет ни избытка воздуха, ни избытка топлива во время процесса сгорания. На самом деле, в индустрии HVAC мы стремимся не к стехиометрическому сгоранию, а к полному сгоранию, при котором весь водород и углерод в топливе окисляются до h3O и CO2. Чтобы произошло полное сгорание, мы должны иметь избыток воздуха или воздуха, подаваемого сверх того, что обычно требуется из-за плохого смешивания топлива и воздуха в процессе сгорания.Если не будет обеспечен избыточный воздух, полное превращение углерода в CO2 не будет, а в конечном итоге будут образовываться частично окисленные соединения, такие как окись углерода и альдегиды. Хотя идеальный рабочий диапазон горелок не так эффективен, как стехиометрическое сгорание, он дает нам дополнительный фактор безопасности.

Требуемый процент избыточного воздуха основан на нескольких факторах, включая

1. Применение оборудования (коммерческое, жилое, промышленное)

2. Ожидаемые изменения свойств топлива (числа колебания)

3. Скорость подачи воздуха для горения и плотность воздуха

4. Требуемый или доступный уровень контроля оператора (летняя и зимняя регулировка)

5. Требования к контролю, такие как корректировка O2

Для максимальной эффективности сгорания желателен небольшой избыток воздуха.Для бытовых печей это обычно 50%, однако для разбавления может потребоваться дополнительный воздух, чтобы предотвратить конденсацию дымовых газов. Он может быть введен в устройство после точки сгорания через дроссель или в виде избыточного воздуха, который полностью проходит через процесс сгорания.

Каждый вид топлива имеет определенную измеримую теплосодержание. Максимальное количество тепла, которое может быть получено от топлива, основано на использовании чистого кислорода в качестве окислителя в химической реакции и максимизации смеси топливных газов.В полевых условиях кислород получают из воздуха, который состоит на 20,9% из кислорода, 78% из азота и 1% из других газов. Поскольку кислород не отделяется от воздуха перед сгоранием, это отрицательно влияет на химическую реакцию. Воздух – это в первую очередь азот. Хотя азот инертен и не играет никакой роли в процессе горения, он охлаждает химическую реакцию (температуру горения) и снижает максимальное тепловыделение, выделяемое топливом. Следовательно, невозможно достичь эффективности сгорания выше 95% для большинства видов топлива, включая природный газ, когда воздух используется в качестве окислителя в процессе сгорания.

Эффективность сгорания или максимальное теплосодержание топлива в таком случае зависит от качества смеси топлива и воздуха и количества воздуха, подаваемого в горелку, сверх того, что требуется для полного сгорания. Эффективность, вычисляемая анализатором горения, представляет собой модифицированное уравнение, которое учитывает КПД сгорания и потери в дымовой трубе. Это частично тепловой расчет, частично расчет полноты сгорания. Уравнение представляет собой разумную оценку эффективности работы устройства в установившемся режиме.Это верно для всех анализаторов, производимых в настоящее время. [1]

Вся система (печь / котел, воздуховоды и трубопроводы) должна быть оценена, чтобы определить истинную эффективность системы. Эффективность сгорания – важная часть оценки системы, но это только одна часть процесса оценки и не может использоваться как единственная причина или оправдание для сохранения или замены существующего оборудования. Если избыточный воздух тщательно контролируется, большинство печей могут работать на более высоких уровнях, чем их номинальная годовая эффективность использования топлива или уровень AFUE, уровни AFUE обычно находятся в диапазоне от 80% до 97% [2]

Максимальный тепловой КПД устройства определяется путем деления количества тепла, выделяемого прибором, на количество потребляемого топлива.Во время процесса сгорания все печи, которые работают с одинаковой эффективностью сгорания, будут производить одинаковое количество тепла при одинаковом расходе топлива. Эффективность сгорания не влияет на то, насколько хорошо прибор использует тепло, выделяемое после процесса сгорания. Конструкция теплообменника и его способность передавать ощутимое [3] и, возможно, скрытое [4] тепло воздуху помещения определяют, насколько хорошо используется тепло, произведенное в процессе сгорания.

Расчеты чистой эффективности сгорания предполагают, что энергия, содержащаяся в водяном паре (который образуется как продукт сгорания), рекуперируется и не выводится из дымохода или дымовой трубы.Например: пользователь анализатора горения увидит чистую эффективность, скажем, 95-97% в печи 90+, поскольку вторичный теплообменник «отжимает» скрытую теплоту парообразования в водяном паре, конденсируя ее из пара в жидкость. Расчеты полной эффективности сгорания предполагают, что энергия, содержащаяся в водяном паре, не восстанавливается. В приведенном выше примере общий КПД (только от сжигания топлива) может составлять 86-88%. Обычно разница между значением чистой эффективности сгорания и значением полной эффективности сгорания для системы, работающей на природном газе, составляет около 7-9%, при этом чистая стоимость выше, чем полная.

При сгорании из топлива и окислителя образуются новые химические вещества. Эти вещества называются выхлопными газами. Большая часть выхлопных газов образуется в результате химических соединений топлива и кислорода. Когда горит углеводородное топливо (природный газ), выхлопные газы включают воду (водород + кислород) и диоксид углерода (углерод + кислород). Но выхлопные газы могут также включать химические соединения только от окислителя. Если природный газ сжигается с воздухом, который содержит 21% кислорода, 78% азота и 1% следовых газов, выхлопные газы также могут содержать оксид углерода (CO), оксиды азота (NOX, азот + кислород) и, если присутствует сера. в топливе диоксид серы, SO2 (Сера + кислород).

Температура выхлопных газов будет высокой из-за тепла, которое передается выхлопным газам во время сгорания. Из-за высокой температуры выхлоп обычно происходит в виде газа, но также могут быть жидкие или твердые продукты выхлопа. Вода (h3O) всегда присутствует при сжигании природного газа и нефти в бытовых печах. Сажа, представляющая собой не полностью сгоревшее топливо, представляет собой твердый выхлоп, который возникает в некоторых процессах сгорания.

В процессе сгорания, когда топливо и окислитель превращаются в продукты выхлопа, выделяется тепло.Интересно, что для начала горения также необходим некоторый источник тепла. Бензин и воздух присутствуют в топливном баке вашего автомобиля; но горения не происходит, потому что нет источника тепла. Поскольку для начала горения требуется и тепло, и само оно является продуктом горения, мы можем понять, почему горение происходит очень быстро. Кроме того, как только начинается горение, нам не нужно продолжать обеспечивать источник тепла, потому что тепло, производимое в процессе горения, будет поддерживать работу.Нам не нужно постоянно разжигать костер, он просто продолжает гореть.

Дымовые газы – это газы, образующиеся при сжигании топлива. Эти газы горячие, но не отдали все свое тепло в процессе сгорания. В зависимости от типа печи из дымохода должно выходить определенное количество тепла, чтобы газы не конденсировались. В высокоэффективных печах желательна конденсация из-за дополнительного тепла, отбираемого из дымовых газов.

Цифровой анализатор горения выполняет все математические вычисления и измерения, необходимые для определения эффективности, безопасности, точки росы и уровня загрязнения, производимого устройством.Для большинства технических специалистов показания безопасности (CO) и эффективности (EFF.) Будут наиболее важными и наиболее часто используемыми числами. Когда безопасность или эффективность находятся под угрозой, другие части химической реакции (CO2, O2) будут использоваться вместе с расчетными значениями, такими как избыток воздуха, чтобы определить причину проблемы в процессе сгорания. Другие переменные, такие как NOx и SO2, используются и контролируются, чтобы поддерживать их на уровнях, безопасных для окружающей среды и приемлемых для местных властей, обладающих юрисдикцией в отношении этих вопросов.В некоторых областях в настоящее время не регулируются уровни NOx и SO2, а там, где они не контролируются, они также обычно не измеряются. Обычно более крупные источники выхлопных газов (системы с более высоким уровнем БТЕ) являются объектами регулирования выбросов NOx и SO2. (ПРИМЕЧАНИЕ: у некоторых производителей есть полные линейки доступных по цене продуктов для измерения регулируемых выбросов.)

Как специалист по обслуживанию, если какой-либо компонент не вышел из строя, есть только три вещи, которые можно отрегулировать на газомазутном приборе, которые повлияют на процесс горения.

• Давление топлива

• Первичный воздух (в новых печах это не регулируется)

• Тяга, воздействующая на вторичный воздух

На процесс горения могут влиять другие факторы. К ним относятся, например, удар от неправильно установленного пилота, избыток воздуха из треснувшего теплообменника, недостаток воздуха для горения из-за плотной конструкции или неправильной вентиляции, неправильно установленная система вентиляции или неправильные отверстия.Они считаются дефектами или проблемами при установке и требуют механической коррекции, а не регулировки. Специалист по обслуживанию несет ответственность за определение того, вызваны ли проблемы сгорания неправильной регулировкой, неправильной установкой, неисправностью компонентов или дефектом оборудования. Поэтому важно, чтобы техник полностью понимал, как каждая из подсистем влияет на химическую реакцию, называемую горением.

Следует отметить, что не существует национального отраслевого стандарта для расчета измеренной эффективности с помощью анализатора горения.Производители анализаторов используют разные расчеты для получения значений эффективности. Часто это расхождение происходит из-за значений, которые были экстраполированы в диапазон конденсации.

Тепло, отводимое от дымовых газов в конденсационной печи, является скрытым или скрытым теплом. Анализатор горения, который измеряет только температуру, а не объем конденсата, не может измерять количество тепла, отводимого от дымового газа в процессе конденсации. Хотя термины термическая эффективность и эффективность сгорания часто используются как взаимозаменяемые для неконденсирующих агрегатов, они не могут использоваться в одном и том же поместье на конденсационных установках.

Тепловой КПД конденсационного прибора и КПД сгорания будут разными. Единственный способ рассчитать фактический тепловой КПД прибора – это измерить точный воздушный поток через теплообменник и изменение температуры воздуха через теплообменник и ввести измеренные значения в формулу явного тепла для расчета подводимой тепловой энергии в теплообменнике. кондиционер. Потери в шкафу печи из-за излучения и теплопроводности будут минимальными.В зависимости от того, какая часть тепловой энергии экстраполирована из воды в дымовых газах, в среднем 970 БТЕ на фунт, показания эффективности могут отличаться на целых 10%. Это предполагает, что либо вся скрытая тепловая энергия была извлечена из дымовых газов после того, как они достигли точки росы, либо скрытая тепловая энергия не была извлечена.

Эта экстраполяция значений искажена и привела к тому, что производители бытовой техники непреднамеренно публикуют значения термической эффективности, превышающие фактические.Из-за показаний их анализатора. (ПРИМЕЧАНИЕ. Этот расчет не влияет на числа AFUE, которые получены другими способами.) Не принимая во внимание это несоответствие, некоторые в отрасли предположили, что топливо доставляется с низкими уровнями БТЕ. Это заставляет их предлагать повысить давление топлива, чтобы обеспечить чистую тепловую мощность, указанную производителем. По этой причине мы рекомендуем устанавливать давление топлива в соответствии с инструкциями производителя.В этом случае эффективность сгорания будет зависеть от фактического сухого дымового газа, а не от теплового КПД конденсационной установки. Это позволяет избежать использования рассчитанного, а не измеренного параметра. Некоторые производители решили использовать расчет сгорания, который не экстраполирует значения термического КПД дымовых газов ниже точки росы, поскольку эти значения не отражают тепло, которое отводится от дымовых газов в процессе конденсации. Хотя это может привести к появлению более низкого теплового КПД устройства, научные данные, используемые для измерения КПД сгорания, не являются искусственно завышенными.После того, как будут понятны различия в горении и тепловом КПД устройства, можно оценить и применить методологию научных измерений, основанную на экстраполяции измеренных значений, что позволит производителям публиковать значения КПД сгорания и теплового КПД, которые являются репрезентативными для фактического КПД их устройства, тем самым создавая стандарт это основано на фактических измерениях, а не на экстраполяции.