دليل مرئي لأفران التكثيف عالية الكفاءة

التقليدية مقابل أفران التكثيف

استكشاف الأخطاء وإصلاحها وإصلاح الفرن الخاص بك أسهل بكثير إذا كنت تعرف أي نوع من الفرن لديك. النوعان الرئيسيان من أفران الغاز في المنزل هما الفرن التقليدي وفرن التكثيف عالي الكفاءة الأحدث. تؤثر التقنيات المستخدمة في هذه الأفران بشكل مباشر على الفرق في الكفاءة في استخدام الطاقة ، كما تمثلت في تصنيفات كفاءة استخدام الوقود السنوية (AFUE). أفران التكثيف فقط هي القادرة على تحقيق أعلى تصنيفات AFUE بأكثر من 90 بالمائة ، مع وصول بعضها إلى أكثر من 98 بالمائة.

كيف يختلف الفرن المتكثف ذو الكفاءة العالية

على الرغم من اختلاف فرن التكثيف في احتياجات التصميم والإصلاح ، إلا أنه يحتوي على بعض أوجه التشابه مع الفرن التقليدي. مثل الفرن التقليدي ، يأخذ الهواء البارد من المنزل ويقوم بتشغيله عبر فلتر هواء ؛ يتحرك الهواء مع مروحة متداولة. ويحتوي على موقد غاز مع اشتعال إلكتروني (على الرغم من أن أفران التكثيف قد تحتوي على مزيد من أدوات التحكم الإلكترونية).

مبادل حراري واحد مقابل اثنين

الفرق الرئيسي بين الفرن التقليدي والمكثف هو كيفية معالجة الفرن لغازات العادم الناتجة عن عملية الاحتراق. يحتوي كلا النوعين من الفرن على مبادل حراري أساسي ، يتكون من غرفة احتراق حيث يتم تبادل الحرارة الناتجة عن مواقد الغاز إلى الهواء الدوار قبل توزيعها في جميع أنحاء المنزل. مع الفرن التقليدي ، تدخل غازات العادم الساخنة من غرفة الاحتراق مباشرة في المداخن المعدنية ويتم تهويتها إلى الخارج. لأن غازات العادم لا تزال ساخنة للغاية ، تضيع كل هذه الحرارة.

مع فرن التكثيف ، من ناحية أخرى ، يتم تمرير غازات الاحتراق من خلال مبادل حراري ثانوي يمتص الكثير من الحرارة المتبقية من الغازات. عندما تبرد الغازات ، تتكثف لتكوين الماء وثاني أكسيد الكربون (والتي تشكل معًا حمض الكربونيك). ينساب الماء (يُسمى المكثفات ) عبر أنبوب تصريف ، ويتم تهوية غازات المداخن المتبقية إلى الخارج من خلال أنبوب بلاستيكي. توضح حقيقة أنه يمكنك استخدام البلاستيك لأنبوب التهوية مدى تبريد الغازات عند استنفادها.

تنقية الهواء وتداولها

يعمل فرن التكثيف عمومًا بنفس الطريقة التي يعمل بها الفرن التقليدي في تعميم الهواء في منزلك. لكن الأفران عالية الكفاءة غالباً ما تتضمن تقنية إضافية.

مروحة استرداد الحرارة (HRV)

كما هو الحال مع الفرن القياسي ، تقوم مرشحات الفرن المكثف بإعادة تسخين الهواء من منزلك في حلقة مستمرة. يتم إعادة تدوير معظم هذا الهواء ببساطة مرارًا وتكرارًا ، ولكن بالإضافة إلى ذلك ، يتم سحب كمية صغيرة من الهواء النقي من خلال تصدعات حول النوافذ والأبواب ومناطق أخرى. عندما يكون المنزل مغلقًا جيدًا بالهواء أو "محكمًا" ، فقد يتطلب ذلك إدخالًا للهواء النقي الاختياري الذي يسحب الهواء من الخارج إلى الفرن ويمنع حالات فراغ جزئي. جهاز التنفس الصناعي لاستعادة الحرارة ، أو جهاز الهريفي ، هو جهاز اختياري منفصل عن الفرن يعمل كمبادل حراري من الجو إلى الجو. يستخدم الهواء الداخلي الذي لا يصدأ ، والذي تم تسخينه لتسخين الهواء النقي الداخل والخارج قبل وصوله إلى الفرن.

مرشح الهواء

تستخدم معظم أفران التكثيف (وبعض الأفران التقليدية) وسائط تنقية هواء عالية الكفاءة لتحسين جودة الهواء الداخلي. يجب تغيير هذه المرشحات بانتظام حتى تعمل بفعالية. تتوفر فئات مختلفة من المرشحات ، حسب احتياجاتك. إذا كان شخص ما في عائلتك يعاني من الحساسية ، على سبيل المثال ، يمكنك استخدام المرشحات المصممة لالتقاط فعال لمسببات الحساسية المعروفة.

منفاخ كهربائي للسيارات

قد يحتوي أفران التكثيف على واحد من نوعين من محركات منفاخ الهواء: محرك مكثف قياسي منفصل (PSC) (نفس النوع الموجود عادة في الأفران التقليدية) ، أو محرك متغير السرعة إلكترونيًا يعمل بالتيار المباشر (ECM). يتم استخدام هذا الأخير مع أفران على مرحلتين أو تعديل وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة من محرك قياسي.

مقصورة منفاخ

عادة ما تكون معزولة مقصورات منفاخ على أفران عالية الكفاءة للحفاظ على الحرارة. الأفران التقليدية عادة لا تكون معزولة.

احتراق الوقود

تشبه أفران التكثيف الأفران التقليدية عندما يتعلق الأمر باحتراق الوقود ، وتشمل المكونات القياسية الموقد الغازي والإشعال الإلكتروني وغرفة الاحتراق. ومع ذلك ، هناك بعض الاختلافات في كيفية تسليم الهواء للاحتراق وكذلك في تقنية صمام غاز الموقد.

صمام الغاز

غالبًا ما تستخدم الأفران التقليدية صمام غاز الموقد أحادي المرحلة ، مما يعني أن الموقد له مرحلة "تشغيل". مع وجود أفران التكثيف ، من الشائع العثور على الأقل على صمام غاز الموقد على مرحلتين (مرحلتين) ، والذي يحتوي على أدوات تحكم إلكترونية تتيح أن يكون لهب الموقد في إعدادات عالية أو منخفضة ، وهذا يتوقف على مستوى الحرارة المطلوبة. يشتمل النظام الأكثر كفاءة على صمام غاز معدل ( متغير) ونظام تحكم إلكتروني للناسخ ، مقترن بمحرك منفاخ من نوع ECM. هذا يسمح بإدخال تعديلات دقيقة على إعداد الموقد وسرعة محرك منفاخ ، مما يجعل التحكم في درجة الحرارة وتحسين كفاءة استخدام الطاقة.

الإشعال الإلكتروني

تستخدم أفران التكثيف دائمًا أنظمة الإشعال الإلكترونية لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة والموثوقية. قد تستخدم الأفران القياسية القديمة نظامًا تجريبيًا ثابتًا ، على الرغم من أن الأفران الأحدث قد تحتوي على أنظمة إلكترونية.

غرفة الاحتراق كمية الهواء

على عكس الأفران التقليدية ، غالبًا ما يستخدم فرن التكثيف غرفة احتراق محكمة الغلق وهواء احتراق للتهوية المباشرة. يتم عادةً إدخال كمية هواء الاحتراق من الخارج من المنزل إلى الفرن. هذا يعني أن الفرن لا يأخذ الهواء الذي تم تسخينه بالفعل بواسطة الفرن ويستخدمه للاحتراق. ومع ذلك ، يمكن أيضًا تثبيت أفران التكثيف كتكوينات أحادية الأنابيب غير مباشرة للتهوية ، حيث يتم سحب هواء الاحتراق من الداخل. يكون هذا أكثر شيوعًا عندما يكون الفرن في مكان غير مدفأ ، مثل غرفة المرافق أو الطابق السفلي.

المبادلات الحرارية

استخراج الحرارة المفيدة من عملية حرق الوقود هو المكان الذي يفصل فيه فرن التكثيف حقًا عن الفرن التقليدي.

مبادل حراري أساسي

يشبه المبادل الحراري الأولي في فرن التكثيف مثيله في الفرن التقليدي. إنه نظام من الأنابيب الفولاذية المطلية بشكل خاص.

مبادل حراري مكثف ثانوي

في أفران التكثيف ، يوجد مبادل حراري ثانوي يتكون من أنابيب صغيرة تستقبل غازات العادم بمجرد اجتيازها لمبادل حراري أساسي. هنا ، يتم استخراج المزيد من الحرارة ، مما ينتج عنه غازات يتم تبريدها لدرجة أنها تتكثف في الماء وثاني أكسيد الكربون. لأن الماء وثاني أكسيد الكربون من المكثفات الحمضية قليلاً تسمى حمض الكربونيك ، يجب أن يكون المبادل الحراري الثانوي مصنوعًا من الفولاذ المقاوم للصدأ لمقاومة التآكل.

خط تصريف المكثفات

يتم تصريف مكثف حمض الكربونيك من المبادل الحراري الثانوي عبر أنبوب بولي كلوريد الفينيل وعادة ما يتم تصريفه في مصفاة أرضية.

نظام تهوية العادم

تختلف درجة حرارة عادم غاز المداخن من فرن التكثيف اختلافًا جوهريًا عن درجة حرارة الفرن التقليدي. يكون عادم مداخن فرن التكثيف باردًا نسبيًا ويمكن تهويته بواسطة أنبوب تنفيس بلاستيكي دون استخدام فتحة تنفيس مدخنة معدنية.

مروحة تحفيز السحب

تستخدم أفران التكثيف ، مثلها مثل العديد من الأفران التقليدية ، مروحة تحفيز السحب ومفتاح ضغط.

تنفيس غاز المداخن البلاستيكية

يمكن أن تخرج غازات المداخن من فرن التكثيف عبر أنبوب PVC أو ABS أو CPVC بسبب انخفاض درجة الحرارة (حوالي 100 درجة فهرنهايت أو أقل). عادة ما تنفجر من خلال جدار المنزل ، على الأقل 12 بوصة فوق الصف أو أعلى من مستوى الثلوج المتوقع.