In januari, een dag voordat een grote wintervorst Tulsa zou treffen en een dertigtal centimeter sneeuw op ons zou storten, stopte de oven van ons huis met werken. Ik wilde geen week zonder verwarming zitten, dus belde ik een HVAC-bedrijf (verwarming, ventilatie en airconditioning).
De technicus die naar buiten kwam, vertelde me dat de ovenmotor gaar was. Omdat onze unit oud is (ongeveer 25 jaar), hadden ze geen vervangende motoren op voorraad en moesten ze er één bestellen. Gezien het weer zou het waarschijnlijk een week hebben geduurd om hier te komen.
Ik wilde niet een week in een huis doorbrengen met buitentemperaturen van enkele cijfers, dus belde ik om de hele unit te vervangen. Zoals ik al zei, het was een kwart eeuw oud, en het zou toch niet veel langer duren, omdat het de typische levensduur van een oven (15-20 jaar) al had overschreden. Naast de verlopen motor vertoonde deze ook enkele lekkages en was het koelmiddel dat door de AC-zijde van het HVAC-systeem werd gebruikt, verlopen, dus als deze vervangen moest worden, zou ik pech hebben.
Hoewel het een goed idee leek om het ding te vervangen, was ik niet voorbereid op de rekening. Dang! Deze dingen zijn ongelooflijk duur. De technicus zei dat de prijs van HVAC-units de afgelopen tien jaar astronomisch is gestegen, omdat bedrijven proberen meer wizbang-functies toe te voegen om een steeds steiler wordende prijs te rechtvaardigen. Daarom moet je altijd geld wegsnoepen voor zulke dingen. pas op voor spookhuiseigenarenkosten!
We hebben de unit die dag laten vervangen en het huis werd weer warm, net toen het begon te sneeuwen.
Door deze ervaring besefte ik dat ik niet veel begreep van de werking van mijn HVAC-systeem. Dus besloot ik te leren. En, zoals ik gewoonlijk doe, deel wat ik heb geleerd met jullie.
Het volgende is een gemiddelde handleiding voor Joe om het HVAC-systeem van zijn huis te begrijpen. U zult dit artikel niet afmaken en een koelvloeistoflek kunnen diagnosticeren. Maar als je een werkend mentaal model wilt van hoe je huis warm blijft in januari en koel in augustus, dan zou dit je daar moeten brengen.
Opmerking: ik concentreer me specifiek op centrale verwarming op gas in combinatie met centrale AC, wat de meeste Amerikaanse huizen gebruiken voor verwarming en koeling. Olie-ovens werken volgens een soortgelijk principe, maar verschillen voldoende in detail om een apart gesprek te zijn.
Uw HVAC-systeem is een lus
Uw HVAC-systeem is een lus. Het zuigt lucht uit uw huis, verwarmt of koelt het en duwt het weer naar buiten. Deze lus die keer op keer loopt, zorgt ervoor dat je huis op 70 graden blijft, of het nu 9 of 109 graden buiten is.
Het systeem zuigt via retourkleppen lucht aan die moet worden verwarmd of gekoeld. Dit zijn grote grills die zich in de centrale ruimtes van het huis bevinden. Wanneer het HVAC-systeem die lucht verwarmt of afkoelt, duwt het deze via de toevoeropeningen naar buiten. Dit zijn de kleine ventilatieopeningen die je ziet in je vloeren, muren of plafonds. Als je je hand erop legt, voel je de lucht naar buiten komen.
Hoe uw oven het huis verwarmt
Wanneer uw thermostaat om warmte vraagt, geeft hij aan dat de oven moet worden ingeschakeld. Gas stroomt naar de brandereenheid en wordt ontstoken. Als uw oven bij u thuis in een kast staat (zoals die van ons), kunt u dit horen gebeuren. Het klinkt alsof er een gashaard aangaat.
De vlam verwarmt een onderdeel dat de warmtewisselaar wordt genoemd: een reeks metalen buizen of kamers. De warmtewisselaar doet twee dingen.
Ten eerste reizen de verbrandingsgassen die door de brander worden gecreëerd, inclusief koolmonoxide, door deze leidingen en worden via een uitlaatklep naar buiten uw huis afgevoerd. Het is wat u en uw gezin ervan weerhoudt te sterven aan koolmonoxidevergiftiging.
Ten tweede worden de buitenwanden van deze pijpen extreem heet. Er zal lucht over deze gloeiend hete buizen stromen en er zal warmte van de buizen naar de lucht worden uitgewisseld. Vandaar de naam warmtewisselaar.
Wanneer de warmtewisselaar voldoende verwarmd is, zal de ventilatormotor in uw oven starten. Dit is een grote ventilator in de oven die retourlucht uit uw huis aanzuigt en deze over de buitenkant van de hete metalen buizen duwt. De lucht neemt warmte op terwijl deze langs de buitenkant van de warmtewisselaar beweegt, wordt in de zogenaamde toevoerkamer geduwd (een grote metalen doos die bovenop de oven staat) en van daaruit gaat het via uw kanalen naar alle kamers. Een belangrijke opmerking: uw huislucht komt nooit in aanraking met de uitlaatgassen omdat deze, zoals hierboven vermeld, van binnen afgesloten zijn. Dit zorgt voor het ademend vermogen van de warme lucht die uit uw ventilatieopeningen komt.
Twee veiligheidscomponenten op uw oven zijn de moeite waard om te weten. De eerste is de vlamsensor. Het is een metalen staaf die bevestigt dat de brander daadwerkelijk is aangestoken. Als de oven vuil is (bedekt met koolstof door jarenlang gebruik), zal de oven gedurende ongeveer 3 seconden ontsteken en vervolgens zichzelf uitschakelen als veiligheidsmaatregel. Het is een van de meest voorkomende redenen waarom een oven herhaaldelijk start en stopt. De andere is de eindschakelaar, die de temperatuur in de oven bewaakt. Als het te warm wordt, meestal omdat iets de luchtstroom blokkeert, schakelt de eindschakelaar alles uit voordat er schade wordt aangericht.
Iets anders dat u moet weten over moderne ovens is hoe ze zijn ontworpen voor efficiëntie. Toen ik mijn unit verving, begon de technicus te praten over motoren met variabele snelheid en meertrapsbranders, en ik had eigenlijk geen idee wat dat allemaal betekende.
Hier is de korte versie:
Oudere ovens werken als een lichtschakelaar. Ze gaan op volle kracht of zijn helemaal uitgeschakeld. Een ventilatormotor met variabele snelheid werkt meer als een dimmerschakelaar die langzaam oploopt en de snelheid aanpast op basis van wat nodig is. Hij verbruikt aanzienlijk minder stroom en werkt stiller. Op dezelfde manier kan een tweetraps- of modulerende brander op mildere dagen op gedeeltelijke capaciteit draaien in plaats van altijd op 100% te branden. Het resultaat is minder dramatische temperatuurschommelingen en een lagere gasrekening.
De efficiëntie van de oven wordt beoordeeld aan de hand van AFUE: Annual Fuel Utilization Efficiency. Een 80% AFUE-oven stuurt 20% van de energie die hij verbrandt naar het rookkanaal als afvalwarmte. Een 96% AFUE-oven verliest daar heel weinig van.
De technologie legde uit dat de technologie die deze verhoogde efficiëntie mogelijk maakt, een belangrijke reden is dat ovens in de loop der jaren duurder zijn geworden. Het idee is dat u vooraf meer aan het apparaat besteedt en gedurende de levensduur ervan geld bespaart op energierekeningen.
Hoe uw airco het huis koelt
Het eerste dat u moet begrijpen is dit: centrale airconditioning produceert geen koude lucht. In plaats daarvan verwijdert het de warmte uit uw huis en dumpt deze naar buiten. Dit lijkt misschien een triviaal verschil, maar het is belangrijk om te begrijpen hoe het allemaal werkt.
Het AC-gedeelte van uw HVAC-unit bestaat uit twee delen. Het ene deel is aangesloten op uw oven en het andere deel bevindt zich buiten.
Eerst de buitenunit. Het is de grote metalen doos die naast je huis staat. Het bevat de compressor en de condensorspiraal. De compressor perst het koelmiddel in een heet gas onder hoge druk. Het hete gas stroomt door de condensorspiraal terwijl een ventilator er buitenlucht overheen blaast, waardoor de warmte naar uw tuin wordt overgebracht. Het koelmiddel, nu afgekoeld en gecondenseerd tot een vloeistof onder hoge druk, stroomt terug naar binnen.
Het koude koelmiddel beweegt naar iets dat een verdamperspiraal wordt genoemd en dat zich direct boven uw oven bevindt. Het heeft de vorm van een omgekeerde V. Het vloeibare koelmiddel stroomt door de verdamperspiraal, waar het warmte absorbeert en verdampt tot een koud gas.
Dit is waar de AC weer wordt aangesloten op uw oven. Dezelfde ventilatormotor die in de winter lucht verplaatst, doet hetzelfde werk in de zomer. Het zuigt retourlucht uit uw huis en duwt deze over de nu koude verdamperspiraal. Dankzij de tweede wet van de thermodynamica (die in feite zegt dat warmte altijd van een warme naar een koude plaats beweegt), wordt de warmte in die lucht overgedragen aan het koelmiddel. De gekoelde lucht wordt via uw toevoerkanalen de woning in geperst. Het koelmiddel, gevuld met de warmte van uw huis, gaat terug naar de buitenunit om het te dumpen en alles begint opnieuw.
Naast het koel houden van uw huis, ontvochtigt uw AC ook de lucht die uw huis binnen wordt geblazen. Dit gebeurt omdat wanneer er warme, vochtige lucht overheen stroomt, het vocht naar buiten condenseert. Dat water druppelt in een afvoerbak en komt naar buiten via een PVC-condensaatleiding, wat betekent dat de airco ook vocht uit uw huis trekt terwijl deze afkoelt.
Een verstopte condensaatleiding is een veelvoorkomende reden waarom uw airco niet aangaat. Als die lijn verstopt raakt door algen of vuil, wordt een klein veiligheidsapparaat, een vlotterschakelaar genaamd, geactiveerd en wordt de stroom naar uw thermostaat uitgeschakeld. Dus als u merkt dat uw airco niet wil starten, controleer dan de condensaatleiding voordat u van het ergste uitgaat. Een HVAC-man kan dit doen, maar je kunt het ook zelf doen. Ik zal er in de toekomst een artikel over schrijven.
Onderhoud van uw HVAC
Laat de toevoeropeningen (grotendeels) open. U moet voorkomen dat u meer dan ongeveer 20% van uw voorraadopeningen sluit. Het lijkt zinvol om ze op te sluiten in de kamers die je niet gebruikt; waarom zou je alle warme of koude lucht verspillen die erin blaast? Het sluiten van kleppen verhoogt echter de statische druk in het kanaalsysteem, waardoor de ventilatormotor wordt belast. Laat de ventilatieopeningen open.
Houd de retouropeningen vrij. Dit zijn de grotere ventilatieopeningen die lucht terug in de oven zuigen. Een bank die er tegenaan wordt geschoven, of gordijnen die eroverheen hangen, verstikken het systeem net zo goed als een verstopt filter. Zorg ervoor dat ze klaar zijn.
Vervang het filter minstens elke lente en herfst. Loodgieters hebben een filter nodig. Meestal vind je ze ergens boven je ventilator of in je retourklep. Wat doet het filter? De primaire taak van het filter is niet het reinigen van de lucht die u inademt. Dat klopt, maar de belangrijkste taak is het beschermen van uw HVAC. Stof op de verdamperspiraal of warmtewisselaar is schadelijk voor de efficiëntie, en als het zich te veel ophoopt, kan het deze componenten volledig doden, waardoor u gedwongen wordt om over het deeg te pieken voor dure vervangingen of reparaties.
Reinig de buitencondensoreenheid tweemaal per jaar. Elke lente vóór het koelseizoen spoelt u de buitencondensoreenheid zorgvuldig af om katoenhout en vuil te verwijderen. Dit verhoogt de efficiëntie van uw AC. Het duurt slechts 10 minuten en een slang.
Houd de condensleiding vrij. Om te voorkomen dat er verstoppingen ontstaan in de condensaatleiding van uw airco, giet u eenmaal per seizoen een kopje witte azijn in de leiding.
Laat uw apparaat elk voorjaar en najaar een onderhoudsbeurt geven. Laat een HVAC-man uw unit twee keer per jaar controleren op routineonderhoud en service. Ze zullen kleine problemen onderkennen voordat ze grote, dure problemen worden.
Conclusie
Zelfs als je nog niet klaar bent om als HVAC-technicus aan de slag te gaan, heb je nu een basisidee van hoe je verwarmings- en koelsysteem werkt, en zul je hopelijk in een betere positie zijn om te begrijpen wat er aan de hand is als een HVAC-man je uitlegt hoe je je dode oven kunt repareren als het buiten vriest.
