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建立科学

计划加热炉到管道热泵的改造,第2部分:数据收集

在从燃气炉或油炉转换到热泵之前,回答这些问题

三菱空气处理器与室外微型单元一起工作,在整个房间的情况下提供管道加热和冷却。图片来源:卡尔·塞维利亚

用全管道冷气候热泵取代化石燃料炉是一种可扩展的策略,可以为美国数千万套住房单元供电和脱碳第1部分在本系列文章中,我将讨论导管式“垂直”和“多位置”空气处理器(“空气处理器”是为了简洁起见)与无导管微型分离器相比的优点。在这里,我将解释计划一个成功的炉膛到空气处理器改造所需的五类数据:客户目标、建筑围护结构、电力服务和负载、管道系统和物理空间。

评估客户目标

与任何家庭改善项目一样,成功的热泵改装始于明确的目标。我喜欢向开放式问题提出更好地了解我的客户希望完成的事情。问题包括:

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17评论

  1. 查理•沙利文||#1

    另一个伟大的文章。我们将需要成千上万的人学习你在这里教授的技能。

    你关于解决管道尺寸问题的评论是正确的,只需用正确尺寸的热泵替换一个超大的炉子。随着时间的推移,可能会出现尺寸过大的程度逐渐增加的趋势。例如,1960年,一个没有空气密封、最小阁楼隔热和单层窗户的房子开始使用60kbtu /h输入,效率低的炉子。随着时间的推移,那些想要保守的承包商会用更大的机组来取代它,而且新机组的效率也更高,因此产量的增长甚至超过了名义尺寸。同时,双层玻璃窗,更好的阁楼隔热和一些空气密封减少了负荷。60年后,它的尺寸扩大了3-4倍。

    在我考察的一个房子里,HVAC承包商的第一反应是,它不可能与现有的管道一起工作,因为热泵需要更多的空气流动。但超大的熔炉意味着管道系统的流量已经超过了它应该的流量(而且噪音大得令人讨厌)。一个合适大小的热泵将解决这个问题,而不是制造一个问题。

    另一个我考虑过(但没有做过)的策略是,只在房子的一部分安装管道,其余部分安装微型裂口,这样主管道和回报就足够大了。如果一些管道密封和绝缘很差,很难接近,这就特别有意义了。例如,通过2x4外墙从地下室延伸到二楼。你考虑过或采取过这种方法吗?

    1. GBA编辑器
      Kiley雅克||#2

      这些都是有用的信息,查理。谢谢你的分享。你让我有了写文章的想法。我真的很珍视由Jon的贡献而产生的对话。

    2. 乔恩·哈罗德||#5

      谢谢你,查理。我确实认为,在某些情况下,混合使用导管和无导管可以很好地解决问题,包括你描述的那种情况。我们许多老农舍几乎没有二楼的管道系统。这在加热模式下通常不会造成太大的问题,但在冷却模式下却根本不起作用。主卧室里没有导管的头部通常会有很大的不同。

      只要有可能,我喜欢将这种类型的系统设计成多个单区室外机,而不是一个单一的多区系统。这提供了一些冗余,也减少了短周期。

    3. 道格拉斯Horgan||#8

      良好的评论,只是想在我所在地区(DC)中的大量房屋(DC)中加入楼上的第二个,主要用于处理空调,这些空调长管道从地下室运行通常无法提供。因此,这肯定是一种解决遗留系统的实际问题的方法。

  2. Luke_P||#3

    我把我的双能量电阻15Kw +燃油77000btuh的炉子换成了一个2吨的管道式超低温载体热泵,带有10Kw辅助加热,全变速。位于魁北克蒙特利尔的1000平方英尺的一层是非常古老的半独立式复式,但进行了一些隔热升级(范围在R20到R10之间,取决于哪个房间,地下室墙壁上还没有隔热),我们上面的公寓有自己的供暖系统。刚刚经历了一个零下25度的夜晚,它的表现还不错。使用现有的管道没有问题。

  3. 安德鲁Cyignano.||#4

    用现有的煤气炉作为热泵机组的备用怎么样?
    首先是热泵冷凝器,然后是燃气/燃油机组?

    1. 乔恩·哈罗德||#6

      这绝对是一个可行的方法。内特·亚当斯(Nate Adams)等人认为,这些“双燃料”系统将是许多家庭实现电气化的重要途径。正确的大小和设置,双燃料系统可以减少70%或更多的化石燃料的使用。其他优势包括额外的容量、冗余,以及客户接受的较低标准。

      另一方面,双燃料是一条减少而不是消除化石燃料的道路。有了这些,你仍然需要保留你的煤气表/丙烷罐/油罐和所有其他化石燃料基础设施。我倾向于完全消除化石燃料。即使在美国北部和加拿大寒冷的气候中,寒冷气候的热泵也可以用于大多数房屋。

      1. Luke_P||#10

        在魁北克,我们称之为双能源。这是非常普遍的,甚至有特殊的电率,是相当有利的。一个典型的装置要么是电阻加热系统的传统热泵,它可以提供到零下12摄氏度的热量。低于这个温度,电表有一个温度传感器,它会向加热系统发送一个信号,告诉它切换到二级热源。通常是石油或天然气。在较低的温度下,电速率增加到原来的5倍。
        我选择在我的房子里完全摆脱燃料,因为我们的电力供应主要是水力的,加上我想移除燃料基础设施的烟囱,油箱和相关的维护。

      2. Tekjunkie28||#13

        问题在于负担能力。这超出了大多数人的价格范围。公寓不打算安装热泵。

        我的房子都是电动的,而且成本也高得惊人。7年来,我在每千瓦11.4美分的电力上花费了超过18000美元。我看到的另一个问题是,我所在地区的人们正在采用NG,而不是HP。我觉得这里还不够冷。

        我只是让消费者花了太多钱。

        1. arossti||#14

          这就是为什么气候稳定需要资金解决方案。一万八千美元可以买很多装备。

  4. 亚当利尔曼||# 7

    感谢一系列的文章。我打算将来转换为由太阳能电池板供电的管道热泵系统。我在很酷的Calc中进行了手册J计算,每吨CFM出现在大约600左右。但它看起来像空气处理程序通常不能设置超过450 CFM / TON,或者我需要加热3吨的1350 CFM。手册J Calc - 89°:21,561 BTU / HR和1045 CFM;95°25,153 BTU / HR和1227 CFM;116 DEG 33,799 BTU / HR和1664 CFM;122 DEG 34,785 BTU / HR和1764 CFM。我们在波特兰或。设计温度为89°,但我们喜欢新鲜空气和节能,因此我们甚至不可能使用空调,直到它为95左右。去年夏天达到116度 - 这是我们需要它的位置。 A 3 ton unit has the BTU output, but the CFM requirement is not matched by any actual equipment. The Man J says that the cooling load is almost entirely sensible (SHR 0.961). I know that I need to reduce static pressure in the system as well. Is my Manual J calculation wrong, or does this mean that a heat pump won't actually be able to cool the space down to 75 degrees when the outside temp is over 95 degrees in our climate?

    1. 道格拉斯Horgan||# 9

      您的问题的复杂答案(我会留给实际专家),但一个简单的是,它不是标准的练习,对极端天气的尺寸系统。“设计温度”通常设定为99%的点,即典型年的温度将高于约1%的时间,近四天。但这些计算并不特别精确,还有一个超大内置于Man J的元素,并且在典型的场景中,房子在设定点或非常接近设定点。
      像热浪这样的一次性天气事件(我们希望如此!)可能会导致设备过大,这有很多缺点。
      关于你来的shr,我也有点好奇。在那种疯狂的热潮中湿度低吗?你的房子真的很紧张,因为空气泄漏?我知道干燥气候空调是一个全部其他野兽,有450-600cfm / ton fialflows有效,有点像你的男人j正在展示 - 和我知道的人有时会安装不匹配的设备以实现这些流量(需要谨慎和谨慎专家知识)。即使在热浪中,我会想到波特兰将是漂亮的潮湿吗?

      1. 查理•沙利文||#11

        太平洋西北部全年的露点相当稳定,这意味着冬季相对湿度高,夏季相对湿度低。夏季的情况与美国南部和东部截然不同。

        1. 亚当利尔曼||#15

          感谢Douglas和Charlie的反馈。即使对于较少的极端温度,它仍然需要每个吨非常高的CFM。那么将是运行比计算的速度慢的风扇速度的结果?离开寄存器的空气将是冷却的,并且将提取比所需的更高湿度,使空气过于干燥?

          1. 查理•沙利文||# 16

            我不太了解CoolCalc,所以不知道它为什么会给你这么不寻常的建议。但我认为你会很好地使用它给你的BTU/h数字,而忽略它的CFM建议,而不是使用设备的CFM能力。如果你在设备的能力范围内,你不会遇到任何设备性能问题。

  5. arossti||#12

    我们已经开始使用混合气体/空气源热泵系统改造我们现有的管道系统。这条:https://www.thomsonarchitecture.ca/2021/02/09/future-heating/- 当我们的常规AC模具 - 我们将用来自科尔曼梯队系列的ASHP取代它 - 所以我们的备用/补充热量将保持气体,但ASHP将完成大部分年产量。我们还计划在临时进一步减少未来ASHP负荷的新型绝缘,气密性和窗口改进。我看到混合方法几乎没有信息。如果您可以提及它们,因此控制权很重要,因此可以呼叫偏好可以转到ASHP而不是燃气燃烧器。

    1. 乔恩·哈罗德||# 17

      我将来一定会写一篇关于混合/双燃料系统的文章。在优化平衡点/切换温度时,会出现一些有趣的控制问题。Allison Bailes的文章就是一个很好的起点://m.etiketa4.com/article/simple-way-calculate-heat-pump-balance-point

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