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能量书呆子的沉思

空到水热泵

住宅设计师是否应考虑使用空气源冷却器进行空间加热和冷却?

Chiltrix是一种空气到水热泵,可用于空间加热和冷却。Chiltrix户外单位类似于无导管的MiniSplit系统的室外单元。
图像信用:热点能量

大多数空调和热泵在美国销售 - 包括大多数分裂系统空调和导管 - 是空到空气热泵。在冬季,这些电器从室外空气中提取热量,并通过管道或小型风扇线圈单元向房屋提供暖空气。在夏季,这些电器将凉爽的空气送到房屋并将不需要的热量倾倒到室外空气中。

另一种类型的热泵,an空水热泵,产生热水(或冷冻水)。当用于空调时,空气-水热泵称为制冷机。几乎所有的空调都是通过吹过铜线圈来冷却气流的。在传统的分体系统空调(称为DX(或“直接膨胀”)系统中,铜盘管中的流体是一种制冷剂。然而,在基于冷水机的系统中,铜盘管中的流体是水(或者在某些情况下,是水和防冻剂的溶液)。

当用于空间加热时,空气 - 水热泵填充通常由锅炉握持的作用;它需要水力(基于水)的分布系统。热泵制造热水;可以通过翅片管底板,地铺普塞管或风扇线圈单元泵送热水。(具有这种风扇线圈单元的系统被称为水力空气系统。)风扇线圈单元可以是小壁挂式单元,看起来像导道的狭小料泡系统的室内单元,或者它可能是一个大的风扇线圈单元连接到传统的强制风管系统。

循环系统有优点也有缺点

美国家庭通常使用管道来分配热量的主要原因是大多数美国人需要空调。在不需要空调的气候中,例如北欧,空间供暖系统通常是循环的。

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21点评

  1. 专家成员
    Kohta上野||#1

    寒冷的水评论
    大专栏,马丁!在我的评论中 - 当然,当我们谈论加热季节时,与寒冷的水与DX(铜管中的制冷剂)的担忧是无关紧要的。

    出于几个原因,大多数机械工程师都喜欢循环加热系统。首先,小口径水管比小口径水管传热更有效(因为水的热容量是空气的热容量的四倍)。此外,水管的安装标准通常高于管道,这意味着与管道不同,水管通常不会泄漏。最后,循环分配系统中使用的循环器通常比强制空气分配系统中使用的风扇需要更少的能量。

    只是为了澄清观众中他人的情况 - 这是四个基于质量的热量的因素。凭借密度差异,它变成了巨大的差异。我也在这里引用Siegenthaler - 他的幻灯片20在这个演示中有一个很好的工作表明差异。

    http://www.duluthenergydesign.com/content/documents/generalinfo/presentationmaterials/2013/day1/hydronics-siegenthaler.pdf.

  2. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#2

    回应上野Kohta
    科塔,
    感谢您对John Siegenthaler演示的联系。我正在再现下面的相关形象。

    我很了解澄清大众/批量问题的建议。我已经编辑了那句话来反映你的建议。

  3. 阿尔伯特鲁克斯||#3

    桑德规格错误。
    嗨马丁,
    祝你新年快乐!
    你在哪里得到那些桑德规格?那里有一些错误:
    - 室外单位只会在149F返回水箱。没有温度范围。
    -only饮用水穿过室外装置。没有混合。
    - 室外单位额定到-15F。此时它仍在提供149F水。它刚刚得到了大约1.2的低点。
    - 系统的额定容量为18.5kbtu / hr

    Just Fyi:我的家是华盛顿州立大学的Combi Heating + DHW的试验,以及我们的电力效用:Bonneville Power Amplation。这项研究有很多良好的数据。基本上它问:我们还可以在低负荷家庭中使用这些DHW安装,因为它们如此良好地进行DHW,然后坐在24小时循环的18小时内。

    我们的小星球供应公司将在三月底分发这些系统,所以这是我密切关注的一个话题。

  4. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#4

    对Albert Rooks的回应
    阿尔伯特,
    感谢您在桑登上共享的信息。

    我已经修改了文章,以反映你报告的BTU/h额定值,并反映三登空气-水热泵室外机与室内设备或水箱的连接管道不能含有任何防冻剂。当然,这限制了桑登可以使用的气候条件,因为冻结的危险增加了(尤其是在停电期间)。

    当我研究桑德时我2015年2月的文章在美国,我发现了各种各样相互矛盾的关于三登可以运行的最低室外温度的报告。在那篇文章中,我写道:“这台设备在室外较低的温度下工作——有报道称温度为-4°F或-14°F。”

    现在,我不确定我的声明的来源,即制造商建议单位的操作仅限于-5°F以上的户外温度。

    冷天气操作的一个来源是“桑德加布热泵热水器实验室的实验室评估”由Ecotope,Inc。本文件的Ben Larson在该文件中,Larson写道,“制造商向至少为-4°F报告操作。”

    桑德的澳大利亚经销商告诉购买者,该器具是“安装在内的冻结保护,这适合所有气候(-10ºC至+43ºC)。”该范围(-10ºC)的低端相当于14°F。

    在任何情况下,我都没有意识到该装置在-15°F处进行性能;谢谢你的信息。

    我们同意该装置生产149°F水。

  5. 查理•沙利文||#5

    制冷剂释放
    优秀的文章。谢谢你的研究和报道。

    空气到水装置的另一个优点是它使用比等效分流系统更少的制冷剂,并且它具有较少的制冷剂的地方泄漏。这意味着平均而言,应该减少到大气中的制冷剂,这是因为R410A的高全球变暖撞击影响。

    在加热主导的气候中,也需要或受益于某些A / C,我建议使用一些风扇线圈单元的系统,该系统由仅用于加热的面板散热器。这允许将风扇卷风扇设置得非常低,因此它们非常安静,并且随着您的喜好且均匀地分布热量。

    对于南方人嫉妒新英格兰的水力技能,对于北方人期待易于安装的北部,请注意,曾经做过氢化热量的管道器在冷却水系统所需的细致绝缘水平周围有困难。你可能会用一个学习新鲜的安装人员更好。

  6. 基斯Gustafson||#6

    防冻剂
    我没有直接的知识,但一般来说,没有什么比32度低于32度的东西可以含有普通的水。
    我会联系制造商澄清。

    水系统中最腐蚀性的是水,良好的水和水中的氧气。防冻剂在您的汽车中保护所有金属铝黄铜铜铁钢,腐烂。在这个单位的完全是什么材料是如此挑剔,它不能容忍防冻剂,但它将持续10年以上的情况下没有腐蚀?

    我认为这里有一个误解。在热泵内部是铜或铝的热交换器;一个可能是塑料的泵,也许是不锈钢叶轮,可能是一个或多个螺线管,再次塑料和不锈钢。我会认为别的什么都不会触及水。

    在非返回阀之后,它们在其中有许多常规系统具有丙二醇

    虽然很好,但不需要安装一个交流家伙,如果您禁止冻结将氟尔恢复到建筑物内的热交换器上,它不会更有意义吗?

    价格明智与高端油安装在同一个球场。

    氢化液体较好,因为它可以将热量储存,它会用149度的水拍摄,你可以用这种系统创造热水,虽然有149度的水,所以恢复将缓慢。我的油系统的最大值为165,如果您尝试,可以用完热水。

  7. 专家成员
    马尔科姆泰勒||#7

    非常小的错误
    按质量计算,水的热容量是空气的四倍。按体积计算,水比水的优势是3500比1。)

  8. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#8

    回应Malcolm Taylor
    马尔科姆,
    小但很重要。谢谢你的纠正,Malcolm。我很感激。

  9. 安迪麦佩帕特兰||#9

    漂亮的概览,马丁。我们
    漂亮的概览,马丁。我们一直在看这个应用程序在这里,在气候区7,北部缅因州的北部缅因州,是正确的。SIGGY在这个(和其他Hydonic)应用程序中有一些很棒的文字。

    一些平行的想法
    - 利用辐射冷却务必介绍冷却表面温度(天花板,地板,墙壁等),维持在空间露点上方。考虑利用DOA和/或ERV W /冷却线圈来解决潜在负载。可以使用简单的控制来维持露点和干燥的表面皮。

    - Jaga制作一个漂亮的LWT面板Rad,具有DBE(动态提升效果)风扇,您可以使用冷凝水排放 - 漂亮的单位。其他公司的产品类似,如runtal。史密斯制作了一个LWT翅片管

    - SIGGY还发表了一个很好的观点,即在适当的温度下,在加氢物周围设计系统的系统有一种未来的未来系统的方法,可以在他的专栏中阅读更深入的内容

    我们期待更多关于空气对水热泵应用的对话以及我们如何最好地应用它们。保持良好的工作。谢谢 - 安迪

  10. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#10

    反应安迪麦佩帕尔兰
    安迪,
    感谢您的意见。

    我不得不查找doas - 如果有其他任何GBA读者也刮伤他们的头部,它代表了“专用户外空气系统”。

    当然,你是对的,所以任何水性冷却系统都必须(a)保持高于内部空气的露点的液体温度,或(b)降低室内rh以确保凝结是不可能的,或者(c)包括收集冷凝并将其引导到排水管的分配方法。

    简而言之,设计氢化冷却系统不是初学者。有很多方法可以混乱。再次感谢。

  11. 查理•沙利文||#11

    Jaga vs. chiltrix.
    我在学到了关于Chiltrix之前买了一个Jaga风扇线圈单元。这是我唯一能找到的单位,能够处理冷却并具有低功耗ECM风扇。Chiltrix在其扇形线圈中具有相同的功能,如1/5的价格。杰加肯定看起来更好,但我本可以买一些漂亮的手工制品,看起来更好的价格差异。

    关于未来防护的观点很好。

  12. Ethan;气候区5A;〜6000HDD||#12

    更换燃油锅炉?
    在已经从油锅炉中铜分布的旧建筑物中,这些都可以换入并运行到现有寄存器吗?

  13. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#13.

    对ethan t的回应
    ethan,
    你问题的答案是“也许,但可能不是”。

    大多数配备有锅炉的现有水性加热系统都设计为180°F水。如果换水锅炉用于生产130°F水的空气热泵,则分配系统将不会提供足够的热量,以使房间在今年最冷的日子里保持温暖。

    然而,有异常。一些锅炉可以连接到设计为130°F的配电系统,因此如果您有那种锅炉,则交换将工作。

    一些氢化系统也无法精心充分设计 - 并最终通过分配系统,当循环130°F的水时可以提供足够的热量(或多或少的意外)。要确定您是否具有该类型的潮流系统,请联系机械工程师。经验丰富的卫生安装器或工程师应该能够评估您的分销系统,并执行室内热量损失计算 - 回答您的问题的必要步骤。

    翅片管辐射公布表的制造商,帮助工程师回答您的问题。例如,以下是用于一定品牌的翅片管辐射的热输出表的链接显示出一英尺的产品在1gpm下180°F的水输出560 Btu/h,但在1gpm下140°F的水输出310 Btu/h。180华氏度下的热量输出仅为140华氏度下热量输出的55%——本文中讨论的大多数空气-水热泵甚至不能产生140华氏度的水。

  14. 辣椒史密斯||#14

    加利福尼亚州的空运
    伟大的文章,马丁。很高兴听到全国各地的活动。我们监控了几个曾经在加利福尼批准的杀灭杀戮地位。现在只有aermec(热泵的法拉利)和spacepak在这里批准。由于干燥的气候,我们发现它们与辐射平板楼层有利(非常有限地毯,没有木材或乙烯基)。我们在Tucson使用Aqua产品中的一个项目热泵显示,辐射楼层可用于存储冷却和移位载荷,同时由于冷却器夜间温度而改善EER(http://apps1.eere.energy.gov/buildings/publications/pdfs/building_america/ns/eemtg082011_a20_radiant_cooling.pdf.)。我们还在测试有两种类型的天花板面板的房屋,发现即使在这里也可能需要某种形式的除湿,以将面板保留在露天室下方需要大量的冷却能力。我们计划以一些良好的天花板设计指南从项目中推出。

    Dave Springer dba Pepper Smith

  15. 查理•沙利文||#15

    它的工作方式
    ethan,

    如果原始设计放出比它所需的热量更加热,那么用较低的温度水更换180°F水可能会没关系。可以为这种可能性做出有助于这种可能性的另一个因素是在原始分配系统安装之后发生的任何信封升级,包括空气密封,绝缘或窗口改进。在这两个因素之间,您可能会关闭但不能提供所需的热量,在这种情况下,增加更多散热器或风扇卷可以让您在那里。

    正如马丁所说,弄清楚这一切都不简单,但它可以完成 - 我的房子是一个例子。

  16. 安迪麦佩帕特兰||#16

    Jaga $
    我同意(一些)Jaga产品是昂贵的——特别是如果是零配件订购的话——我们已经在这条路上走了——然而,当我们做一个LWT项目时,超过10拉德的价格是惊人的。我们跟着节奏,比典型的便宜面板拉德可用(机构、博世先后等)——节奏只是画一些金属板周围建起一个热发射线圈,他们可以安装了DBE日后有意义如果客户决定他们想要超级低潮临时工相同但需要btu / h输出。

    我不在任何手段中纳加营地。我也一直在看跑步Neo,但我没有要求任何定价 - 下面挂钩

    http://www.runtalnortamerica.com/pdfs/runtal_neo_brochure.pdf.

    我认为/希望我们将在未来看到更多这方面的产品

    谢谢 - 安迪

  17. 安迪麦佩帕特兰||#17

    空气到航空公司
    胡椒,
    漂亮的应用辐射冷却和峰值升温,谢谢报告。我会好奇乘客的舒适性是如何用辐射冷却,假设它将被比作辐射加热,它必须比强制空气冷却更加令人讨厌(舒适,声音,草案等)。期待听到天花板面板。

    再次感谢 - 安迪

  18. 辣椒史密斯||#18

    加利福尼亚州的空运
    我们没有听说过Chico,CA Home的所有者的投诉。由于高相对湿度,图森建设者/房主在季风季节进行了一些不适。课程学习:使用冷却水风扇线圈去湿化时,请确保系统可以提供较低的水温(〜50F),因此水分将浓缩在线圈上。在家里的地板上没有凝结的迹象。

  19. Raymond Deraymond.||#19

    我在新罕布什尔州,我是一名教会集团的成员,即寻求用空气换油到水热泵系统和光伏面板阵列,目标成为8,368的净零设施SQ。FT。这一直很难找到合格的承包商来工程师并安装此类系统。我们所获得的估计数量超过100,000美元。这是对集团的努力卖出。邻国有支持这种努力,但似乎缺乏NH。我的问题是:我们是不现实的吗?领先于该技术?我们已经输入了太阳能阵列的电力购买协议,并被允许建立它。我们需要了解我们的电动需要正确尺寸,并且仍在等待我们的加热系统设计。

    1. 查理•沙利文||#21

      很遗憾,去年8月没人看到这个。你还在找我帮忙吗?10万美元是只用于供暖系统,还是包括光伏系统?你需要多大的系统取决于建筑的很多细节,但就像一个大胆的猜测,你可能需要8到16吨,这将是昂贵的,但不是那么昂贵。一个问题是,你是想保持恒温,还是根据空间的使用情况调整恒温器。要想让一个大空间快速升温,需要比保持恒温更高的电力系统,尽管它平均消耗的能源更少。

  20. 查理•沙利文||#20

    除了空气到水制造商名单的补充:enertech优势。变速,单位从2.5到5吨。看起来很好的东西,由同一家制作的公司制作,使水模块和地理景水源热泵。

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