编辑注意：这是Reid Baldwin关于他在密歇根林登的建造的一系列客体博客之一。你可以阅读他的整个博客在这里。

这篇文章解决了HVAC系统的两部分，加热和空调。通风将在另一个帖子中解决。

在密歇根州，大多数人安装天然气强制空气炉和空调。那些愿意在高级系统上花钱的人认为辐射地暖。然而，高度绝缘的房屋与典型的房屋有一些差异，这可以改变什么类型的加热和冷却系统是合适的。

其采取绝缘和气密性极端，例如那些符合Passivhaus标准住宅，通常与不同类型的加热和冷却系统，如一个或两个无管minisplit热泵结束。在隔热方面，这房子属于典型的房子和房子Passivhaus之间的中间地带。所以，这不是很明显我们的系统是否应该像典型的房子，就像房子Passivhaus，或者一些其他的选择。（好吧，也许这将是十分明显的人比我overthink这些事情的可能性较小。）

高度绝缘房屋的供暖需求远低于典型的房屋。为什么他们只是使用典型的房屋使用的相同类型的较小版本？主流HVAC设备制造商不会试图为高度绝缘的房屋市场提供服务。提供的设备尺寸范围是基于典型的房屋加热负载。事实上，大多数安装在典型房屋中的设备都大大超大。

在一个高度绝缘的房子里分散热量比较容易，因为热量不会很快散失。这带来了一些可能性。然而，许多人喜欢辐射地板供暖的温暖的地板感觉在一个高度绝缘的房子不会如此明显。

对净零能源家庭感兴趣的人更喜欢由光伏板提供的全电力系统。具有讽刺意味的是，在低负荷的家庭中，花更多的钱购买高效设备的回报可能更低。那些在隔热上花了额外的钱的人可能想要通过减少在加热和冷却设备上的花费来收回一些钱。

第一步：计算负载

对于任何类型的设备，第一步是计算设计的加热和冷却负荷。热负荷包括墙体、窗户、天花板等因传导而散失的热量，以及漏风、强制通风而散失的热量。对于我的位置，设计采暖负荷是在室外温度为7°F时计算的。虽然温度变得比这个低，但它很少长时间保持在这个水平。

设计加热负荷忽略了通过窗户，使用壁炉，电器和人的各种内部热量。这些热量增加，以及房屋和内容物的热质量，当外部温度下降到设计温度以下时，保持内部温度。而且，加热设备通常尺寸至少大于设计加热负荷。

设计加热负载达到34,000 btu /小时。设计冷却负载，用于88°F的室外温度，出现在18,000 btu /小时。设计冷却负荷确实包括一些内部收益。

我认为的第一个选择是一个地源热泵（有时称为地热热泵）。通过燃烧燃料而不是产生热量，热泵移动已经存在的热量。为了将热量从寒冷的地方移动到温暖的地方需要能量，但是，如果温度差足够小，则需要小于BTU的能量。

地源热泵的优点在于，热量被从地面其中，在理论上，是在恒定的，适度的温度移动。热量从由流体流过埋入管地面萃取。在夏季中，相同的过程被用于将热量传递到地面，以提供空气调节。不幸的是，从坚实的基础热传递的效率不是很高。很多油管必须被埋葬，以传递足够的热量，从而变得昂贵。即使这样，在管附近的灰尘的温度不恒定由于被提取的热量。我得到了一些在绿色建筑顾问说发现地源相对于现代空气源热泵热泵的额外效率文章劝阻不值得的额外费用。

那么小分裂呢?

这将需要我考虑的下一个选项：MiniSplit热泵。这些从外部空气中加热。传统上，空气源热泵在寒冷气候中已经失控，因为当外部温度降低时容量和效率下降。然而，技术进步使它们成为一种实用的冷气候替代品。导管的MiniAplit将调节空气直接提供给房间，而不是吹气通过管道。这提高了效率，但需要墙上的设备，这提高了审美问题。

另一个问题是热量如何从这些单元分配到其他房间。通过一个小型管道网络，一个管道迷你裂缝可以为几个房间服务。有管道的单位放弃了一点效率，但改善了热量分配。超级绝缘房屋的建造者们喜欢的一件事是它们的容量很小——低至6000英热单位/小时。他们用电代替天然气，如果你想用光伏板实现净零，这是很好的。然而，在密歇根州，电力比天然气贵得多。

相关选项是空到水热泵，如ch系统。然而，MinISPLIT依赖于室外单元和室内机之间的制冷剂管线，空气热水泵保留了室外单元内的所有制冷剂。通过水线在室内和室外单元之间转移热量。这使得更小的室内单位。除了这种区分之外，空气 - 水热泵的优缺点与Minipplit热泵的优点和缺点类似。

燃料成本决定了这一决定

最终，燃料价格比较确信天然气溶液比电动解决方案更具意义。通过安装组合空间加热和国内热水系统（有时称为组合系统），一些低负荷的建筑们利用了相对较低的天然气价格。国内热水由高效天然气热水器提供，如HTP凤凰轻型。热水通过液体处理器中的线圈循环，以提供空间加热。但是，试图让当地承包商引用并安装组合系统证明是困难的。

最后，我决定使用传统的天然气炉。大多数公司提供的大多数型号的最小尺寸，包括他们的调制型号，是60000 Btu/hour。(一个例外是一家名为德特顿从15,000 BTU /小时开始销售调制炉。由于对本地承包商的不熟悉，我最终决定了这一选择。）但是，一些两级高效炉提供了40,000 btu /小时的输入容量。输出容量为25,000 BTU /小时在低级和高级39,000 BTU /小时，这是房屋的加热负荷的良好匹配。最小的可用空调单元为1.5吨，这是冷却负荷的良好匹配。

英国人表示，美国人可以依靠做正确的事情，但只有在他们尝试了其他一切之后。我想我愿意采用传统的解决方案，但只有在我排除了所有其他可能性之后。

运行供给和返回管道

在安装了中央强制风炉和空调后，需要安装管道来将空气分散到整个房子。传统的做法是在每个窗口下的地板上放置供应寄存器。然而，对于低热负荷的家庭，来自国家可再生能源实验室、能源部和能源之星的文章推荐一种紧凑的管道系统。在一个紧凑的管道系统中，位于内墙高处的供气寄存器将空气从天花板吹向窗户。

我们试图将这一理念应用到我们的房子中，却遇到了一个问题:我们的内墙相对较少。当我和暖通空调承包商在房子里走来走去，讨论管道的位置时，我发现可用的墙比我想象的还要少。他解释说，与地板托梁对齐的墙壁无法从下面进入，所以它们不适合用于管道。我希望我在设计平面图的时候能够理解这些限制。在大多数情况下，我们最终得到的是窗口下的寄存器。

We elected to set up three zones: first floor, second floor, and basement.但是，一楼的部分房间将成为二楼区的一部分。这将使区域的加热负载更靠近相等。该办公室倾向于从窗口获得太阳能热量，同时卧室在二楼的主卧室所做的同时，使它们在同一个区域中使它们是有意义的，即使它们在不同的地板上也是如此。