为无化石燃料的未来做准备的绿色建筑商,正忙着建造全电动家庭。这些家庭中的大多数都是通过微型热泵进行供暖和制冷。不过,偶尔会有建筑商担心在无管道迷你裂缝的住宅中热量分布不均匀,他会在GBA上发布一个问题,建议使用连接到循环分配系统的空气-水热泵。
尽管这些系统非常罕见,但还是有一些勇敢的先驱安装了它们,GBA用一系列文章记录了他们的努力。(见,例如,“空气水热泵”和分体式热泵热水器”)。
杰克·马林(Jake Marin)是研究空气-水热泵的众多能源专家之一,他是Efficiency Vermont的暖通空调项目经理。(马林帮助开发了佛蒙特州第一个针对无管道迷你裂缝的激励计划。)2018年2月8日,在佛蒙特州伯灵顿举行的“设计更好的建筑”(Better Buildings By Design)大会上,马林发表了题为《我们到了吗?》(Are We There Yet?)的关于空气-水热泵的演讲。
我们仍在寻找完美的供暖和制冷系统
马林提出的第一个问题是,“无管微裂缝有什么问题?”
马林告诉伯灵顿的观众,“无管道的小裂缝不是灵丹妙药。它们有一些局限性。他们有相同的舒适性问题,固有的任何点源加热器。它们不允许系统集成——它们不能与暖通空调系统的其余部分集成。许多人对审美有异议,称之为“墙上的疣”。’而任何想要使用多层系统的人都发现,多层系统的性能比单层系统差。”
马林还指出,这些系统不是很直观。“人们不知道如何使用遥控器,”他说。“如果…
14日的评论
Sanden
我们正在研究将三登热水处理厂连接到循环加热回路,这样它就可以同时提供家用热水和供暖。我将回来报告。
两个点
性能评级是个问题。最近,我用一台Chiltrix对一所房子进行了HERS评级,而我必须与制造商COP合作。我知道这并不能真正反映它的季节性表现,事实表明,房主/建筑商目前并没有看到他希望的表现,在我们有个位数的临时工。我希望明年冬天和这个客户合作,得到一些更好的监控数据。
此外,我最近一直在思考空气-水的逻辑,因为我一直在应用于暖通空调。要援引爱因斯坦的话,暖通空调应该尽可能简单,但不能更简单。我来到这里,是因为看到了许多高性能住宅,其中有一个机械房,看起来就像属于核潜艇一样,我想“这不可能是对的,这肯定是负担不起的。”在我看来,即使是在性能最好的(电动)家庭中,也有两件事是你无法避免的。将热量集中到一个水箱中供家庭使用,并在每个单独的空间交换空气以进行通风。所以在我的简单的幻想房子里,所有需要的东西都应该通过这两个不可避免的系统以优雅的方式提供。空对水的HP似乎对这个通用概念至关重要。想法吗?
回应安迪·科西克
安迪,
我同意我们需要确保一个家庭通风良好。平衡的通风系统做得很好。这些年来我学到的一件事就是你需要专门的通风管道系统。避免使用通风管道输送空间热量的诱惑!这是一个危险的诱惑。
许多GBA读者已经建造了舒适的加热和冷却与两个无管道迷你裂缝。这些房子很简单。如果你喜欢简单,这是很难击败的方法。
许多人都想用家里的热水箱来供暖。如果你愿意,你可以这么做——但这会让你的机械室看起来像一艘核潜艇,而你正在努力避免这种情况。所以,如果你有朝南的无遮阳屋顶和太阳能友好型公用设施,那就安装一个马拉松式热水器或热泵热水器,再加上光伏,就搞定了。
翻新vs.新建
大多数现有的循环加热系统都过于庞大,它们仍然可以将设计日的热量输送到水冷度超过140华氏度的区域,但大多数水冷度超过120华氏度的区域无法减少热量。不得不升级热辐射器使其成为一个更昂贵的建议翻新。
但它的设计相当容易——廉价的辐射能够在温度远低于120华氏度的情况下为新建筑设计日热量。
在一楼楼板上嵌入PEX的平板和低温空气盘管(不必是一个小型分裂型外观的高安装墙盘管-有许多选项),对于没有平板地板的微分区房间,可以合理地便宜和设计为加热和制冷良好工作。带有空气盘管的微分区将比翅片管脚板更贵,但实际上比低温加热地板更便宜。与在微负载的房间中进行短周期无管道的微型分裂相比,采用中央缓冲槽也可以大大提高效率。
在室内露点以下用冷冻水潜冷也可以,但它增加了另一层设计和控制的复杂性。它仍然是有意义的做大部分潜冷却与一个无管道的小分裂位于一个大容量的区域/空间,分配干燥的空气与通风系统再循环,即使循环线圈做大部分的显着冷却的区域。
我相信安迪和马丁都没见过核潜艇的内部。:)即使是一个可笑的基于缓冲水箱或热水器的微分区循环加热系统,其复杂性甚至远不及潜艇的驱动系统。(我有一个亲戚在她的职业生涯中一直在为核潜艇加油。她不能分享照片或谈论太多细节,但我相信她,机械房与典型的多区域家庭供暖系统甚至一点也不像。)
单个或2-3区域循环系统可以非常紧凑,无论它是基于热水器或锅炉或可逆冷水机组的缓冲水箱。将它安装在热水器上只比典型的锅炉系统增加了一个泵和一个热交换器。单区2泵1热交换器热水器解决方案,看起来更简单,比传统的老式铸铁锅炉系统占用更少的空间。但即使是微区系统也很简单,有一些预先考虑:
微分区与流体循环线圈从一个缓冲罐可以控制风机盘管的风机控制本地和一个泵驱动一个环路。当房间需要更多的热量时,鼓风机是打开的,当它不是水流动时,通过传递很少的热量到房间。这一点也不像(完全想象的)核子范式。这是HTP的愿景:
http://www.htproducts.com/images/house-fan-coil.png
这可以与任何来源的加热或冷冻水工作,无论是直接从调节可逆冷水机,如Chilltrix,或缓冲水箱(与各种热/冷源,包括非调节的循环热泵)或热水器,调节冷凝锅炉等。与任何管道分配系统相比,路由&/或隐藏一对管道要容易得多。
带有家用热水分配系统(为了效率)或家用热水再循环系统的家庭热水分配系统往往超过管道的复杂性水平。
回应Dana Dorsett
丹娜,
因为安迪是第一个提出核潜艇类比的人,所以我就让他来为这个比喻辩护。
你是对的,设计和安装住宅循环系统比在Trident短节上安装机械设备要简单得多。有关此问题的更多信息,请参见简单与复杂.
空气-水系统的HERS评级方法?
安迪·科西克,你能给我一些建议吗?对于初步的HERS评级,他猜测设备的HSPF/SEER数字,假设我们最终能从制造商那里得到这些数字。但是,这些评级并没有很好地映射到这种类型的设置,北欧并不打算尝试一个测试程序来衡量它们。我相信评价者会使用REM/Rate包。谢谢!
我的尝试
我非常努力地为我的新家安装空气-水辐射系统。我想要的是舒适的辐射系统和热泵效率。我与Chilltrix以及其他拥有类似系统的公司进行了交谈。我的主要问题是他们没有任何真实的测试数据来显示系统在现实生活中是如何运行的,看起来系统的设计方式很可能有很多短周期。三登目前拥有最好的实际测试数据。华盛顿州立大学做了两项研究,三登已经在华盛顿进行了一段时间的空气-水辐射系统测试,并收集了长期数据。我甚至参加了一个两小时的研讨会,讨论如何在辐射系统中使用他们的hp。我整理了一张大得愚蠢的电子表格,试图向自己证明,我可以用同样的长期成本——安装加上10年的运营成本——来获得安慰。我失败了。
也就是说,我真的认为,在适当的情况下,Sanden系统可以以相当或更好的成本运行。我学会了什么:
•正如其他人指出的,水箱温度的恢复是非常重要的。它需要尽可能的低,这意味着一个精心设计的地板辐射系统和正确的地板。面板散热器不工作。
•平整的平板减少了地面以上系统的成本增加,如石膏或暖板,并有助于会计数学工作。
•Sanden系统更适合高效家居。系统的大小对于降低成本和允许系统最有效地运行非常重要。
•在设计中集成了一个电动助推器单元,消除了峰值负荷。如果你观察你所在地区的高温天数,你就可以设计你的系统,使助推器很少出现,但扩展了系统的整体能力。
•Sanden开发了一种使用Taco X块泵的设计,非常棒。它提供了其他系统所没有的控制水平,并提供了DHW和地暖之间的分离。
•该系统在使用大量家用热水的家庭中工作效率更高。冷水的摄入提高了整体效率。
•桑登使用二氧化碳作为制冷剂,这对地球很有好处,导致它的运行方式不同于其他hwhp。
•设备设计得非常好,在亚洲已经使用了一段时间。它们还为美国汽车行业生产了很高比例的压缩机部件。我不担心耐久性。
如果我的家有一个较低的峰值热负荷,并且是在平地上建造的,这个系统将会在一个与其他系统相当的价格为我工作。如果我在一楼使用带辐射热的分区系统,在楼上使用迷你隔板的话,这也是正确的。如果有人想知道更多信息,请告诉我,我会尽力提供。
凯文,我在俄勒冈州波特兰,我想确定我是否能让桑登在DHW +主楼钉钉辐射和地下室板辐射的组合能力下工作。
如果你能提供一些有助于我们做出类似决定的细节,我将非常感激。
短的周期
> Chilltrix……可能会有很多短距离骑行。
考虑到循环系统可以与缓冲罐一起使用,以防止它们的短周期循环,我很好奇你是如何得出这个结论的。
>可被电力公司用于需求响应目的
我想补充的是,它们也可以被房主用于类似的事情,而不涉及公用事业。
如果没有缓冲,我认为空气-水热泵就没那么有趣了。
这是一条死胡同
马林预测,“低温分布是循环系统的未来。”
不幸的是,循环循环系统不是为低能耗房屋供暖的未来。
把这话告诉我的客户。
谢谢你写的好文章。你对2018年5月以来的空气-水热泵有任何更新吗?在您2016年1月的文章中,您指出,一些热泵,如Chiltrix和SpacePak,没有第三方测试来验证其COP统计数据。我目前正在考虑为我们在沃特福德的家(在网格上)安装一个热泵,目前大部分的供暖使用丙烷和辐射地板,并有一个区域用于间接热水器。我在考虑使用PV板来产生能量给热泵和常规的电力使用。
约翰Ajamie
约翰,
对不起,我没有这个话题的最新消息。但这里有一些建议:如果你有兴趣在佛蒙特州安装一个空气到水的热泵,你一定要打电话给Efficiency Vermont,看看你是否能从我文章中提到的专家Jake Marin那里得到任何咨询帮助。
如果有人想在这篇文章中了解最新情况,下面是一份关于佛蒙特州安装的报告链接。
//m.etiketa4.com/article/air-to-water-heat-pump-retrofit
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