图片来源:IBACOS
更多的能量书呆子
几十年前，住宅空调在美国的寒冷地区非常罕见，并且通常不需要冷却负荷计算。然而，这几天，新的美国房屋常规包括空调设备，即使在明尼苏达州，也是如此美国建造者面临需要计算冷却负荷的必要性。
在我上两个博客(“如何进行热损失计算”)中，第1部分和第2部分），我讨论了用于尺寸加热设备的热量损耗计算背后的原理。在本博客中，我将讨论用于尺寸空调设备的冷却负载计算背后的原理。
经验方法分级
虽然大多数建筑码需要加载计算对于在新房内安装的加热和冷却设备，需求广泛忽略并很少强制执行。大多数HVAC承包商从未执行冷却负载计算;相反，它们的尺寸空调的经验法则．
大多数承包商使用的古老经验法则是，每400平方英尺的空调空间需要一吨冷却设备。作为对近期隔热水平和窗户规格改善的让步，一些暖通空调承包商调整了他们的经验法则，现在空调的尺寸为每600平方英尺1吨。
由于这些经验法则几乎总是导致冷却设备的总体尺寸过大，大多数能源专家多年来一直在与经验法则作斗争。然而，经验法则也有它的一席之地。使用经验法则并不是真正的问题;问题是暖通空调承包商使用的是坏经验法则。
至少有两位知名能源顾问，迈克尔·布拉斯尼克(Michael Blasnik)和艾利森·贝利斯(Allison Bailes)，已经提出了一项新的经验法则，要求家中空调的绝缘材料要符合最低标准要求，即每1000平方英尺有一吨制冷设备。根据布拉斯尼克的说法，“用每平方英尺数吨来衡量空调实际上是可行的……
36个评论
谢谢!
伟大的文章，马丁！谢谢你的所有提到。我想我已经写了一点关于这个话题。
我想对你一开始所说的关于我提出的经验法则补充一点。我认为它不应该用于空调的尺寸，而应该作为一种方式，为能源评级人员，代码官员，和建筑商做一个快速和简单的检查，看看是否AC可能超大。
这也是设置门槛的好方法。例如，我们可以说，在亚特兰大，每个新家庭都必须建造一台空调，每1000平方英尺不超过一吨。如果一个家庭是超级高效的，它可能只需要一吨每2000平方英尺。这当然是可能的，因为我造了一个。
我期待着下周的分期付款！
回应艾莉森·贝尔斯
艾莉森，
谢谢你的进一步澄清。
我同意你的观点——这就是为什么我写道:“一个好的经验法则有很多用途;例如，建筑商可以用它来了解他们的暖通空调承包商的浆料方法是正确的还是完全不合理的。当然，根据经验来确定空调的大小并不能代替逐个房间的冷负荷计算。”
伟大的总结!
马丁，
这是我在GBA中读到的你最好的作品，谢谢。我将添加一些“问题”，我通常看到MJ计算和暖通空调设计:
•错误的区域计算
•墙壁和屋顶的装配不正确。大多数HVAC承包商使用通常从我的规格劣等的“标准”组件。太懒或未受过教育，以开发一个新的墙壁和屋顶组件进入程序。
•未正确设计管道系统。圆形与方形管道，死角，缺乏转向叶片，错误的管道尺寸，错误的通风管起飞，管道与设备不匹配，错误的配件表，1st距离的距离太近，更好的空气流量来说。
•使用柔性管道。它通常安装不正确，它减少空气流量高达40%的金属管道，更不用说管道挂到一点，它完全窒息空气流动。
•通风阁楼或爬行空间中的HVAC设备和/或管道。
mini-ductless
对于无导管(如Slim先生、富士通等)，Manual J是否仍在使用，是否能够适应无导管的情况?
回应Joe W。
乔W.，
据我所知，无导管微裂式交流机组是根据其输出功率(12,000 Btu/h = 1吨)进行选型的。
管道损失只发生在管道位于家庭的热保护层之外。由于无管道微分裂单元没有管道，它们没有管道损失(就像所有管道系统都位于家庭的热外壳内)。
因此，是的 - 您可以使用手册J来计算房屋的热量增益或冷却负载，该负载将配备导管的Minipplit单位。
然而，这些天来，新的美国
Snort。我在美国许多城市生活过，但那里的人们似乎并不理解这个事实，我觉得我必须问:你知道这里确实变得又热又潮湿，对吧?
应对明尼阿波利斯
明尼阿波利斯市
我理解两个事实：
1.明尼阿波利斯的夏天变得又热又潮湿。
几十年来，明尼阿波利斯的很少房屋有中央空调。
时代已经改变了。柠檬水和吊扇还不够。
正确尺寸是什么意思？
有人能解释一下吗?
我明白某人某人表示，该单位应该在最热门的一年中运行100％（甚至参考本文）。我持怀疑态度。我们去年在波士顿地区有100度的一天，这不应该统计地发生（根据手册J和其他人）。那些谁决定了一年中最热门的一天是什么？
第二:与“正常大小、100%运转的设备”相比，在分数占空比下运行的超大设备在财务上有什么负面影响?据推测，更大的单位有一个更大的压缩机(可能风扇，泵，阀门等)，将消耗更多的安培，而它的运行。但它不是应该少跑点吗?或者配送的冷却不是“吨位”的功能?以千瓦时(也就是美元)为单位的实际delta值是多少?除非这很可笑，否则我宁愿用一个超大的单位来对冲统计温度异常。
对杰拉德·塞伦塔诺的回应
杰拉德,
问：“谁决定了一年中最热门的一天是什么？”
答：此数字是从历史天气数据确定的。如果您的设计师使用97.5％的设计温度，这意味着室外温度仅超过了一年中最热的月份的2.5％的设计温度。相信与否，这种方法有效。
问：“超大单位的财务侧是什么？”
A.购买成本更高。
Q。“真正的delta是多少千瓦小时?”
答:在大多数情况下，超大的设备不需要更多的能量来运行。但它们价格昂贵，在某些情况下，它们不能提供有效的除湿。
问：“我宁愿拥有一个超大的单位来对冲统计温度异常。”
A.大多数美国人（但很少有能量书呆子）似乎同意你的意见。
我们怎么让暖通空调的人做这些计算?
马丁，你已经知道建设者多年来的问题。只是建造者如何执行这些良好工程规则，而不会从他的投标人池中取消大量的HVAC安装人员？城市建筑部门要求手动J计算，但从不检查它们。建筑商要求他们的规格，但从来没有真正得到他们有利的低价者来做计算。新学校的建设者将与符合哈维克承包商对齐，但在所有这些知识可用的情况下，在过去的30 - 50年里，将转换到完整的行业并未发生，现在必须做些什么来转动这艘船？
我在70年代进行了手动J计算，然后我们知道泄漏的信封导致比低绝缘R值更多的热量损失。我们现在40年后，我看不到平均钣金男子的变化。建设者不会将适当的计算成本增加到房屋的成本，并支付工程师进行操作。
你有什么建议?
回应约翰·汉森
约翰,
我在之前的博客中讨论过你提到的问题——尽管有长期存在的代码要求，但大多数HVAC承包商无法提供Manual J计算——用手册j和手动节省能源．
我已经思考这个问题很多年了，现在我认为解决方案相当简单:代码官员必须坚持使用Manual J报告，并且必须审查以确保它已经完成。[稍后编辑:见下面两条评论。阿曼多·科博(Armando Cobo)说得很好;规范官员可能需要第三方能源评级机构的帮助来有效地实施这一步骤。
在纳什维尔最近的NAHB绿色会议上，我遇到了佐治亚州阿尔法拉塔的代码官员，名为Paul Ivey。我问Ivey是否在Alpharetta的HVAC承包商生产手册JS。“他们都这样做了，”他说。“他们多年来。”
“那是怎么发生的？”我问。“在这么多的司法管辖区中，实现了你所取得的成就是不可能的。”
艾维是个冷静的人。他说，“我们只是坚持要这么做。”首先,当然,很多空调承包商抱怨,不得不雇佣顾问执行手动J .但很快他们都意识到,这种情况不会改变,和一个手动J成为一个普通的一步,一个普通的经营成本——在市郊区。
这可能是如此在字母表中，但......
有很多方法可以做错事或欺骗MJ(正如你所指出的)，很少有建筑官员知道要寻找什么。许多建筑部门人手不足，预算不足，所以他们会诚实地说，这是建设者的责任，以确保它做得正确……这就变成了另一个问题。
我希望这个系列你正在写作，成为所有的“短文”指南。
回应阿曼多·科博
阿曼德,
虽然现有法规将代码执行的责任分配给地方代码官员，但我希望最终验证代码条款子集(即能源代码)的遵从性的责任转移给第三方专家(bpi认证或resnet认证的能源评级机构)。
这只有在我们改变建筑规范或改变当地规范执行的法律时才能发生。在此之前，地方法规官员将很难要求遵守能源法规。
大空调覆盖了效率低下的家庭
在密封和在明尼阿波利斯的家中加入绝缘后，我们用2吨16个中间人取代了AC单元。房子是一个带1664 SF Plus全地下室的漫步者，总计3328 SF。即使在最热门期间延伸距离ack只是海岸。我们拥有大型树木的一些良好的下午遮阳，我们的年度电气用途约为250千瓦时。为了比较目的，过去5年的加热用途约为2.3 BTU / SF / HDD。
政府解决方案，更多
政府的解决方案，更多的授权。更多更多更多。无稽之谈。
市场(以及受税收操纵的市场)发挥了作用。简单的工作。如果不明智地使用能源是不好的，那么对能源使用征税。然后，客户将确保正确的设备使用在正确的尺寸。
检查员，卡上的大量缩写......欺骗。它只是增加了成本和低效率。
更多的是Resnet，这是一个封闭的，昂贵的，不简单的，不需要的解决方案，太接近大政府。
在这篇博客中，你们所有国家都是你所在地区的正确规则效果很好。所以然后完成。经验是最好的，没有增加成本。
我所在的地方很多人突然使用AC，并且很高兴有一些超大的。
Volluntary钙。我完全赞成。
我怀念罗伯特·里弗松的自然建筑风格。简单的低成本，低能源，低对地球的影响和小政府。那就是绿色建筑。而不是强制性的。下一个什么?政府破产了。房屋拥有者因抵押贷款而陷入困境。解决方案是复杂性和成本以及Resnet?我对此表示怀疑。
回应AJ.
AJ,
这就是为什么市场未能提供节能新房的原因：建设者选择规格，但建造者没有必要支付能源票据。房主确实如此。
规格上的改进可能会大大减少能源账单，但建筑商没有动力为能源效率措施多花1美分(特别是如果是无形的，比如空气密封工作)，因为建筑商不支付能源账单。
AJ
贪婪和欺骗——在这一领域，暖通空调承包商通过安装漏水的管道和超大尺寸的热泵和空调赚了不少钱。这一“经验法则”在纽约是否已经被取消了?不太可能。
这是让鸡舍漂亮的一件事。但除非有人愿意立面观察，否则狼仍然会得到他想要的东西。我该死的知道在纽约是真实的。
马丁，你同意我的看法。
马丁，你同意我的看法。房主们正在购买廉价能源。简单的解决办法是将一定比例的财产税改为能源税。那么我的方法就很有效，也很简单。大量授权和Resnet并不简单。瑞斯特给我的底线增加了成本，这就是底线。
乔，很抱歉你又对承包商有意见了因为我就是承包商。要找到价格低、工作质量好的承包商并不容易。当你找到我们的时候，我们很感激在大热天喝一杯柠檬水。让你知道一个小秘密，一杯水，我们大多数人都会尽我们所能提供超出合同规定的顶级服务。
瑞斯特能源之星
我认为Resnet和Energy Star帮助筹集了酒吧。
是的，瑞斯特和能源之星
是的resnet和能源明星，所有其余的都举起了酒吧。和成本。如果客户希望增加的成本，我可以完全可以使用任何已添加的项目。
仍然是我的基本点，我们可以通过增加能量成本来制造一切简单。
回复AJ Builder
AJ,
像你一样，我认为我们需要更高的碳税，使化石燃料的价格反映出由燃烧它们而导致的环境损害。
然而，我不认为更高的燃料价格将足以确保建筑商在新住宅中采用具有成本效益的节能措施。例如，现在，在目前的化石燃料价格下，对新房屋建筑商来说，更加注意空气密封是划算的。但他们没有这样做——因为很少有规定要求这样做，而且已经存在的规定从来没有执行过。
所以房主得到了糟糕的房子——不是因为燃料定价不正确，而是因为建筑商没有动力去实施成本效益高的解决方案来解决设计错误。
我们在南部有一些PGH建造者
马汀，烂房子，这么说吧，滑雪场的所有公寓，都得重建结构，更别说漏气浪费能量了，所以，是的，繁荣时期的公寓都建得很烂。但在这里和萨拉托加，我们有几家新的绝缘公司，他们正忙着为最好的大建筑商工作。每年举行的家庭展示活动可能会通过竞争力量帮助我们的地区。我看到欧文斯科宁密封系统现在在这里使用，我们有喷雾泡沫公司，我使用的那个有鼓风机门和评级器。所以，我认为我们做得比糟糕要好。我构建。我支持我们优秀的建筑工。在我的领域里，除了我能做的之外，这些都是我知道并推荐的建筑商。
教育房主
在我设计新房子的过程中，我选择了一个建筑商来执行这个计划，我发现自己在想，普通人如何才能得到一个真正节能、舒适和耐用的家。大多数时候，如果房主的角色只是袖手旁观6-12个月，然后写支票，那么真正好的结果是不会发生的。
虽然在PGH和更好的房子的建造者中有一些精通的人，但我不得不认为，让PGH成为规范而不是例外，是对那些为他们的项目雇佣建造者的人的大量前期教育。如果需求和监督不是来自于房主，PGH和更好的阶层中唯一的建设将由那些想要区别于他人和高于他人的少数人完成。
对迪克·罗素的回应
鸡巴，
你是对建造一个新的定制家庭的受过良好教育的人有时可以确保建筑是节能的。
但美国绝大多数新家都不是定制的家庭 - 他们是开发人员建造的规格家园。在家中的长时间寿命 - 也许100年 - 房屋的所有随后买家都没有以任何方式参与原规范。这是我们需要构建代码的一个原因。
我同意resnet和energystar
我同意resnet和energystar提高了标准，我们今天的设计应该达到更高的标准!
能源之星的经验法则是什么?
每1000平方英尺的拇指规则1吨是有趣的......
能源之星网站上说，对于房间空调(如窗户或墙壁)，12,000 BTU(1吨，对吗?)适合450到550平方英尺。所以这是“布拉斯尼克和贝利斯”经验法则的两倍…
低BTU迷你分裂？
似乎最小的迷你分裂仍然是9000 BTU和18000 BTU HP。如果你只需要1/2或更少呢?该应用程序是在一个非常紧密、绝缘良好的房子中的几个房间-与CASEMENT窗户(也想让压缩机的声音远离房间)。我了解到，使用EMC电机，它们可以运行在3000 btu，但这似乎仍然比需要的容量多得多。什么好主意吗?
回应克里斯托弗VLCEK
克里斯托弗,
显然，你不得不购买比你需要的更多的生产能力，这让你很恼火。然而，你可以用这样的信息来安慰自己，即超大的无管道微分路在部分负载时比在全负载时运行效率更高，所以你最终会得到非常低的能源账单。(部分负载效率高的原因是它们使用了逆变器和变速直流电机。)
更多关于无导管微分裂效率的信息(特别是当一个单元是超大的)，请参阅Dana Dorsett的评论(评论#7，发表于5/25/12 13:52)这个博客页面．
地下室的经验法则
马丁，
非常感谢您就我的其他问题提出的宝贵意见。
至于修改后的经验法则，每1000 SFT的空调空间1吨，我是否应该将地下室面积与主层处理在同一水平面上?我有2150 SFT在主层，另2150在主层下面的半步行地下室。我应该计算4.3吨还是忽略地下室，计算2.15吨?
我收到了来自暖通空调承包商的报价，指定为我家安装3吨GeoComfort地源热泵。他测量了一些尺寸，并向我提到，规格来自于J手册的计算。他通常会看到我这种大小的房子的规格是4吨，但由于气密混凝土墙(ICF/EIFS)，结果是3吨。所以我想看看这是否符合滚动规则。
谢谢,
venkat
应对引导
Venkat，
如果你的地下室已经完工，有空调的空间——你想包括管道系统和供应设备，以便在冬季供暖，在夏季空调——那么在进行冷负荷计算时，你应该包括该区域。
如果您的地下室未完成并且不会被调节，那么您将不包含它。
1000平方英尺每吨的规则
每吨1000平方英尺的经验法则，仅仅用于冷却吗?
在凉爽气候下降温
人们应该注意到每个位置/气候都有自己的拇指规则，因为设定室温和环境的差异会有所具有足够的主要因素来对房间的热量增加。我在热带地带，我们的经验法则无水靠近这1吨：1000平方英尺（1.5HP：100平方米）我们的拇指规则在这里大约是1HP：10平方米。与相同100平方米的1.5相比，这是一个往返10HP。6x更多！外部的温度在30S˚C（86英尺）和约50-60℃下。我们还使用逆变器直流压缩机电机，这意味着在最热的最热的100％跑步不是一个很好的规格。如果压缩机以100％运行，电机的寿命和效率下降。本文应进行修订或至少注意到，这是对美国的特定纬度的意思。我猜佛罗里达会与这个“规则”不同。
回应Victor Ong
维克多,
执行手动J冷却负载计算始终优于使用拇指规则。
也就是说，你所描述的环境——室外温度为86°F，室外相对湿度为50%至60%——并不是特别具有挑战性。在佛罗里达和休斯顿，这些情况是正常的——事实上，室外温度和湿度通常要高得多。因此，在佛罗里达适用的经验法则在你所描述的气候条件下肯定也适用。
你没有提到你居住的国家的名字。值得注意的是，本文提到的拇指规则适用于美国专利内置的新家庭 - 一种专注于气密性，具有足够的绝缘水平，双窗格低SHGC窗户。在柬埔寨，我刚刚访问过的热带国家，新建筑没有绝缘，很多空气泄漏和单窗帘。这些建筑物不能使用为佛罗里达州的能源之星屋开发的经验规则。
回应Tony Tibbar（评论＃31）
托尼,
Q。“每吨1000平方英尺的经验法则只是用于冷却吗?”
答：是的。
手动J用于峰值负载，现实负载或两者？
我最近通过手动J（猜测旧版）的住宅冷却载荷计划上了我的手，我想知道该工具的最佳用途;计算的负载是真实的，所以计算的负载是最热的太阳能增益最热门部分的峰值负荷？
我想确定房子实际的制冷负荷，比如这个季节较暖的部分的日平均负荷。例如，如果在一个典型的炎热的夏天，房子的平均负荷是18K BTU/H，但在短时间内达到峰值22K(比如晚上的阳光、做饭、很多同伴等等)……看起来合适尺寸的空调应该是1.5吨，而不是2吨。
如果手动J用于确定峰值负载，那么将AC设备的大小调整到峰值负载是否有意义?如果一间房子在这种情况下只有2个小时的窗口时间，那么房子的热质量难道不会帮助一个较小的空调系统顺利度过高峰时间吗?(比如温度上升2度)或者把设备的最大负载调整到1%是否有意义，因为在非常炎热的0.1%的日子里，AC将会变小——而依赖于热质量?
此外，我还看到了一些关于如何对待窗户的相互矛盾的建议;有趣的是，你提到暖通空调承包商可能会“假设所有的窗户都没有窗帘或百叶窗”来获得更高的温度，但我读到这应该是一种假设，因为房主倾向于在阳光明媚的日子打开窗帘(为了自然光，风景等)。我还读过一篇文章，说树的覆盖物不应该算在内，因为“树木是可以被砍伐的”。但这似乎很疯狂，除非这些树真的可能在未来10-15年内消失。
回应Nathan Efrusy
内森,
Q。“计算出来的负荷仅仅是一天中最热的时候的峰值负荷吗?”
A.不是真的。外部设计温度通常代表6月至9月仅超过2％或2.5％的温度。这些值称为2％的设计温度或2.5％的设计温度。
这种方法让你担心，只选择为一年中最热的时候设计的设备会造成过度的伤害。
当涉及到设备尺寸时，您最好遵循ACCA Manual s提供的指导。这并不像“现在我知道了我的冷负荷，我将选择设备而不是满足负荷”那样简单——部分原因是不希望设备尺寸过大。
有关手动S的更多信息，请参阅手动年代小册子．
如果你是房主，你可以控制你的百叶窗，你可以做任何你想做的假设，关于百叶窗是向上还是向下。同样有树木。
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