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电气化包括用电气化设备取代化石燃料设备，从熔炉和锅炉到汽车和割草机。正如大卫·罗伯茨(David Roberts)在其广泛阅读的著作中所说的那样，这是一个目标Vox的文章，是“通电了一切。”电气化已经成为了应对气候变化的主要工具。这导致在CO直接滴2即使是在主要依靠化石燃料发电的地区，碳排放也是如此。它为碳中和提供了一条清晰的道路;随着风能和太阳能发电的份额继续增长，发电产生的排放将会下降，最终接近于零。通过消除尾气管、煤气灶和故障供暖设备中的臭氧和一氧化碳等污染物，电气化还改善了空气质量和人类健康。
许多新住宅从一开始就被设计成全电动的，一些市政当局禁止在新建筑中使用天然气。在这些房子里，电力服务通常至少是200A，大小可以容纳电加热、空调、热水、做饭、烘干衣服，可能还有一个汽车充电站。这一挑战出现在较老的家庭，许多家庭只有100A或150A的服务。这些房子完全通电通常需要升级服务。但房主通常可以逐步开始，例如，更换天然气热水器或安装小型无管道热泵，而无需升级他们的电力服务。
当前服务的能力确定
电气化从业者——建筑师、工程师、能源审计员和技术人员——需要能够评估现有电力服务的充分性。使用新负载对服务过度征税可能会造成安全隐患;它还会导致一些麻烦，比如调暗灯光、跳闸，以及发动机和电子设备的额外磨损。但在不需要的时候指定服务升级也有其不利之处。额外的费用通常在1500 - 3000美元之间，可能会阻止房主迈出电气化的第一步。在紧急更换的情况下，与服务升级相关的延迟也可能是一个决定因素。大多数设备更换发生在生命周期结束时;如果错过了这一短暂而关键的电气化窗口期，房主可能会发现自己被困在化石燃料设备里10到20年。
国家电气代码（NEC 220.83）描述了确定电气服务是否可以安全地容纳新负载的步骤。我的目标是熟悉服务计算过程和所需输入的读者。如果您计划执行这些计算，我强烈建议阅读NEC的相关部分。如果您不熟悉进行最终通话，或者您的本地建筑部门需要它，请通过许可电工或工程师进行计算。
计算将负荷分为两类:一般负荷和采暖空调负荷。电力服务的规模是由两者相加决定的。负载的计算单位是伏安(VA)，它是额定电压(V)和电流(A)的乘积。对于纯电阻负载，如空间加热器，VA相当于功率，单位是瓦。对于像电动机这样的感应负载，其峰值电流与峰值电压不相，VA可能高于设备消耗的真实功率(瓦特)。
几个预赛
在深入研究服务负载计算(如下所述)之前，我对面板做了一个快速的可视化检查。我还试图拍一些清晰的照片，显示断路器和门标签;这些可以是有用的，如果我有问题后，我离开网站。此时，我将注意主断路器的安培数和空槽的数量。如果面板是满的或接近满的，我将评估是否有可能通过安装串联断路器来释放空间。并不是所有的制造商都允许串联断路器，一些制造商限制了可安装的串联断路器的数量。
我还记录了面板的年龄和状况，检查是否有腐蚀、缺件和其他损坏。如果面板或断路器是老式的，我会在网上查看是否有召回。在目视检查中发现的问题可能会使天平倾向于面板升级，即使现有的容量对于拟议的项目是足够的。(尽管带有保险丝的老式面板有时能通过NEC 220.83中列出的标准，但它们不符合安全或可靠性的现代标准，应始终进行升级。)
确定总体负载
下面的步骤将带领您完成NEC 220.83服务的计算。数字对应于下面显示的工作表中的部分。
- 计算光照和基于平方英尺通用插座负荷。使用外部尺寸，但不包括车库、开放式门廊或将来不会完成的地下室。将完成的面积乘以3 VA/平方。英国《金融时报》。
- 托莱德洗衣和小家电分支电路。为每个2线、20安培的小家电分支电路增加1500va。这些电路就像厨房台面电路一样，没有固定安装的灯具(除了家用灯)连接。为每个洗衣分支电路增加额外1500 VA。根据代码，每个住宅单元必须至少有两个20A小家电分支电路和一个洗衣电路，因此第2行允许的最小值是4500va。
- 固定设备。接下来，列出所有固定设备的VA中的铭牌评级。这些被定义为“所有固定在适当的设备，永久连接或定位到特定电路。”代码专门提及范围，烤箱和饼干;电热水加热器，以及未连接到洗衣分支电路的干衣机（即，带有自己专用的240V电路的电动干燥器 - 这些较大的5000 VA或铭牌VA）。完整的钻石将包括其他固定设备和电机，如泵，油底壳泵，车库门开启器和热水浴缸。
4．和一般负荷并应用需求因子。该规范认识到并非所有的电灯和电器都将同时使用，因此相应地降低了总负荷。一般负载的前8000 VA按100%计算，但附加的一般负载仅按40%计算。
5。供暖和空调负荷。该代码假设加热和制冷负荷不同时发生，因此只计算以下两种负荷中较大的:
- 空调系统的全铭牌VA额定值(室外冷凝机的全负荷安培x伏特，空气处理机的全负荷安培x伏特)
或
- 电动集中热(即热泵)的全铭牌VA额定值+集中备用电+如果有电脚板或空间加热器。
6。总VA和服务安培。计算总负荷和供热空调负荷。不包括任何将被移除的设备作为建议升级的一部分。VA的总负荷通过将调整后的“总负荷”加到“供热空调最大负荷”中来计算。所需的额定工作功率(以安培为单位)是通过总负载除以工作电压(通常为240V)来计算的。如果现有服务的容量(如主断路器所示)超过所需负荷，项目可继续进行。
如果现有服务不能满足建议的负载，该怎么办?
当现有服务太小以适应所提出的电气化项目时，将需要服务升级。此时，您需要与房主进行对话，以查看他们是否希望承担额外费用。值得一提的是，电动面板，如其他建筑系统，具有有限的预期寿命。服务升级可以代表安全性和可靠性的提高，并且还可以实现其他生活质量增强，例如额外的照明或室外容器。为整个改进提供融资可能有助于克服成本障碍。虽然服务升级需要大量投资，但它将在全电气化的路径上移动房主。
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-乔恩·哈罗德是舒适的地球该公司的使命是以对人类和地球都有意义的方式减少建筑能源的使用。Jon拥有建筑性能研究所的多项认证，并发表了大量关于能源效率和绿色建筑的文章。
14日的评论
对于面临的可能需要升级服务的人，有几个更多的选择来考虑超出了这里讨论'S：提前安装新设备，以及有源负载管理，防止大负荷从同时运行的监测实际的峰值负载。我将介绍各自的下方，但首先，感谢这个优秀的和详细的文章预测的问题，这将成为越来越重要的！
NEC 220.87提供了使用实际测量的峰值需求，而不是本文中规定的计算的选项。这需要监测超过1年的时间，或监测超过30天，并调整了季节变化的负载。对于100-A服务我自己的全电动的房子，我最初的预期，这样做将表明我们有足够的能力来增加一个30 A，240 V电动汽车充电设置（EVSE），但保持低于46个多月后，A，我们正好运行电动机（我们几乎从来没有使用），同时当烤箱，热泵，和一堆其他的东西，以上80一起身，不留空间添加任何东西。实际峰非常相似的是什么，我计算正如上文所述，这表明这种方法非常有效。所以在我的情况下，这样做只是确认从计算的结果，但可能不会总是如此 - 监控一个月或一年可能帮助一些人避免升级的需要，甚至可能指向的需要到升级服务，即使计算没有要求它。有些人可能要开始监视提前采取措施，通电的一切，得到的数据是全年并准备继续前进。
另一个机会是有源负载管理：将阻止低优先级的负载从操作时没有足够的能力来为他们服务的智能控制。例如，如果您运行的是烤箱和干燥机，这样的系统会告诉EV之后的完成充电系统等和充电。一种热水器，是可以被延迟一个负载的另一个典型例子。这种类型的控制系统的尚未广泛使用或使用，但ELMEC“EVDuty”智能EVSE具有用于电流传感器的一个选项。就这样，则系统运行更加智能地比我描述的：它可以调节EV充电速率只取可用电流的量，绝不超载面板，但很少需要关闭完全充电。https://evdutystore.elmec.ca/products/smart-current-sensor-evccs200
还有更通用的“减载控制器”，可以设置来控制电动汽车充电和/或其他负载，如热水器。这种控制器的缺点是，与Elmec EVDuty设置相比，它不是一个交钥匙系统，它的目的是开关负载，而不是平滑地调整它们当前的水平。https://pspproducts.wpengine.com/?p=222它可以与EVSES和热加热器上的控制线接合，这些电加热器设置为可控地控制，或者可以与接触器接触器接触器，以将电力切断到任何负载被认为是非必要的。但它需要工程师或电工愿意弄清楚这些细节。
除了避免服务升级可以节省成本之外，负载管理方法的另一个优点是它可以减少您在网格上的峰值负载。随着越来越多的人用电，我们在配电网和发电方面都将面临越来越多的峰值负荷问题。如何解决这一问题仍是一个悬而未决的问题，但我们可能会看到住宅需求收费开始实施，或者可能会为控制峰值负荷的客户提供折扣。因此，采用负荷管理方法可能会被证明是更经济的，如果沿着这些线路的价格结构开始生效，但即使是现在，它可能是一个更便宜的和更有公民意识的方法。
谢谢你,查理。我非常喜欢使用可测量的需求，就像你描述的那样，而不是在可能的情况下使用说明性的计算。当我给加热设备定尺寸时，我经常想到这一点，但这同样适用于电气服务。我同意，需求管理和负荷形成对使电气化顺利进行至关重要。
更新：原来的超过15岁的能量监测我不是用我们新的EV打得很好。它采用当EV被指责被打乱电力线通信。所以，我的数据说，我们启动对我们服务的限制是有缺陷的。我有IotaWatt显示器取代它，到目前为止我们的山峰有低于40答：我会看到在未来的一两个月内会发生什么。
因此，虽然我对脱落控制器的一切都是真的，但有些人可能需要他们，我们可能不会。
我推荐IotaWatt作为一种经济的监测选择，包括记录单个相电流，以及通过添加便宜的传感器来监测许多分支电路的能力。如果你正在考虑电气化，那么安装一个是有意义的，这样你就有数据在需要的时候做出决定。此外，如果你在加热系统的分支电路上放置一个传感器，你还可以使用这些数据来找到加热系统的运行时间，这是在你进行电气化步骤时为新热泵确定尺寸的宝贵数据。
查理,
谢谢你在IotaWatt上发布信息。我喜欢使用开放平台的想法，而不是致力于专利技术(智能断路器)，因为从长期来看，专利技术可能不会成功。
乔恩，这篇文章对我很有帮助，因为我希望我的房子能通电。我在其他在线资源上看到的一些东西，但不是在这篇文章中，是面板评级的20%的缓冲区(所以一个100安培面板应该有一个最大的80安培计算如你所示)。这是最佳实践还是太保守了?如果过于保守，是否有更合适的缓冲?
谢谢你,保罗。我对80%规则的理解是，它适用于连续负载(例如照明或电机连续运行3小时以上，包括典型的HVAC电路)的导体尺寸。导体需要按额定负载的125%进行尺寸调整，因此是80%。电气服务的大小可以满足每NEC 220.83方法的计算负荷，而不需要额外的安全因素。然而，应该注意的是，对一般负荷的调整是基于某些行为假设，这些假设适用于大多数家庭，但并不涵盖所有可能的情况。
我写这篇文章有点晚了，但是看到我如何处理“持续或不”商业加载的问题，我想我应该评论一下。
我首先要说的是，这在住宅项目中并不像在商业项目中那样经常出现。但是有一些关键的事情需要考虑。这是你需要特别注意的大负荷。在房间里运行像插座之类的东西的典型馈源通常不是问题。注意事项:
热水器
电动汽车充电器
可能长时间运行某些大型工具（认为除尘器在大店）
预期运行3个小时或更长时间的负载被认为是“连续的”，并适用80%规则。这意味着你不应该负载超过额定容量的80%，这包括大多数熔断器、断路器和电线。一个例子是一个20A电路，运行12规格的电线和一个20A断路器，只适合16A的连续负载。你能把电线升级到10规格以获得20A的连续容量吗?不，你不能——因为断路器也只有80%的额定。专业的100%额定断路器是可用的，但它们很贵，几乎总是特殊订货，我从未见过一个住宅应用。例如，即使是商业上，我发现升级到600A的开关通常比升级到100%的400A开关更便宜。
电动汽车充电器将会是一个大的新事物，它们通常会运行6-8小时或更长时间。我自己的汽车充电器通常运行8小时左右。这些应由适当的电路提供。汽车充电器手册将讨论这个——不要只是过大的供电电路，因为充电器可能指定最大额定电流的OCPD(过流保护装置)，断路器，你不能超过这个。如果你想要一点额外的保险，你可以把电线的尺寸加大，因为大多数的发热问题往往与电线有关。很有可能汽车充电器的说明书已经允许了这一点，并可能指定了一个40A电路和一个40A断路器，但只能在32A充电——供电线路额定值的80%。
对持续级别的需求不适用于服务入口，因为它已经预期并非一切都会同时一直在一起。如果您有足够的总负荷部分载重于服务入口的额定值的总负荷部分，您只需担心80％的规则，并且除非您，否则我认为没有看到在住宅系统中发生拥有相对较小的100A服务，具有多个汽车充电器以及典型的家用载荷。甚至在正常系统中也很少出现。
如果你想为服务入口售票员提供一些额外的保险，不要根据住宅服务售票员代码书中的特殊表格来计算，而要根据“真正”的安通度表310.15来计算。如果你比较这两个,你会发现住宅服务入口允许一个尺寸小于“普通”载流容量表允许,例如200年的服务可以使用2/0的铜导体,这将是额定175只75 * C列(导体需要大小对于大多数应用程序)。否则就需要3/0铜导体。较小的导体是允许的，因为规范理解，一个典型的住宅服务通常运行远低于额定容量，甚至在较长的时间内。
值得一提的是，如果一个家庭被构建为全电动的家，与电热水器（尤其是即热式电热水器）和多个车载充电器（可预计在晚上同时运行），它可能是一个好主意，不按住宅服务导线载流量表，并与正常导体载流量的评价，而不是去。更大的导线会为相同的电负荷运行温度更低。
比尔
当考虑为连续的、经常使用的负载设置导体尺寸时，也值得考虑这样一个事实:为了减少热量而增大导体尺寸也可以提高效率。例如，一段50英尺的8awg导线在32a时有2v的落差。这只是240伏特额定电压的一小部分，但它的损耗是64瓦，所以这相当于无论什么时候充电器都在运行白炽灯，如果它每晚以这个速度充电4小时，每年将接近100千瓦时。扩大到6awg可以在一两年内得到回报。标准允许高达5%的电压降，但如果负载运行时间足够长，损耗成本就会增加，那么设计一个或更低的电压降是个好主意。
保持导线短是降低电压降和损耗的一种较便宜的方法。
比尔,
你将如何支付你的基地就规范-ING车载充电器一个新的家，假设你不知道什么类型的充电器会去吗？我敢肯定，我的下一辆车将是电动（或至少混合）。但我不会缩小我的选择为一年或两年。
为了完整性，我想在这里留下一个注释，关于80%/125%的东西是如何工作的，如果你使用NEC 220.87选择使用实际测量的峰值需求。正确的方法是根据15分钟间隔内的平均电流来查看数据。最高15分钟的间隔数应乘以1.25。然后添加新的加载。如果新的负载是电动汽车充电，或者热泵可能在冬夜持续运行，你也可以将这个数字乘以1.25。这个数字必须符合服务等级。
这与您开始的服务能力乘以0.8乘以0.8，然后说不调整的数字，最大15分钟的平均测量和新的连续负载，必须适应80％。
更新我们新买的联排别墅时，我们决定取消煤气灶。在我们继续前进之前，我们必须更新10年，150安培的服务面板。重组面板，添加子面板，运行一些新的电路相对来说比较便宜。但正如乔恩建议的那样，你必须有一个计划。
我现在没有时间把它全部读完，但我已经把它加了书签
也添加了你的RSS订阅，所以当我有时间的时候我会
回去多读点书。
问候,
尤朵拉阿基诺@Homeadvisor
我刚装了太阳能，关键是服务升级。答案总是肯定的，如果你要升级任何东西，就升级服务。苹果不会制造一台拥有昨天内存和电源的电脑，他们会定期升级。我的服务小组是1978年的。那个年轻的电工说，“它看起来还不错”。快点，把它拔出来，做正确的事。在电力服务面板领域，有一个人人信任的短语，“D方”。每一项重大创新的背后都有一项专利。如果你拒绝证实这一点，你就落后了。在任何时候都有很多我们不了解的东西，比如过去的建筑方式。 At one point, perhaps the microwave was built like a tank but the old windows won't hold up. In the next ten years, expect less electrical use as appliances and lights become more efficient. But also expect solar, and battery backup, and that requires an upgrade, and it should be subsidized.
当然，应该更换任何过时技术或磨损的旧面板。Googling您的小组的品牌可以帮助您弄清楚它是否是真正劣等的几个，这将达到更换它的优先级。如果你这样做，你应该考虑是否需要服务能力增加，或者将在不久的将来，因为如果你这样做是一个好主意。
至于电池板和/或服务是否需要扩大尺寸以适应太阳能是另一个问题。对于PV来说，通常是面板的额定电流是其极限，而不是服务容量。有时你想要一个比你的服务容量更高的面板。这是一个复杂的话题，可能是未来博客的好话题。
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