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建立科学

有管道的小裂缝在我的有条件的阁楼(上)

计算负载和系统大小

该室外机为我们新的三菱变频器驱动的微型分裂热泵系统

去年我和我妻子买了一栋1961年的农场风格的房子我一直很开心地把它修好。我写过阁楼上的泡沫喷雾没有覆盖顶板的问题我是怎么解决的当我们有拱子,粘性和排水沟时。在阁楼里安装了更多的喷雾泡沫,因为原始的阁楼封装非常糟糕。我用一个美丽的新的Rheem热泵热水器取代了旧的天然燃气热水器。(我会在今年夏天在某个时候写下这两个主题。)

到目前为止,我们做的另一件大事是为一楼安装了三菱热泵系统。它有一个室外机和两个空调阁楼。广州暖通*安装了系统,并做了出色的工作。他们专门在三菱设备,特别是无管道,和他们的奉献高质量的工艺显示。如果你在亚特兰大地区寻找迷你裂缝,你不会错的。(是的,他们给了我们折扣,但即使他们没有,我也会说同样的话。)

你可能想知道我如何划为房子,我们的加热和冷却负荷是什么,以及为什么我掏出的系统,让我们跳进细节。

*披露:三菱在能源先锋博客上的设备和广告给了我们折扣。广州暖通给了我们安装的折扣。

区域和荷荷

我为我们安装的系统做了负荷计算和大部分的设计工作。(广州暖通空调帮助充实了裤子配件的细节,我将在下一篇文章中讨论。)平面图如下所示,我做的第一件事就是把房子分成几个区域。左边的卧室组成一个区域(绿色)。右边的公共区域是另一个区域(粉红色)。阳光房需要自己的区域(蓝色),因为所有的玻璃。这个房间的三面墙中,约60%的墙壁上都有窗户(上世纪八九十年代的双层玻璃)。

贝尔的住宅平面图和区域
贝尔的住宅平面图和区域

我们使用RightSuite Universal能源先锋的暖通空调设计,这就是您在本文中看到的结果的来源。以下是我在手动J负荷计算中使用的规格:

贝尔斯住宅手动J负荷冷热负荷计算规范
贝尔斯住宅手动J负荷冷热负荷计算规范

让我来解释一下输入。除了阳光房和洗衣房,其他的一切都在一个有空调的地下室或有空调的爬行空间。只是他们现在还没有受到直接的制约。在我们把新系统装进密封阁楼后,我们把旧的炉子和空调搬走了。11万英热每小时和4吨空调作为一个区域服务于整个房子。不是很好,但楼上基本上还好。地下室总是很冷,就像你所期望的那样。现在地下室是间接调节的,这增加了主要楼层的热负荷,但可能有助于冷负荷。

天花板的模型是R-30,但现在更像R-40。伍德曼保温给了我更多,我要求他们在那里添加到现有的喷雾泡沫绝缘时。我欺骗了渗透率。我的最后一个鼓风机门测试,我在新的喷雾泡沫后做过我在顶板上的额外密封工作,为整个房子的5200 cfm50 (~9 ACH50)。所以,阁楼的隔热实际上比模型的好但是漏风却比模型的差。我不记得为什么要这样做了,但这两个偏差很可能会相互抵消。

在窗口输入中,DP代表双窗格和SP代表单个窗格。U是U形因子,R值的倒数。SHGC是太阳能热增益系数。大多数单个窗格Windows都有Storm Windows,它向其中一些SP窗口解释了0.57。

我用的是标准室内设计温度(冬季70°F,夏季75°F)和亚特兰大户外设计温度为23°F,夏季为93°F。通过所有这些条目,三个区域的负载和地板是:

贝尔斯住宅人工J冷热负荷计算结果
贝尔斯住宅人工J冷热负荷计算结果

请注意,这三个区域的热负荷都高于冷负荷。这让很多人感到惊讶,但这在这里很常见。显热比(显冷负荷除以总冷负荷)均在0.8以上,日光进入为0.92。所有这些玻璃都增加了比潜在负荷更多的合理负荷。如果你想知道,制冷负荷以每吨平方英尺计算,卧室为1537平方英尺/吨,公共区域为1123平方英尺/吨,还有一个引人注目的,拇指状394平方英尺/吨的阳光房(又是窗户)。

分级设备

那么,我选择了什么尺寸的加热和空调设备?首先,让我告诉你我的思考。我不希望在房屋中满足装载的设备。我很快就会咀嚼和改造地下室。(但我有一本书首先完成。)在此之后,我将开始在主地板上工作,拥有更多的空气密封和新的窗户以及一些地区的主要装修(肯定是浴室,肯定的主浴室)。因为那些计划,我想要一个尺寸尺寸的设备。此外,我知道即使我做出了手册J加载计算,它仍然有一个比实际负载高约10%到20%。

我选择的设备包括一台室外机,一台三菱MXZ-3C24NAHZ2 with HyperHeat,两台卧式风管室内机。因为只有一个室外单元,这只是一个热泵。系统的总容量是基于室外单元能做什么,因为它把热量倾倒在哪里它以冷却模式从房子里移出来它从哪里拉出热量以供暖模式进入房间。我们的名义总能力是2吨;室外机型号中的“24”代表24,000 Btu/hr。

卧室区的管道迷你分流空气处理器和导管
卧室区域的微型导管空气处理装置和管道系统

除了日光室,所有的主楼层都有管道微型空气处理装置,我很快就会在日光室上增加一个单独的壁挂式装置。卧室区域使用的是三菱SEZ-KD09NA4(见上图),公共区域使用的是三菱SEZ-KD18NA4。只关注这两个主要楼层区域,这里是设备的负荷和能力:

每个区域的加热和冷却负荷以及安装的设备的加热和冷却能力
每个区域的加热和冷却负荷以及安装的设备的加热和冷却能力

由于系统的总容量由户外单位决定,因此这里的总体看起来像:

加热和冷却负载以及两个区域的安装设备的加热和冷却能力
加热和冷却负载以及两个区域的安装设备的加热和冷却能力

上述两个表中显示的能力来自三菱的软件Diamond System Builder。如你所见,冷却方面的数据看起来还不错,总容量不足约为2500英热单位/小时。但供热能力比负荷低11000英热单位/小时。这可能行得通吗?

房子是否足够温暖?

我故意向我家安装的设备尺寸下尺寸,因为我不想在建筑物外壳中的未来改进,以留下太多的容量。总冷却能力仅为我们冷却负荷的88%,加热容量仅为设计加热负荷的65%。Astute Reader将注意到较冷却能力的另一个问题,但是让我们首先用我拥有最多经验的模式处理:加热。

我们在2019年11月安装了两个空气处理器的热泵,所以我们已经用它度过了一个冬天。我有没有说我们没有安装任何辅助热源?是真的,但我们有很多毛衣和毯子,所以我们活下来了。只是开玩笑。去年冬天我们不需要任何补充的热量。

是的,冬天不是特别冷,但我们确实做了一些测试。大约有2200人加热程度天(硬盘)12月至4月,低于亚特兰大平均约3,000个硬盘的亚特兰大。每天晚上,我们确实有一个为期三天的寒冷天气,靠近我们的户外设计温度。夜间低点为25°F,24°F和25°F,白天高37°F,40°F和49°F。这所房子一直保持温暖。我们醒来时的室内温度有点低于恒温器设置,但是当那天加热时陷入了困境。如果我们在20多岁的低20秒内具有较冷的天气,我认为我们需要补充热量。

所以,我现在不担心热量。手册J加热负载不计算内部负荷,所以我们的身体和电器放弃热量的帮助。一旦我完成了改进了建筑机箱,负载应该掉落,更接近我们的加热能力。即使在改进之前,我们有一些灵活性,因为两个空气处理程序。如果它在几天内真的冷静下来,我们可以在一天中的公共区域举办大部分暖气,并使卧室冷却比正常更酷。无论如何,我们通常会睡觉。

到目前为止,冷却效果

总冷却能力是冷却负荷的88%,所以我们将在炎热的天气进行测试。到目前为止,我们的温度正好是90华氏度,只比夏季设计温度93华氏度低几度。空调还没有遇到任何困难,把房子冷却到恒温器的设定值。

阳光房,如图所示,需要自己的区域良好的加热和冷却,因为所有的窗户
阳光房,如图所示,需要自己的区域良好的加热和冷却,因为所有的窗户

但我做了另一个小实验来进一步推动这个系统。寒冷的天气结束后,我们打开了阳光房(如图所示),它通过一组法式门与书房相连。到目前为止,在炎热的天气里,书房和阳光房都凉爽到我们通常设定的74华氏度。然而,为了在日光室的门打开的情况下给书房降温,该系统需要运行的时间比它设计的要多。这导致客厅温度下降到71华氏度,因为恒温器在书房里。日光浴室的门关着,外面的温度很均匀。我们马上要给阳光房安装一个壁挂式无管道小裂缝,这就能解决这个问题。

现在,我提到了另一个降温问题,它与湿度有关。根据三菱的软件,我们的总潜在容量只有718 Btu/hr,而我们的潜在负荷是3803 Btu/hr。如果这是正确的,我们的系统将做很少的除湿。我还没有测量出从系统中流出的冷凝物的量,但我很确定我们有超过718英热单位/小时的潜在容量。我们最近经历了一些温暖潮湿的日子,房子里的湿度也没有失控。我们这周的露点已经高达72华氏度,室内相对湿度仍然大多低于60%。如果我相信单独的温湿计而不是恒温器,它总是小于60%。

简而言之,缩小系统规模并没有导致我们的房子(目前)出现不舒服的情况。而且这还没有促使我加快对房子的修缮进度。我们将看看今年夏天天气变热时会发生什么,以及真正的寒潮会发生什么。目前,我对容量的减少很满意。

下一次,我将覆盖管道系统,包括过滤,我的两个微型空气处理器在空调阁楼。与此同时,我得去看看我后院的鸟今天早上在干什么。照片里的五个喂鸟器只是我安装的八个中的五个。


- - - - - -艾莉森巴利斯他是一位演说家、作家、建筑科学顾问和能源先锋公司的创始人。他也是这本书的作者能源先锋博客.你可以在Twitter上关注他@EnergyVanguard.所有图片均由作者提供。

16条评论

  1. Jon R.||#1

    我们醒来时,室内温度略低于恒温器设置,

    记录半打房间的温度和湿度会很有趣。更有趣的是,如果您还记录室外温度和热泵能源使用情况,并发布所有数据。

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||# 4

      乔恩,那些绝对是我打算做的事情。当我有数据时,我会在这里报告更多。

  2. cldlhd.||#2

    我希望我能通过计算完成这项工作,但我太依赖承包商了。我有一模一样的室外机,但它与三间卧室里的三个壁挂式单元相连。我也有一个独立的墙壁单元在主要生活区,有自己的室外压缩机-一个msz-fh15na连接到muz-fh15na-和我的问题与冷却是缺乏湿度去除在卧室。两间卧室的墙壁上有封闭式泡沫喷雾,阁楼上有很多绝缘材料。在去除足够的湿度之前,系统冷却并达到设定的温度。如果我把它们置于干燥模式,就能去除湿气,但几个小时后就会很冷。不过供暖很好。考虑到我们的房子只有1000英尺多一点,这个系统显然太大了。就其价值而言我们住在费城的郊区和之后2冬天不使用我的旧油锅炉/液体循环加热的踢脚板我拽它,水箱占用空间在我的储藏室,喷雾泡沫墙壁和天花板和安装rheem HPWH(2019年4月),到目前为止,我爱它。我都快把自己逼疯了弄清楚所有不同的管道配置。 Last summer I pulled that nice hot air from the attic and exhausted into the storage room where the water heater is located. That made the unit run very efficient. Since the storage room isn't directly connected to the house, it has its own exterior door, I wasn't concerned about bathroom or oven fans or dryers creating vacuum and pulling heat from the attic into the house. This year I'm trying something different having the ntake and exhaust ducted behind my refrigerator knowing that it will make the water heater less efficient but it will help the air conditioning out in the house I assume. Sorry for getting off point there.

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||# 5

      Cldlhd,我的pwh还没有导入,但我确实计划做一些像你做过的事情。我要去有空调的阁楼,那里有旧的炉子烟道,所以我要把阁楼的空气拉进进气口。我还没有决定是否要把HPWH的排风送进空调的爬行空间,完成的地下室,还是把它留在机械室。

    2. 专家成员
      Dana多赛特||#7

      “我希望我做了彻底的计算,但我太依赖承包商了。我有一模一样的室外机,但它与三间卧室的三个壁挂式单元相连。”
      ------------
      >“......以及我用冷却的问题是卧室里缺乏湿度......”

      这是“每个房间都没有管道的头”的典型特征。大多数卧室没有足够高的负载,甚至需要半吨的头,和3C24NAHZ冷气候压缩机的最小调制输出相当高,13100 BTU/小时@ +17F(非常接近费城99%的外部设计温度),所以即使是在加热模式下,当加热卧室时,它可能仍然在进行更多的循环而不是调节。一个专用的合适大小的管道迷你分裂,如SUZ-KA09NAHZ/SEZ-KD09NA或SUZ-KA12NAHZ/SEZ-KD12NA有更多的调制范围,将运行更长的周期,无论是夏季和冬季:

      https://ashp.neep.org/ !/产品/ 26170

      ...... vs。

      https://ashp.neep.org/ !/产品/ 29053

      …或…

      https://ashp.neep.org/# !/product/31988

      1. cldlhd.||#8

        哦,我是在留下的印象是,3C24NAHZ下降到6000英镑。猜猜它比我想象的更糟糕。可能是一个愚蠢的问题,但如果它只会限制到13,100,我只运行了一个9000 btu墙单位怎么样?
        这是一点的实用点,因为我已经安装了系统,但可以提到的那些单位有Ductwork运行到多个房间或仅一个房间?
        在冬天,我经常开着卧室的门,开着主起居室的一个单元。

      2. 删除||#9

        “[删除]”

      3. cldlhd.||#10

        我不是故意要打断你的思路,但是这个在我脑子里挥之不去....我想知道mxz - 3 c24na2没有超级热量提高最低调制输出的模型因为我看三菱规格表和一个列表NA热值在12600°F的最小冷却输出热量但列出热值在5°F 25000热量列出了最低冷却容量为6000 btu。每个规格表的图像显示了完全不同的外部单元与范围更广的过热模型。让我更困惑的是,模型#列出的是MXZ-3C24NAHZ2的过热和MXZ-3C24NAHZ2- U1的非过热。我的模型是一个过热的,但前者是一个模型编号,后者是一个“服务参考编号”。我将非常感谢您的任何想法。

        文件格式 文件格式
        1. 专家成员
          Dana多赛特||# 13

          AHRI提交的表单数据有点混乱,与事情实际上如何正常运行不一致,因为AHRI测试要求锁定逆变器的频率,为那些测试,试图创建一个更苹果到苹果的比较模型和供应商。(我并不清楚这种测试限制是否会使比较数据变得更好或更差。)

          Neep测试号码没有这种限制,而且忽略了除霜容量损失,以及其他一些奇怪。

          最近/目前提交的3C24NAHZ2表显示,最低调制输出为11,400 BTU/hr @ 47F,这与NEEP编号(由三菱提供给NEEP)一致。

          https://nonul.mylinkdrive.com/files/mxz-3c24nahz2_productdatasheet.pdf.

          https://ashp.neep.org/ !/产品/ 26170

          任何Mitsubishi多拆分与附加的-NAHZ(或NaHZ2等)是一种超级加热模型。普通族(无Hz)不加热,并且容量较少,+ 5F的容量较少,在温度冷却器比+ 5f冷却器上缩短甚至更快。

          在最近提交的相同型号的表格中,许多不同之处很可能与设备上运行的固件有关。如果他们发现通过循环开关比在低负载下调制更有效地运行,他们将在测试中这样做。有时,细微的硬件变化也会产生影响。设备的发展速度比型号的发展速度快。我的一个亲戚注意到她的FE18被一个主要的电涌击中,他们通过更换几个烧焦的组件来修复它。修理后,它比第一天服役时运行得更好,效率更高。

          1. cldlhd.||# 14

            这让我听起来很难知道我的特定单位的实际规格。如果他们有在线旅行社的更新就好了。我不是专家,但我认为锁定变频器的频率可能会损害效率。
            因此,您在附加信息中的6000 btu最小值附近的任何位置都没有显示任何位置。
            我正在尝试一个新的湿度问题在卧室里的湿度问题。我假设当墙壁单位太快冷却房间时,它在线圈上关闭并留下了大量的水分,然后当风扇只是吹来时,没有冷凝器运行它被重新分配到房间里的湿度。所以我得到了一个elio breeze plus,我正在尝试舒适的湿度设置。如果房间中的湿度得到一定的水平,它将本机放入干燥模式,然后当湿度降至足够低的水平时,它只是完全关闭单位,因此它不会将水分放回液体。我正在检查它周期的时间,我不确定如何影响效率。我也想知道将这种水分留在线圈上是否可能给我一些时髦的发霉类型的问题,并且需要更频繁地清洁。这只是几天,但到目前为止似乎工作。当我睡觉时,我确实喜欢空气移动,所以我跑了Haiku l我的妻子认为对于吊扇有点太贵了.....

  3. 马特·F||#3

    在您所有的岁月中,您是否曾看到过手册J所做的并且最终放入无法满足负荷的设备?有趣的是,在加热方面恰到好处,看到你的规模低30%且几乎是陆地。

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||#6

      马特,是的,我见过一两个系统不够完善的案例。当这种情况发生时,Manual J通常会有问题。

      在我的例子中,有了超热单元帮助,因为它应该保持100%的47华氏度一直到5华氏度。

  4. 基因Dejoannis.||#11

    我不经常看到这一点,但单区域微型分裂热泵通常有3点高的目录HSPF比多区域单位(13 vs 10)。因此,如果你处在一个以供暖为主的气候中,选择几个单一区域的模式似乎比用一个单一的多头模式做整个工作更好。当我做一个简单的运行成本计算时,这一差异使得迷你分裂(对于单个区域)比美国东北部的冷凝气体锅炉稍微便宜一些或稍微贵一些(对于多头)。

    1. cldlhd.||#12

      我有一个三菱多分裂为三间卧室,但是一间普通生活区的一个区域。房子是我们在冬季绝缘,只有一点点超过1000平方英尺,我常常刚刚运行单个区域,让卧室门打开。

  5. PBP1||# 15

    我有三个经济特区单元(三个独立的区域15,12和9),一个MXZ-3C30NAHZ2热泵在西部MT 2100平方英尺(后备热量是一个拿破仑21K-30K BTU NG DV壁炉)。总的来说,我喜欢经济特区的单位。内部冷凝水泵可以更安静(单位在冬天更安静),所以我建议重力排水如果可能(或蓝色钻石售后泵?)在SEZ-KD15上,我刚刚用三菱FBL1-2 (1x34x12)(原来是2x5.625x33.5)更换了过滤器盒。风速计三脚架/集中在一个供应管道(单位有两个10“金属导管直径14”x14”可调双装有百叶窗板的炉篦)显示的变化产生了重要的影响(w / o过滤器490 FPM, w /马雷409 FPM过滤器和旧盒子w /马雷8过滤器360 FPM - Lo /地中海/嗨新盒326/370/409 FPM老盒279/318/360 FPM)。当绝缘的SEZ-KD15单位与2“Thermasheath Rmax (R-13.1),我注意到单位泄漏空气在两个点上线圈(正压力侧)。该单元的顶部金属板有一个嵌入部分,满足侧墙和由于某些原因不是很好密封,所以我用3M铝箔胶带胶带那些连接。当我继续发现空气密封房子/进一步绝缘,我可以看到电力使用量下降。今年冬天,SEZ-15KD将更多地在高风扇速度(529 CFM)上运行,现在有更好的投掷来帮助减少大空间(9'到13.5'棚顶)。热泵干衣机(bloomberg)的效果也相当不错(宝洁欧洲公司(P&G Europe)的干衣机就是这样,主要是在美诺(Miele)上,也许有一天美国也会采用“无通风口”干衣机)。 While admitting all is not optimal, hope the above data may help people decide/size/zone as they try their best to follow Dr. Bailes incredibly useful/insightful advice.

  6. 沃尔特Sexsmith||# 16

    艾莉森,你什么时候做第2部分,我对那部分感兴趣。

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