图片信用：多米尼克盟友
更多的能量书呆子
我将在接下来的几篇博客中讨论热损失和热增加的计算。这些计算是住宅供暖和制冷系统设计的第一步。
为了在小咬咬伤中解决这一大主题，我将首先讨论热量损耗计算。我将在未来的博客中绕过热增益计算和冷却设备。
然而，在挖掘这个话题之前，值得回答这个问题，“为什么我需要知道如何执行这些计算？”如果您是房主或木匠，您可能不需要知道关于计算加热负荷的任何东西。但是，如果您是设计师，架构师或建筑商，这种知识将证明是有用的 - 即使您从未自己执行计算，但代替计算机软件或顾问以执行计算。
了解热量损失计算背后的原则将有助于您了解建筑物的工作以及加热和冷却系统的表现方式。借鉴了这些知识，与窗口供应商，卫生间卫生间供应商，HVAC承包商和工程师对话的质量肯定会改善。
室外设计温度
如果您对尺寸加热设备进行了耗材计算，则需要对最坏情况进行计算，即最寒冷的年晚。（因为夜间通常发生最寒冷的情况，含热损耗计算不会通过窗户考虑太阳能增益。）该夜晚的温度被称为室外设计温度。（为了精确，室外设计温度通常定义为在今年三个最寒冷的月份的97.5％的时间等于或超过97.5％的温度。其他来源将室外设计温度定义为等于或超过的温度99％的年度。事实证明，大多数家庭都会舒适......
28日评论
滑尺
良好的线程。我想我需要关掉电脑，掸上灰尘，给滑尺上油，然后开始工作……
我注意到ASHRAE Fundamentals的设计温度与ACCA MJ8的设计温度有很大的不同。你知道为什么吗?
设计温度Vs“最冷”
我很高兴你对“一年中最冷的夜晚”和97.5%的设计温度有所区分，但我想更强调这一点。设计温度为97.5%的目的是为了避免为记录在案的寒冷天气指定系统，这种情况很少见，而且只持续几个小时。
回应Armando Cobo
armando，
你是对的 - 你会注意到不同来源的设计温度表并不总是同意。较旧的设计温度表基于旧的天气数据;随着全球气温在过去几十年中加热，一些设计温度表通过提高设计温度来反映了这些变化。
微孔酸盐可以在像科罗拉多州这样的山区州的设计温度下产生很大差异。我的温度在佛蒙特州的福尔森·沃尔登·沃尔街的1800英尺处，比武术伯灵顿记录的温度更冷，如果您在设计温度表中未列出的位置，则必须使用一些常识．
在选择设计温度时，请注意你的温度计几十年，并使用你自己的当地知识作为常识的现实检查。
回应柯特·金德
Curt,
关于97.5％的设计温度和“今年最冷的夜晚”之间的观点是重要的。
我采用了一个简写短语（“今年寒冷的夜晚”），使我的散文更加可读，但在一些技术准确性下降 - 所以它确实是值得重复你强调的点。
马丁，你提供的链接
马丁,
你在文章中提供的链接来自1985 ASHRAE Fundamentals，其中DFW、TX的设计温度为22/100,ABQ、NM的设计温度为16/94。DFW的设计温度为24/98,ABQ的设计温度为18/93。MJ8明显显示DAL在冬季温度升高2°F，夏季温度降低2°F。同时，ABQ冬季温度升高2°F，夏季温度降低1°F。
我相信Wrightsoft和Elite软件都使用了大多数暖通空调承包商使用的ACCA MJ8。由于2摄氏度的温差在空调设备上可能意味着多出1 / 2吨的热量，我想知道正确的设计温度可能很重要。ASHRAE应该更新他们的表格还是与ACCA达成共识?任何想法吗?
我包括其他人的Acca MJ8，以检查他们的设计临时。
回应Armando Cobo
armando，
谢谢 - 我很欣赏手册J设计条件文件的链接。
灯泡
而且我不是指郁金香。干灯泡？湿球？这些术语长期以来一直是困惑。也许马丁将在下一期间覆盖它们。
回应Gordon Taylor
戈登，
本文中提到的温度是所有干灯泡温度 - 也就是说，普通温度计上所示的温度。（为了确定湿式灯泡温度，您需要一种不同类型的温度计 - 其中具有悬挂布的灯泡在温度计的底部。这种温度计被称为“吊带手法计”，因为它设计为在一个圆圈中甩慢，鼓励湿布蒸发的水分。）
幸运的是，热损失的计算不需要考虑湿球温度或湿度。
如果您有兴趣了解更多有关Psychormetrics的信息，您可以在主题上看到我的博客：露点计算真的有必要吗?
您可能对此有用的文章感兴趣：干灯泡，湿灯泡和露点温度．
暖通空调承包商进行负荷计算是否普遍?
我想知道这些计算是不是经常由承包商来做。能源之星V3要求将其列在第2.18节的检查清单上。第9节要求进行空气流量试验。我不明白为什么在安装任何暖通空调设备之前不需要它。
也许这将成为一个近乎恐怖的故事.....
我大约一年前买的房子需要一个新火炉。我要求安装一个高效率的煤气炉，必要时对管道进行检查和维修。安装了一个新的95%的煤气炉我被保证管道没问题。
炉子似乎安装得很好，除了整个房子的加湿器没有重新连接，而且他们在阁楼上留下了很大的缝隙。这对我来说不是什么大问题但是在爬行空间里的供给管道就是另一回事了。
他们曾经没有检查过。镀锌的矩形管道，靠在泥土地板上，完全生锈。多年来，谁知道多长时间，从镀锌钢上的水软化器有一个柔性铜排水管。它被完全腐蚀到铜中穿孔，使水在管道上排出。管道在内部绝缘。我猜所有过度的黑色东西都是模具。另一部分圆形镀锌管道完全断开连接。
所以，当温度降到45华氏度以下时，我就打开电烤箱，让天花板上的电风扇来驱散热量，而不是用超高效的炉子来加热。这样一来，我8岁的女儿的哮喘发作就少了。我很高兴我一天工作12个小时而且我有一半的监护权所以我们俩都不常来这里。我也很幸运，房子很小，大约1000平方英尺，而且隔热效果很好。
我猜，大多数承包商都知道，很少有房主会进入狭小的空间查看他们的工作，尤其是那些90岁以上的人，比如我的祖父母，我房子的前任主人。而且，我猜很少有房主会要求看他们的负载计算。我从我妈妈和阿姨那里买了这所房子，她们在父母去世后继承了这所房子。
我本来想附上一些照片的，但是分辨率太高了，不适合2MB的附件限制。我看看能不能调整尺寸，稍后再发布。
回应大卫马丁
大卫,
问：“HVAC承包商是常见的负载计算？”
A.不。
例如，我住在波士顿的哥哥，最近联系了三家暖通空调承包商，为一个新熔炉投标。他要求他们进行负荷计算，但没有一个人能做到。三个承包商都建议他安装一个新的炉子，其额定热负荷是他家设计热负荷的三倍。(当承包商说他们不能计算时，我替他计算了热量损失。)
有关此问题的更多信息，请参见手动J和手动D节能．
理解基本原理
另一个伟大的话题。如果建模者真正理解大多数建模工具的“黑匣子”之外的热量损失计算，能源模型将更加准确，有意义;我期待着遵循这个博客系列。
对David Martin和Martin Holladay的回应
对于需要更换现有供暖系统的现有住宅，通常更准确的做法是，在冬季中期的账单期间，使用之前系统的燃料使用和燃烧效率，以基准65f供暖度，或者在油费账单上使用“k因素”。
要确定账单期间的供暖天数，可以在degreedays.net网站上找到你附近的一个气象站，下载一张涵盖日期的电子表格，计算账单的日期，然后除以燃料使用量。
每次加热度的燃料使用时，它是简单的算术，可以将其转换为每次加热度为每小时燃烧器的BTU输出。通过65F和加热设计温度之间的差异乘以恒定，这是加热系统需要提供的全室内负载。
例如，一所房子在1月15日到2月13日期间使用了238热的燃气，而在此期间的净度数是1251天。这是~0.19 therms/HDD，或19000BTU/HDD。在82%的炉(19000 x 0.82=) 15,580BTU/HDD。一天24小时，即(15580/24=)650BTU每加热度小时。
如果第99百分位加热设计温度为+ 7F，那就是（65-7 =）58加热度，整个房屋负荷约为（58 x 650 =）37,700 btu / hr。
油票上的“k因素”是每加仑硬盘容量。有138,000BTU/加仑，所以1/(K x 138000) =源燃料BTU/HDD，其余的算法流程与示例中相同。(新的燃油燃烧器通常有85%的效率。)
人对数字被挫折恒温器倾斜储蓄,锅炉扩界因素,燃烧器降解随着年龄的增长,或燃料使用的热水加热和烹饪,太阳能收益抵消燃料,等等,但在超绝热被动式太阳能的房子,所有这些都将是一个个位数百分比误差因素,而Manual-J方法通常会出现两位数的错误。
即使具有高质量锅炉，燃油使用量计算的设备速度兑耗材率为15％，也不是效率或舒适的灾难，但它只是如何易行地超大的大多数加热系统都是为了它们的实际负载。从手动-J的超大15％有时可以在不符合铸铁锅炉的AFUE测试号码的边缘。
这种方法不能告诉你房子的状况，或者热量是在哪里流失的，或者如何改善情况。它不是一个能源使用模型，它是一个能源使用的原位测量，而不是它如何离开。DOE2/BeOpt类型建模比直接的Manual-J或IBR热损失计算方法更好地讲述了故事的其余部分。
对Dana Dorsett的回应
达娜，
本系列的目的是向读者介绍热损失计算背后的原理。我不建议读者使用这里将要讨论的旧的用纸笔计算I=B=R的方法。
感谢您对使用历史燃料使用数据分享您的提示，以便为现有房屋提供更换炉。这是一种有用的方法;当然，该方法不能用于对新家进行尺寸尺寸。
局限性被理解......
显然历史使用方法不能适用于新房,也不能正确地平衡房间加热/冷却负载平衡问题,但是它了在分级更换单位在处理承包商不愿或无法运行Manual-J(这将是他们中的大多数,以我的经验)。
在一个新的家庭（或加法）上，一个房间的热量损失计算结果是必不可少的，除非法律规定（如加利福尼亚州，标题24中的加利福尼亚州）的授权仍然相对较少。更多的舒适问题而不是效率问题，但具有高质量锅炉或空气源热泵，这是一个效率的灾难。
应对一些
另一个问题是设计温度在97.5%和99%之间的差异。1%的条件显然是更广泛的，但可能导致过大。Man J已经内置了安全因素，所以不要再添加更多了。
对于2度的三角洲来说，它必须是一个非常重要的房子，以增加一半的冷却负荷。通过窗户太阳能增益，内部热窗子和空气渗透而比室外空气温度更多地驱动冷却载荷。在相关静脉中，壁绝缘R值与冷却负载相对无关紧要。用负荷计算来播放来证明自己。
对微亚偶和海拔的评论很好。使用附近机场的温度历史来模拟附近树木繁茂的郊区环境是不合适的。相反，必须考虑城市热岛条件。附近的水体（至少在他们冻结）上行动到CAP温度波动。
David Martin要求HVAC潜艇Do Load Calcs ...截至3月15日，2010年建筑代码在我的地区生效，强制了系统转换的负载计算。这正在进入低价竞争黑客的边缘，并奖励我们执行它们的人。如果一个人陷入了执行适当的负载计算的麻烦，它是一个小额额外的步骤，可以在鼓风机门测试中添加，这使得能够在负载计算中巩固一些不确定性。
对粗鲁仁慈的回应
“关于小气候和海拔的评论写得很好。使用附近机场的温度历史来模拟附近树木繁茂的郊区环境是不合适的。相反，必须考虑城市热岛条件。附近的水体(至少在它们结冰之前)会限制温度的波动。”
ACCA Manual-J设计温度通常来自当地机场天气历史，而Depreeday.net或Wunderground.com数据可以从附近的一系列退宇的退出措施中剪裁，以便工作燃料/硬盘号码。我尚未满足加热专业，谁在靠近当地湖泊进入热量负荷计算器。遮光遮阳主要是热增益/冷却负载系数，而不是加热载荷因子。冷却负载本质上更难以评估而不理解占用职业周期和塞载量的误差空间。
尽管如此，仍然使用附近的机场天气数据（而不是更具当地的气象站）很少将令人震惊的误差插入加热负荷数量，以便单独的中等密度开发的高密度或高层城市中心的方式。
如果当地站点和气象站/机场之间存在显著的高程三角洲，那么使用粗略的3F/1000'绝热温度三角洲模型就足够了。在美国气候区5及更高的地区，即使在估计的与绝对设计温度的5F三角洲，仍然只有一个个位数的百分比误差。
鼓风机门的“小额外的步骤”测试可以近一倍的成本直接热负荷calc。即使是适度从紧的房子里更高的精度并不额外的费用可能是值得的,除非客户端已经致力于改造空气密封或触及特定的BTU /人力资源或cfm号码,这超出了大多数炉/锅炉更换的范围。对于更广泛的节能改造，或者渗透率可以主导热负荷的高r建筑，肯定的验证是重要的。
返回设计温度
抱歉把我们带回来，这可能不是正确的论坛，但既然你谈论的是设计温度:我一直在试图让ACCA改变图森，AZ的设计温度一段时间。显然，我们是少数几个需要提交手册J的建筑部门之一，我们审查了它。使用高冷却设计温度是承包商利用计算来增加空调吨位的一种方法。
Acca Design Temps来自国际管道代码的附录D ???当上次更新时，我不知道，它是2.5％的温度......显然是不再使用的标准.Ashrae设计温泉在2010年更新，而Ashrae现在使用1％的温度103.6，至少在桌子中使用了1％的温度。我从一个我呼吁帮助的当地机械工程师收到。然后，我要求当地的天气服务研究1％的温度，结果是108（数据集的日期范围）。从102到108将有所作为，我如何在基本设计标准甚至无法建立时审查手册J以适当的设计？
回应富人
ACCA Manual-J的2011年更新设计临时工如下:
http://www.energystar.gov/ia/partners/bldrs_lenders_raters/downloads/outdoor_design_conditions_508.pdf.
请注意，99百分位的加热仪器某些区域与其他来源的97.5百分位数不同，但图森列出的第99百分位冷却温度为103F，与Ashrae 103.6F设计温度不同。
UA计算和温度
马丁，我也做了几十年的热损失计算(从1978年开始)，并在过去的20年里教学生做这个。我认为这是非常重要的，因为他们能够从中感受到不同建筑组件对整体UA的不同贡献。然而，我与你和标准ASHRAE方法的不同之处在于，我认为一个人在完成所有UA(在Btu/hrF)之前，不应该引入设计delta T或HDD。我认为停下来看看不同区域的UA贡献是很有价值的，比如上层地下室墙壁，下层地下室，窗户，渗透等等。你可以通过做许多这样的事情来学习很多东西，而且一旦你有了建筑的几何形状，你就可以很快地用手去做了。然后你就会知道大楼的哪些部分是最大的贡献者。
在为所有传输和渗透负载进行完整的UA表后，可以使用UA来提前并快速计算设计负载或季节性负载。虽然许多人认为这是做事的旧方法，而且计算机程序将是更好的方式，Michael Blasnick的工作（如您最近指出的）表现相反。
我的学生做很多手UA计算每一年,在现有建筑物接近我们的校园,并通过比较结果在不同的建筑类型和条件,我们可以,我们可以做一个快速穿过建筑,和一些基本的R值信息使一个很好的猜测UA整个建筑。这么多年来做了几百次这样的练习，你会惊奇地发现你学到了很多东西。
第二点:我很惊讶Design Temps和HDD对历史天气数据有如此多的兴趣。根据我所在地区的本地硬盘数据，回到38年前，我们在过去10年里的硬盘数量比25年前减少了大约20%。我猜现在的设计温度也比当时高了8到10华氏度。这里已经发生了重大的气候变化，使用旧的价值观将是一个错误。
对Peter Temple的回应
彼得,
谢谢你的评论。
在明天的博客（本系列的第2部分）中，我将讨论如何使用各种建筑组件的U型因子计算设计温度的热量损失。
估算泄漏
本文提到了泄漏的位置对信封的整体泄漏产生了很大差异。我想知道，在一个老家（50多年）上一直是专业的空气密封在最有问题的区域（阁楼渗透，顶板，轮辋托尔，缝隙等）中最好的猜测是多么泄漏家庭是今天的标准？它可能是Ashrae的定义可能是“中等”吗？
我问的原因是，我正试图获得一个准确的冷却负载计算，我不确定估计的空气泄漏量是多少。对于我的55岁，2000年SQ-FT殖民地，ACH50从我所理解的10.4到7.0改善，7仍然是当今标准的泄漏。然而，在家庭的临界上下区域和下部区域中完成的密封工作，在现实条件下，每小时的空气会变得更低？对于它的价值是值得的，在改进之前我注意到嗅觉可能会在一个小时内消散，但现在我们需要运行通风风扇或气味可以粘在几个小时内！（我们有一只不喜欢埋葬他的业务的猫）
回应Nathan Efrusy
内森，
如果您使用的i = B = R方法从1975年讨论了这篇博客，您可能会将您的房子定义为“紧密”。（从20世纪60年代和70年代初期的旧定义指出，紧密的房屋在门窗上有挡风雨条。）
注意，i = B = R方法不是很准确，尤其是在涉及漏洞的假设时。
如果你使用一个更复杂的(最近开发的)软件程序——它允许你输入你的结果——当然，你应该使用已知的结果(7.0 ach50)作为输入。
估算泄漏（后续）
嗨，马丁，谢谢你的澄清。我曾想象HVAC人员使用的Manual J软件有一些类似于I=B=R的方法(但根据现代标准)来确定空气泄漏，因为大多数人不会知道他们的现有住宅的ACH50。但如果是好的软件，它可能会选择直接输入。
另一个相关的问题…如果输入7.0 ACH50，是否有可能高估入渗负荷?例如，如果信封上的所有洞都在中性压力平面(即不在阁楼/地下室)，那么房子的表现是否类似于一个平均4.0 ACH50的住宅，其中的洞更分散?无论如何，我肯定会输入7.0，但如果它可能高估渗透，那么我会在结果中记住这一点。
谢谢！
回应Nathan Efrusy
内森，
如果软件已正确验证 - 如果，但验证应该是能量建模软件开发的正常部分 - 那么您应该输入鼓风机门结果并假设软件模型提供了良好的结果。
鼓风机门测试与空气密封工作相伴进行，这一点都不奇怪，所以很大比例——可能是大多数——接受鼓风机门测试的家庭也经历了一些空气密封工作。因此，任何依赖于输入风机门结果的软件的验证都将涉及来自像您这样的家庭的数据。
可变输出空气
可变输出空调将大大有助于手动J不准确。
链接被打破了
“ACCA手册J的设计温度”的链接已破坏。这似乎是更新的文件：
https://www.energystar.gov/ia/partners/bldrs_lenders_raters/downloads/county%20level%20design%20temperature%20reference%20guide%20-%202015-06-24.pdf.
响应User-6803041
谢谢。我已经更正了链接。
嗨马丁，
谢谢你的帖子 - 我正在学习很多东西！我是HVAC咨询的新手，并具有系统尺寸和选择的系统方法，包括MJ热负荷分析。有很多计算机程序，考虑到房屋，热力学，r值，平方英尺的镜头。玻璃，电器的镜头。等等，我目前正在使用的是Rheem的设计明星（我真的很喜欢它）。您可以插入任何地址，它使用国家数据库来填充SQ。房子的素材。之后，您需要与房主进行对话以完成填充必要信息以完成热量负荷。有了这一说，您会推荐或推荐或建议提供准确结果的具体计划或软件吗？提前感谢您的反馈！
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