更多的建筑科学
编者按:本文首次发表于2020年12月/ 2021年1月号良好的住宅建筑杂志。鉴于这一话题的受欢迎程度和作者的深度报道，我们觉得将其与GBA成员分享是有意义的。
简介:Minisplits提供全电加热和冷却解决方案，具有一系列的设计选项。HVAC设计师Jordan Goldman解释了迷你分割系统的工作原理，以及单区和多区系统的各种选择，如何确定迷你分割系统的大小和错误操作的危害，以及在决定或安装迷你分割系统时的其他考虑。
多功能，可扩展，全电动，微型热泵是一个越来越有吸引力的暖通空调解决方案。迷你裂缝最初是在亚洲开发的，那里的小型住宅更为常见，它以单点壁挂式单元的形式首次在北美引起了轰动，为单个房间提供了一种安静、经济的方式。
虽然这些无管道、单区域系统仍然是大卖家，但它们的人气飙升带来了新产品和变化的涌入，包括隐藏在视线之外的管道系统和服务于整个房子的多区域微型裂缝。
对于绝缘的房屋来说，Miniplits开始占据市场。它们特别适用于较低的加热和冷却载荷，并提供令人惊讶的舒适性，令人惊讶的舒适性，可以在现场生产或从栅格上的可再生源拉动。
对于装修和添加，今天的单区域Miniplits提供了更广泛的配置，包括提供多个房间的管道版本。延伸了这项令人兴奋的技术，新的低温装置可以处理除最难以的气象区。
与任何建筑组件一样，Miniplits不适合每个项目，并且有关键的设计因素需要考虑。虽然短杂志文章不能通过......
15个评论
乔丹-谢谢你花时间写这篇文章。我认为这将有助于澄清许多事情，为许多人。
我正在计划使用富士通Xlth版本的迷你分裂。我将使用三个单位而不是多分区的单位来获得最佳效率，并根据需要控制每个区域。其中两者将随身位于卧室/浴室。
我的家将在5B区，8400英尺。在冬天的任何时候，地面上都可能有三到五英尺厚的雪。我打算把所有的单元都安置在大楼的东南侧，高架的，这样冬天就能尽可能多地获得热量。
我一直在寻找的一个问题是，我能不能把这些装置放在一些封闭的棚子里，有屋顶通风口和较低的通风口，也许离地面4英尺?我觉得这样可以让棚子里的温度保持在较高的水平，还能减少飞雪堆积的可能性。即使它不能保持较高的温度，它至少可以防止雪(和风)从单位。如果需要的话，我甚至可以安装风扇来帮助空气流通。
我在网上找到的唯一东西是高架平台(三或四英尺高)，与房子相连的高度，或者两者都有一个小屋顶，只覆盖单元的顶部。
乔,
记住，在冬天，你的室外机正在降低室外空气的温度。排出的空气非常非常冷。所以，如果你在室外机周围建一个棚子，你可能不会“保持棚子里的温度更高”——这种方法将保持棚子的温度较低的比室外空气温度低，可能会影响机组的效率。
马丁,
谢谢您的回复。我在内心深处知道事实就是这样。我希望你(或某人)插话,告诉我我都是错误的,我需要做的就是放下super-insulated板和北/西方与黑漆绝缘混凝土墙,与南/东墙和温室玻璃百叶窗控制气流(我胡编乱造的类型);创造一个太阳能板。
感谢你的帮助。
谢谢你的文章。关于目前制冷剂的高GWP，你能给我提供一些信息或分析吗?人们争相接受热泵，这是可以理解的，但这一问题似乎在很大程度上没有得到讨论。我不知道如何评估它在选择一个系统进行改造。在我看来，与Chiltrix或Daikin Altherma等包装机组相比，分离系统的制冷剂泄漏，由于连接更多，管线运行较长，在设备的寿命中风险更高。另外，小裂口通常需要较高的制冷剂充注量吗?有没有研究过不同的微裂缝在一段时间内实际经历了多少泄漏?从大局来看，这有多大的影响?
与此相关的是，与封装的热泵相比，更容易在R410A逐步淘汰时更容易发生于制冷剂升级的普通空转。
>“你能告诉我关于目前制冷剂高GWP的生命周期风险的任何信息或分析吗?”
粗略计算，在一个典型系统中，每吨压缩机含有2-4磅制冷剂。（来源：
http://www.charlottehvacguide.com/guides/how-many-pounds-of-refrigerant-does-an-ac-or-heat-pump-need/R410A 100年的全球变暖潜能值约为2100磅二氧化碳，即每磅1吨。https://www.linde-gas.com/en/products_and_supply/refrigerants/hfc_refrigerants/r410a/index.html这意味着一个3吨重的多分体系统加上10磅制冷剂(每吨3.3磅)相当于大约10吨二氧化碳，而且这还只是在全部泄漏的情况下。这种情况会发生，但不是注定的——在大多数安装中都不会发生这种情况。
燃烧天然气释放117磅每百万BTU（MMBTU）或每种热量11.7磅。（来源：https://www.eia.gov/environment/emissions/co2_vol_mass.php）在新英格兰的一个非常有效的房子将使用每年1000个烫酒每年释放大约6吨二氧化碳，每年60吨。假设使用R410A的3吨热泵全面释放制冷剂的10倍的20年的生命周期。
很明显，每千瓦时的能源的二氧化碳足迹会给分析带来这样或那样的影响，但在设备的生命周期中，热泵的边际使用二氧化碳足迹正在下降，而燃气燃烧器就是这样。天然气网和天然气来源的甲烷泄漏量也各不相同，但需要更严格的监管来降低这些数字。
实现基本无碳电力的道路已经规划得很好，但需要足够的政治意愿来补偿燃烧化石燃料的发电机的所有者，因为加速无碳电网的政策可能会留下剩余的生命周期。如果没有某种形式的对搁浅资产的收购，最终将是一场斗争。
在干净的电力计划被当前行政当局陷入困境之前，美国EPA通过在线估计在线估计碳排放的状态。使用该数据的Marginalp-Mexim碳足迹的一些餐巾数学分析，使用该数据可以在2016年的Bloggery中找到Mini-Splits：
https://www.greenbuildingadadadisor.com/article/the-carbon-footprint-of-minisplits.
>“使用电力也降低了天然气基础设施的需求，这在全国许多地方老化和泄漏 - 特别是在我工作的新英格兰。”
其实用电加热不是这样的。”减少对天然气基础设施的需求……”在新英格兰地区(尤其是马萨诸塞州)，每年一半的电力是由天然气产生的，在高峰负荷期间，有大量的边际电力是由天然气产生的。其效果与实际情况正好相反——空气源热泵供暖增加了电网的负荷。，特别是在供热高峰时段，空气源热泵的COP小于2。
在采暖季节，由于管道容量有限，燃气发电与空间采暖竞争激烈。在寒潮期间，新英格兰地区天然气网的现货价格飙升至难以置信的水平，这在很大程度上是由于发电厂在寒潮期间的需求增加。2014年的极地涡旋扰动事件使这一问题得到了明显的缓解，在接下来的几年里，电费大幅上涨。那一时期的许多文章之一:
https://www.csmonitor.com/Environment/Energy-Voices/2014/0108/Polar-vortex-Stressed-about-the-cold-So-is-the-power-grid
联合循环煤气发生炉的热效率约为50%，在传递损失COP为2的情况下，边际煤气使用的净热效率低于冷凝煤气炉。因此，当它下降到负数时，即使是最优化的迷你分裂，也比使用冷凝锅炉或熔炉供暖的家庭使用更多的峰值气体。
总有一天(希望早于晚)，海上风能将为新英格兰地区的电网提供很大一部分电力，而受限制的天然气电网即使在寒流期间也几乎从未接近容量运行，但那一天显然不是今天。新英格兰地区的寒流与较高的风速高度相关(尤其是在寒流的早期)，这使得风力成为覆盖电加热负荷的自然选择，但这种相关性并不完美。就目前而言，与2014年一样，天然气仍然占据了大部分边际负荷。
需要考虑的另一件事是除霜循环开关的噪声，外部（在压缩机处）和内部（在头部）。由于系统暂时反转，因此压力释放出压力可能存在大量噪音。单位的规格没有描述那些噪声水平。如果我理解正确，那是因为根据ASHRAE协议给出了规范？该协议无叙述“不规则”噪音？因此，实际噪音可以飙升远高于所要求保护的数字。冷凝水泵存在类似的问题（如图所知，我自己没有经历过的）。
我对壁挂式装置没有经验，但我们选择了富士通的薄型管道版本，有几个短管道运行，我从来没有听说过解冻周期运行。我真的只注意到它在解冻，除非我碰巧经过恒温器，看到屏幕上的解冻符号。它在所有其他模式下都是完全静音的，这对我来说是一个优势，有利于短导管模式(在可行的情况下)。
除非小 - 6/9/12 ......我做了30k多，我可以建议不要墙体安装这些装置。大多数人都不......但是，我可以和地面上的3T载体沉默。他们在冬天做了更多的噪音。
当做多头时，压缩机的尺寸是非常重要的。所以要理解头部的表现和它们在单一设置时的表现是不同的。安装人员经常只是把机头加起来，然后匹配压缩机……你不能这么做。重要的是读取表，看看磁头在给定配置下的表现。例如:我的新房子需要三个头像。其中一个头部是一个小的使用阁楼区域…它总是关闭的。由于多头机组总是循环一些制冷剂…那个禁区让计算失控了。 Same with reserve capacity -- need a mini for the kitchen ... this is one area where you need some reserve. If you look at the Mitsubishi tables for a 15k connected to a multi head -- it will not have the reserve of a single unit with matching compressor. Often people assume the multi have more reserve capacity ... they tables say otherwise
新一代的“干燥模式”功能的另一个好处是一个非常高效的除湿和冷却的家庭与良好的节能设计(遮阳，绝缘，悬挑，…)。
除湿器确实起到了降温的作用，但它的设计是低能耗的。如果你有大约40%的RH和温度在80华氏度低，大多数人会非常高兴的舒适和低电费。一些人展示了中西部第4区夏天的60美元的账单。当你加上太阳能电池板和/或风车，它将覆盖大部分或所有所需的电力。
我被告知，由于更新热泵上的可变输出，超大性不再存在问题。我希望听到关于这一点的专家知识。
斯蒂芬，超大仍然是一个问题，因为所有单位都有最小，他们可以调制到下降。另外，在其范围的底部，迷你分裂往往比在其他调制水平上效率较小。
通常情况下，设备越大，其最小BTU值就越高，因此选择正确尺寸的设备以确保良好的效率仍然非常重要。
这似乎是一个常见的安装程序评论....你为什么要超大？
做一个适当的负荷计算将给你答案。每个房间和建筑物的总负荷。
如果你偶尔有多余的负荷，比如厨房，你可以计算空间。或者一个可以容纳很多人参加聚会的大客厅。你可以考虑这些因素——看看性能表，看看哪个单元最适合负载。
有人知道4个分区的多分区系统和4个独立单元之间的成本增量是多少吗?每次我问小贩的时候，他们都看着我，好像我在浪费他们的时间……
我正在对我1961年在北加州(旧金山湾地区)建造的牧场住宅进行多阶段改造，以使它“更好”。我的目标是在接下来的几年里增加外墙隔热层，增加新的内墙隔热层，并更换窗户。最后，重做阁楼保温;根据我的讨论，由于现有框架的性质，将隔热层转移到带有外部隔热层的屋顶线将是困难的。
对于空间调节，我想要一个热泵系统;最初的计划是现在就做，因为我现有的传统强制空气系统一直在故障。我应该等待更换我的暖通空调系统，这样他们就可以根据我的最终绝缘情况进行尺寸调整，还是现在?
我有几个供应商过来，他们都说我需要一个大型的多分裂系统，以适应我的家目前的状况，所以担心由于系统太大而失去效率，对理想的未来状态。
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