首先,非常感谢所有为这个帖子做出贡献的人。我完全同意你们所有人。☺请记住,互联网讨论之所以如此激烈,是因为风险太低……
上周,我发表了一篇标题的文章“MiniSplit热泵和零净能量”GBA上。在文章的最后,我请读者就他们想要了解更多的话题提出问题,这样我就可以提供一个“迷你咨询”,并回答他们的问题,同时希望在同样的问题上帮助其他人。以下是我选择的五个问题的答案。
问:你如何决定什么时候管道式微分路(而不是无管道式微分路)值得花时间和费用安装它们?
答案1 -我想结合评论1、5和13中的问题。问题的本质是:我们什么时候必须从点源供暖策略过渡到为每个房间提供自己的空间调节源的策略?(我说空间调节是因为我们可能会问这个问题提供冷却。)
我们应该问的第一个问题是,门是开着的还是关着的?“开门”的一个子集可能是一个小的转移风扇,将空气从一个有加热器的温暖空间移动到一个没有加热器的房间。(Steven Winter Associates的罗博•奥尔德里奇(Robb Aldrich)在这方面做得很好。)让我们先看看“doors closed”。
说120平方英尺的房间穿过地板接触面积,设有带暖气的房间。(Let’s assume that the room under consideration is above the heated room.) Let’s assume that the room has 150 square feet of wall area that faces the upstairs hallway, which we’ll assume is open enough to the first-level heated room that it is at the same temperature as that room.
每个区域的热阻都是R-3。所以UA(120+150)/3 = 90。这个房间和加热的房间有很大的接触面积。对于这些组件之间每°F的差异,就有90 BTU/hr的热量传递。假设你想让房间温度达到68华氏度,而加热的房间温度是71华氏度。可用的传热是270 BTU/hr。
如果要加热的房间有一个15平方英尺的窗户,它具有0.2(良好的三层玻璃窗)和墙面积为150平方英尺的墙壁区域,具有0.03,天花板为0.03120平方英尺的U <1202,漏气率为4 CFM,然后房间UA到户外(15×0.2 + 150×0.03 + 120×0.02 + 4×1.08)= 14.2 BTU / HR。
如果我们将270 BTU / HR除以14.2 BTU / HR,我们发现(当房间未占用时)当室内/室外温差为19 f°时,有能量平衡。具有68°F的所需室内温度,在户外49°F。不令人印象深刻 - 这是一个超级的房子。
现在,再加上一些内部收益,事情就变了。让一个人拿着iPad,或者一个LED阅读灯,你可以将可用的热量增加一倍多,现在你就可以在45华氏度到50华氏度的室外保持平衡。但是如果你出去了一整天,外面的温度是30华氏度,如果你关着门,你是进不了暖和的房间的。
如果它是开放的,那呢?这有助于很多。通过敞开的门移动多少个CFM?我认为这取决于门的位置是不同的。如果它是底板,它比在相同的水平上的情况下有更多的空气流动 - 加热室和门开口之间的高度差有助于空气和能量的运动。我最近在一个房屋里注意到了一个迷人的主要生活空间,以及一个通往相邻卧室的门户开放,在二楼到另外两间卧室。一楼卧室明显较冷。它也具有较少的导电接触面积,更外部区域,所以所有的东西都不等于;但它令人醒来,有多酷。(主楼为72°F,楼上的房间为68°F,一楼房间为63-64°F。)
我倾向于认为一扇打开的门相当于一台像样的浴缸风扇——它的价值是50-100 cfm。所以在低端,3°F的温差可以让你得到150 BTU/hr,在高端,它是这个的两倍。
所以Aaron的3000英热单位/小时的卧室不会用点源加热器来加热,至少不会满足大多数人的舒适标准。我的指导方针是,如果人们能够忍受比加热空间低4华氏度(在我的想法中是72华氏度加热空间,68华氏度卧室),并且他们让门大部分开着,那么点源加热器是可行的,当热量损失为1000英热单位/小时,房间被占用;1500英热单位/小时是我考虑的软边界。除此之外,我会在那些房间里提供一些电阻备份。
几个其他思想混淆了这个问题:
- 加热器有多热?在木炉中的非常热空气的羽流在天花板水平上产生一层非常温暖的空气,驱动更多的传导和更多的对流。墙壁安装的MiniAplit是相反的极端(井,也许是一个辐射车间),因为它混合在房间里的空气并且很少的分层。
- 谁将住在那里?在多个单位的投机开发中,会有人因为你没有给他们的房间供暖而讨厌你。这是我的经验之谈。
- 冷却更加困难。主楼上的冷却源不会冷却楼上。
Q.我们的三菱管道系统的恒温器只能降到63华氏度。你知道有什么办法可以把恒温器的最低温度调低一些吗?
答案2 - 这个问题是一个更容易的问题。在评论#12中,Eric询问了他的四岁三菱多区域系统以及如何将温度设置为低于63°F限制。今天,我们将控制器霍尼韦尔提供给MITSUBISHI,MHK,这允许通过网络通信,更广泛的设定值。我今天重新确认了三菱工程师,这个控制遗憾的是,不幸的是没有改装到旧系统。
因此,我的建议是,您尝试完全将第二楼的管道系统关闭,并让主楼盒式盒子在一夜之间进行工作。当你离开一段时间时,这会很好。
另一种方式,也许有点繁琐,是弄清楚在恒温器上施加一点热量的方法,欺骗传感器,以思考它比真实更温暖。我们正在谈论价值的两个灯泡圣诞灯......或者将iPhone充电器安装在恒温器下方过夜。
至于你关于柔性管道工作的问题,柔性管道的名声很差,因为它很容易安装。在你的例子中,当运行很短的时候,它实际上保证了你有很少的管道泄漏,而且它没有足够长的时间来减少空气流动,除非它被安装在这样的地方,它被压碎了或者安装不当。只要房间里有足够的温度和温度,我就不去管它。(免责声明:我只是把伸缩管道在我自己的系统-使用一个5或10英尺的伸缩管道运行到注册启动使系统安静-只是伸展它,不要压碎它。)
问:在一个零能耗的家庭里,你的供暖和制冷负荷已经比一个壁挂式无管道微分器的容量还小,你该如何平衡正确的尺寸和充分的分布?
答案3 - Leigha在评论中的问题#17是一个在气候中的第一个问题的变化,需要冷却以及加热。房子听起来像一个故事。在这家非常良好的绝缘被动太阳能室的卧室到北方,我假设他们没有大量的玻璃窗,在这种情况下,在这种情况下,驱动来自阳光的热量,以及热量损失。因此,如果乘员理解卧室比夏季的冬季和温暖的主要空间,我可能会在主要空间中使用一个单位在主空间中使用一个单元,以及房间遇到了上面提到的1,000 BTU / HR标准的卧室。
话虽如此,你提到的系统,包括一个墙壁磁带的主要空间,和一个管道单元的卧室,将提高居住者对许多人的满意度,因为卧室现在可以有自己的设置。空气处理装置(库存设置)中有一个带有温度传感器的管道单元,它可以平均从卧室返回的温度,以决定提供多少加热或制冷。你也有机会在这个系统中加入一些好的过滤。
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这是另一种方法:整个房子作为一个单区域导管系统。通过强烈无源的太阳能设计,全室内管道系统可用于将空气从房子的温暖侧重新分配到卧室。
至于管道长度的限制:这些装置不具备传统美国中央强制空气系统的静压能力,因此仔细查看装置规格和良好的管道设计是重要的。例如,三菱的SEZ空气处理程序(用于斯利姆先生的模型)有一个最高设置0.20英寸的外部静压-这是低!富士通RLFC系列在较小的空气处理器上有0.36英寸的能力,在该系列中最大的一个更低。所以你要检查一下。
问:我们目前的能量负荷计算显示约50,000 BTU / HR,用于加热和冷却。我们正在考虑进行冷却,但随着Daikin Altherma系统,我们可能会将其作为国内热水和辐射楼层的增加的奖励。不幸的是,初始成本使我们倾向于冷凝气液加热器。
回答4 - Eric在评论4中的问题是关于比较气体冷凝热水器和大金Altherma的经济性,大金Altherma还可以驱动辐射地板,制造家用热水,并可以在夏天提供冷却水。在我解决这个问题之前,我想说的是,在第5区,一个面积2100平方英尺的房子的设计负荷是50,000 BTU/hour,这似乎太高了——24 BTU/hr/sf,甚至可能高于今天的最低标准。我告诉人们的快速指南是,在第5区设定10 BTU/hr/sf的目标。所以要确保你的负载已经正确计算;如果有的话,首先把钱花在减少这种负担上。
It sounds as though the base solution of the gas water heater has no cooling, but even though the Altherma offers it, you don’t need to implement it, especially since it means a second distribution system — added to the quite costly concrete/steel floor hybrid, you’ll need a ducted system for the cooling.
要开始查看成本和福利,您需要比较燃料成本。如果可用的天然气是当前燃料价格的天然气(让我们说1.25美元/ Therm),加热器以90%的效率运行,那么热成本约为14美元/百万美元BTU。假设您的电费为0.15美元/千瓦时。为了获得每BTU的成本,Altherma需要在使用的每单位电量的3 - 三个加热系数时季节性上运行。除了非常广泛的情况之外,我没有有关其他改造的炼热运动单位数据,但从已发布的工程数据中,我认为低温液体辐射系统中的3个区域中的3个3个COP。
所以在这一点上你花费的资本成本比燃气系统的年成本要高。
热泵提供给你的是一种利用现场可再生能源生产能源的可能性,这是你无法通过天然气获得的。购买可再生能源是一个独立的经济决策:你住的地方的电力成本是多少,价格通胀的历史是怎样的,除了联邦30%的税收抵免之外还有什么激励措施,等等。太阳能电力的价格继续下降,系统寿命长且可靠,而且你在投资自己的能源。即使你选择了燃气供暖系统,你仍然会使用电力,所以这个选择并不排除现场使用可再生能源;这让它很难一直达到净零。
但请先把5万英热/小时降下来…
如果可以的话,我将把Peter在评论9中提出的问题扯进来,因为他要求将微裂缝与地源热泵(GSHPs)进行比较。彼得,我用两种不同的方式来回答这个问题。第一个是讲述帕特尼学校16000平方英尺的净零农场住宅的设计团队所做的一些分析。在佛蒙特州南部,他们觉得空气源热泵可能已经接近他们的适用范围了。
幸运的是,HVAC工程师Kohler&Lewis来自新罕布什尔州的凯勒和刘易斯将他们的办公大楼转换为几年前的矿物建筑物,并且尽管这些温度没有公开的数据,但他们的系统即使在那些温度下没有公开的数据。然后Andy Shapiro通过一个有趣的分析领导了团队。They asked, if the GSHP system could truly achieve a full point of COP higher than the minisplits (I can’t recall what values they picked for the two COPs, just that they were separated by 1!), what would the cost be of each heat pump system plus the cost of the solar electric system necessary to provide the energy consumed by the heat pump system? (In essence, the cost of the heating system cost plus its associated fuel cost over the years.)
如果我没记错的话,即使在给地源热泵提供了更高的COP之后,微型分路系统的成本大约比地源热泵系统和较小的太阳能发电系统低4美元/平方英尺。正如Dana在他的文章中说的,我们现在有一些非常好的关于气候变化大会在寒冷气候中的微裂缝的实地数据,这确实令人鼓舞。
我回答你问题的第二种方式是说,我真正喜欢的一点是,它们是如何从一个单一的供应商包装系统,并作为一个系统高度设计,因此非常可靠。至少在我实践过的地方,GSHP系统基本上是定制设计和安装的,通常由几个实体共同负责确保系统的运行。知道这将引起的嚎叫Au对比度to arise, I will say that GSHPs have been the most problematic HVAC technology I’ve worked with, and so I choose the Japanese air-source equipment without a second thought at this point (and I have worked with GSHPs on projects ranging from zero-net-energy homes to buildings up to 70,000 square feet).
问:这些公司是如何确定这些单位的能力的?有没有一种方法可以计算,甚至估计,在-13华氏度下,这些单位会输出多少热量?
答案5 - 在评论中,在评论中,在评论中的问题#14:唯一的方法是通过制造商公布的工程供暖能力,然后通过他们的代表进行兽医。如果存在矛盾,追求它们,直到您满意,直到您达到您的信心如此摇摇欲坠的观点,您放弃了对该产品的考虑。
例如,Dana提到了Daikin Quaternity,但我似乎永远找不到低于14°F的容量表。这并没有低到让我可以舒服地指定它。我知道一些大金的VRF机器被观察到在零下15华氏度下工作,我在新罕布什尔州中西部的一所学校看到三菱的hyperheat在零下22华氏度下工作。在第6区,正在安装越来越多的这种热泵。(今年我们在白山以北玩富士通。)在第七区,我需要一些备用热源。这完全取决于客户的风险偏好。
关于其他一些发布的问题的Tidbits
机器提供单独的合理的冷却和湿度设定值几乎总是会以效率的成本来实现这一点,因为为了保持相对湿度设定点而不会过于冷却空间,它们将使用某种形式的重新加热空气。这意味着它们将空气冷却到拧下水分,然后将其加热以避免过冷却。
它们可以巧妙地使用压缩机的被拒绝的热量来进行再加热 - 但这不是一个有效的操作模式。它可能比操作单独的除湿器更有效,但相比需要仔细仔细比较两种选择。我从MITSUBISHI VRF设备中使用干式模式的经验,使用比在冷却模式下运行该设备的能量。
I would tend to agree with Dana that most buildings with minisplits won’t need additional dehumidification, but there are always conditions where there is no cooling load but there is a moisture load, and if you can’t tolerate occasional excursions out of the ASHRAE comfort envelope (60% RH limit, if I recall correctly), then you need some independently settable humidity level. Scott, the best way to assess whether the minisplits work well in Dallas is to ask people who have been using them in similar applications to yours.
使用地点用电热水器:假设您从45°F的水开始,并希望在110ëŠ1.5GPM淋浴 - 载重量仅为15千瓦或60安培下的Smidgen。因此,您需要首先考虑电气面板容量。
相比之下,典型的电水箱式热水器只有它的1/3。您可以购买需求加热器的成本大约是一个真正绝缘的电水箱型的一半,安装可能在成本上更低一点。如果你需要两个取暖器,可能没有水箱式的节省,当有人启动洗碗机或洗衣机或只是打开厨房水槽的水龙头时,你也不用担心洗澡。
什么时候可能是使用点的电气是合理的选择?小城市单占用单位,洗衣在地下室。基本上,当只有一个人需要决定使用它来满足单个单元时。
关于EcoCute机器(日本空-水热泵):是的,让他们进入美国是很好的。我想知道障碍是一个在1,500到2,000 psi上运行的制冷剂 - UL会说什么?
马克·罗森鲍姆(Marc Rosenbaum)是位于马萨诸塞州玛莎葡萄园岛的南山公司的工程总监。他写了一个博客在低碳上蓬勃发展和教为期10周的零净能源家居设计课程作为NESEA建筑能源大师系列的一部分,您可以这里免费试驾课程.
14日的评论
感谢和能量负荷响应
谢谢你马克。
不幸的是,当我开始研究我们的机械设备时,你说:“在这一点上,你在资本成本上的花费超过了天然气系统的年成本。”我真的很想摆脱天然气,但现在,可能直到我的热泵/太阳能系统的投资回报率年,我认为每年的成本将是相似的。
至于我们的能量负荷....我使用辐射地板热门设计网站和我在线找到的手册J Excel电子表格来使用粗糙的计算来这个号码。显然,专业人士将在不久的将来进行这些计算,但是宜居空间(2100主楼和2100个地下室)的4200平方英尺,我认为我不太遥远(42000 BTU / HR = 50000 BTU / HR)?我们正计划使用R-30墙壁,R-60屋顶进行持续墙面建筑,希望不到1个ACH,希望能够降低能源需求。
再次感谢关于一个主题/产品的非常有用的问答,我认为,这个主题/产品将在未来几年获得很大的发展势头。
谢谢Marc和GBA
谢谢Marc和GBA
这个博客跟进的想法是在GBA这里发生的最好的事情。
而对我来说是我很需要的知识。
对您中的任何一个计算通过UA单位的能源使用的问题。Resheck我刚刚使用的是一个日志回家我是一个非常容易使用的程序来输出AU单位的博彩。它还注意到一个人已经通过了代码和百分比。列出了UA单元。
告诉我们,对于整个项目的UA单位和它计算和列出的单个UA单位(墙,地板,窗户等),在将UA单位转换为给定T损失的btu时使用什么公式。
回应AJ Builder
AJ,
你关于非盟部队的问题把我弄糊涂了。但我猜你真正想知道的是UA,而不是AU。
UA用于测量BTU / H°F的全建筑物热量损失。
面积x u因子= UA
UA被定义为“外部建筑信封的总面积的总体平均热传输”。
将建筑围护结构的每个暴露构件的表面积乘以其u因子,得到其“UA”值。把所有UA值加起来,得到一个建筑的总UA值。
UA单位为Btu/h°F。
[AJ:我注意到你已经编辑了你最初的问题,将“AU”改为“UA”。更少的混乱。)
但是马丁,乘法是可交换的…
......因此UA = Au,不应该是混乱的原因,nicht wahr?:-)
Rescheck,但我们大多数人真正关心的是在设计阶段——共x U汪汪汪°F,°F是条件之间的增量空间温度和第99百分位温度本站点的位置,因为这是加热的股份在地上的参加者和内部热源需要满足。
设计温度错误
戴娜,我永远不会用冬季最低温度来决定BTU的使用。要真正节约能源,简直是疯了。使用冬季白天的平均温度。
不要在这一点上争论。没有超级绝缘的房子需要对抗最低的温度。房屋可以沿着海岸一直到白天温度升高。
Aj
伟大的帖子
谢谢马克!
无论如何,第99个百分位数的垃圾桶都不是最冷的(回复#5)
当地规范和供应商通常要求在99%的外部设计温度下满足热负荷,尽管高r房屋的温度衰减时间如此之短,小尺寸不会造成舒适度问题。
在平均的一年中,在99%的99%的99%的温度下会有88小时的温度,比99%箱低于99%的小时数。在给定年内的最冷的温度可以轻松比99%的垃圾箱更酷,或者在99%的99%箱上方的温和年5岁处。在本赛季的冷扣期间,几个地点每天都有高度的高温,没有高达99%的设计温度超过48小时。如果大小完全大小到99%的垃圾箱,它不会在避难所的加热或多余的插头负荷在高房子里舒适的方式需要太多,但是将通过加热厂“海岸”的概念尺寸为10-15%有点乐观。
Daikin Quaternity在达拉斯是好的(回应Marc)
在之前的博客中,我的建议(回应Scott Tenney的第7条)是,考虑到在《Dallas TX》中99%的外部设计温度是+24F,比这个数字高出10F,研究《Quaternity》系列并不会受到+14F低端容量表的影响。就连德州的狭长地带也有十几岁的设计临时工。受墨西哥湾高湿度影响的任何地点都是一个候选者。
我有点不愿意推荐新英格兰地区,但这不是不可能的沿海NJ high-R房屋或长岛纽约99%的设计温度是15、16 1%设计临时工只有在80年代中期高,然而夏天露点平均高60年代。
标准A / C与管道迷你
管道迷你的效率总是比无管道迷你的低,但我想知道是使用管道迷你分流还是标准的空调和热泵设置更好?与带管道的标准空调相比,带管道的迷你分体式空调有什么优点?
Re:STD AC VS DUCTED MINI
管道迷你vs std AC的优点
1)迷你第一部分中的逆变器驱动压缩机。逆变器 - 压缩机允许广泛的变量输出来匹配负载,而不是两级STD AC高端压缩机,这提高了大多数操作条件的效率和警察。
2)迷你部分中的逆变器驱动压缩机。在极端低温条件下,逆变器允许压缩机“超过速度”。这使得迷你在较低温度下比标准单位产生更多热量,并且仍然具有可接受的警察。这又允许微型寒冷温度没有电阻备用热量。注意Marc的轶事有关成功的迷你操作,下降至-15°。F.
3)管道迷你尺寸为3/4吨和上升,比STD AC更好地匹配,比STD AC从1.5吨开始,更高的效果。单位,经常是2吨和上升。
导管迷你VS STD AC单元的缺点
1)静压能力较低,即短、大的管道、大的空气过滤器等。他们不能很好地改造现有的std空调管道系统。许多美国暖通空调承包商还没有“得到”微型管道设备,也不知道谁来布置管道/格栅以发挥他们的最大优势。
2)迷你使用专有恒温器。您不能只是沿着Lowe才能拿起标准的可编程T'stat或获得其他第三方控制系统。请注意,这缓慢变化。一些制造商现在正在将BACnet控制协议选项纳入其单位,这允许单位进行通信并由许多控制制造商使用的非常常见的商业网络数字控制协议进行通信。这种灵活性最终可能涓涓细流到住宅级别
作为一名电动汽车车主,我认为迷你/STD AC的比较类似于比较专用电动汽车和在现有ICE平台上建造的电动汽车。与现有汽车平台上的电动汽车驱动系统相比,这款特制的电动汽车在所有方面都进行了优化(重量、空气动力学、电池配置等)。它只是在打破一些传统的设计先入之见,达到最佳效率和舒适度的首要目标时发挥了更好的作用。
设计温度,降低成本和能源使用+
达娜,我听到了你......除了代码。绿色越来越少。至少对我来说。
节约能源最直接的方法就是节约。
更简单的方法是安装更少的暖通空调。
与水和水加热能量相同。
安装的水箱式热水器越小,用水量和能耗越少。
家里其他地方也一样。小房子更环保,基础数学和科学。
不是你一定是达娜,但疯狂地与任何购买最新SUV的人交谈,以便他们的孩子和家人并不令人尴尬地谈论在一个未经批准的任何租赁车辆中脱离学校的孩子。似乎这个网站的讨论中心围绕着SUV拥有的3500平方房的需求,以某种方式想去“绿色”,因为它在新闻中认为他们应该保存。当他们的其他电子表格充满了数千美元支出时,每年可以在能源成本上节省500美元,以便在舒适的骑马座上在他们的SUV上乘坐加热的皮革座椅的舒适骑行,在最后一次看到这一点我们的头发在走出门之前是完美的......成为一个良好的“绿色良心”批准一个社区的成员。
“少即是多”是简单的绿色。
有数百种方法可以应对比正常时间或天数更冷的天气。绿色意味着任何事情,除了调整HVAC,代码或其他。
这是我对绿色的想法,尽管我最知道的是最多的。
AJ建设者
虽然较小的是一种更环保的形式,但一个也必须小心不要铸造石头。总是比你更“更环保”。它们即使是最小的方法也可以找到过错。我们应该拥抱一切形式的能源良心,而不是施放一个人绿色方法比其他人更好的aspersions。我们可以在所有方法和房主中找到一个带有3,500平方英尺的房主,他们试图建造一个有效的家庭,不应该脱离这样做。
是的,少即是多,是节能的一种形式,但有些人甚至采取更深层次的方法,可能会指责你不够环保,指责你不是一个极简主义者。他们可能住在500平方英尺的房子里,但他们发现你1000多平方英尺的房子太大了。
重点是,绿色/节能运动不应该自我蚕食,也不应该向那些寻求更节能的人扔石头。
对Keith Ritter.
谢谢你提供的信息。一个管道迷你车能否应付3个中等大小的房间(16 × 16),还是单个管道迷你车承受的静压太大?
更少的是,没有办法
彼得,我不反对大房子。我只是在陈述一个显而易见的事实。更小的房子,更少的孩子,更少的车辆等等,是最低成本最有效的方式,比大多数人能做的更环保。
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