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客人的博客

更换炉子或锅炉

在更换设备时,15分钟计算设计热负荷的方法

图1 / 3
是时候换一个新锅炉了。总有一天设备的使用寿命到了。但即使是旧设备作为测量工具也是有用的。
图片来源:图片1:GBA
是时候换一个新锅炉了。总有一天设备的使用寿命到了。但即使是旧设备作为测量工具也是有用的。
图片来源:图片1:GBA
基础65°F计算通常更准确的2x4框架房屋。
图片来源:图片#2和#3:Dana Dorsett
基础60°F的计算通常更准确的2x6框架房屋。

你的旧炉子或锅炉快要咽下最后一口气了,是时候换一个更新、更可靠、更高效的东西了。你如何快速确定新设备的尺寸?

如果你把尺寸计算留给暖通空调承包商,大多数人会用具有可比输出额定值的设备取代旧炉。这可以保证你不会感冒,但至少20次中有19次是错误的。

熔炉通常都是超大的

美国大多数安装的供暖设备都是超大的。事实上,大多数设备的热输出是热负荷的2到4倍。

有充分的理由将设备放大一点,但不能将负载放大2到4倍。过大的尺寸会降低舒适度和效率。大多数人希望有足够的能力来应对更冷的温度,“以防”出现寒流或创纪录的低温,或者如果他们需要为体弱多病的年迈父母保持78华氏度的温度。

平均安装的设备是3倍大,这意味着你被覆盖了。但是这种设备的超大尺寸会带来什么后果呢?

99%的室外设计温度是多少?

对于特定地点,“99%室外设计温度”是指平均一年中超过99%小时的温度。换句话说,一年中只有1%的时间低于99%的室外设计温度。

加热设备的大小可以满足建筑物在99%室外设计温度或99.6%室外设计温度下的热负荷。美国的建筑规范规定,每个房间都必须能够在99%的温度下自动加热到最低68华氏度,这使得99%的方法比99.6%的方法更有意义。因此,了解你所在位置的“99%室外设计温度”是很有用的。

比需要的大三倍?这是什么意思?

建筑物的热负荷(近似)随室内外温差(也称为δ - t)呈线性增长。根据建筑规范,当加热设备足以覆盖68°F和室外设计温度之间的差异时,它的尺寸是正确的。

例如,考虑华盛顿特区(气候区4)的一所房子,室外设计温度为20华氏度。如果你的炉子被放大了三倍,你可以在一个温度是实际温度48华氏度的三倍的地方给房子供暖,换句话说,在一个温度是144华氏度的地方。有了这么大的容量,供暖系统不会失去地面,直到外部温度降至零下76华氏度以下——这是自上一个冰河时代以来华盛顿特区从未见过的室外温度!

当然,这很荒谬,但将熔炉的尺寸放大3倍是常态,而不是例外。

稍微大一点是可以的

AFUE测试协议(用于确定炉子效率)假设一个1.7倍的超大尺寸因子,这仍然为寒冷的天气提供了很大的余地-超过覆盖大多数地区的绝对低温记录。当一个熔炉的尺寸增大1.7倍时,它并没有大到影响效率,但对于多级熔炉来说,太大的尺寸确实太大了。典型的两级冷凝煤气炉的降压比为比2:1。对于大多数这些炉,低火产量仍然是高火产量的60%或更多。

当一个低火等级为60%的炉子被放大1.7倍时,你可以在低火状态下满足99%的建筑供暖需求。你不妨用硬电线把炉子固定起来,这样它就永远不会升到高火模式。

为了舒适和效率,ASHRAE建议加热设备的尺寸为设计热负荷的1.4倍。

在1.4倍的超大尺寸下,上述例子中的房屋将在(1.4 x 48 F°)= 67 F°的温差下完全覆盖其加热负荷。当室外温度降至(68°F - 67°F) = 1°F时,采暖系统的δ t为67°F,比99%的室外设计温度低19°F。但在供暖设备15到25年的生命周期中,这种室外温度实际上可能会出现几次(但不是每年)。当这种情况发生时,它只会持续很短的时间——短到房子的热质量使它不会失去太多地面。所以通常不会有舒适问题。

计算建筑物热负荷的方法

这就是给设备定尺寸的目标。但要达到这个目标,重要的是要想出一个合理准确的设计热负荷数字。

你可以测量窗户和墙壁,估计不同建筑组件的u系数,然后运行一个荷载计算I=B=R整个房子,或者你甚至可以运行一个手动J计算.但这些方法需要时间,而且在估算老房子的u系数时很容易出错。人的本性是在怀疑的时候偏向高的一面,这也是一种错误。

幸运的是,如果你有访问历史燃料购买历史,你不必猜测。

你可以在15分钟内计算出一栋建筑的热负荷

你的房子里已经有仪器了测量热负荷:即现有供热设备。用于测量目的的方法是:

  • 拿一张冬中或冬末的燃料账单,记下账单上的确切日期——加油日期或抄表日期。
  • 查找炉子或锅炉上的规格标签,其中包括设备的输入BTU/h额定值和输出BTU/h额定值。
  • 从一个叫。的网站下载基础65华氏度或基础60华氏度加热日的电子表格,涵盖附近气象站的这些日期DegreeDays.net
  • 从网站上查找您所在位置的99%室外设计温度(有时称为“加热99%干球温度”)-例如,从一个名为手册J住宅负荷计算室外设计条件

现在你有足够的信息来估算你的建筑的热负荷合理的准确性,独立于房屋的建筑细节。

例如,假设华盛顿特区的一所房子(室外设计温度为20华氏度)在1月6日至2月8日期间使用了182热天然气。

如果煤气炉铭牌显示输入额定值为110,000 BTU/h,输出额定值为88,000 BTU/h,您可以使用这些数字来确定炉的热效率-在这种情况下为80%。

将输入的燃料量乘以设备的效率,就可以确定有多少热量被输送到建筑物。


燃料的能量含量


天然气:1000 BTU/cu。丙烷:91,333至93,000 BTU/加仑燃料油:138,700至140,000 BTU/加仑煤油:120,000至135,000 BTU/加仑


要计算输送到管道(或进入加热管道,如果我们谈论的是锅炉)的净热量,请将燃料账单上显示的热量数量乘以设备效率:

182热×(88000 / 111000) = 145.6热

然后将热量乘以100,000(每热量的BTU数),将热量转换为BTU:

145.6热(× 100,000 BTU/therm) = 1456万BTU (MMBTU)。

接下来,从DegreeDays.net网站下载并总结1月6日至2月7日期间最近气象站(本例中为KDCA站:弗吉尼亚州华盛顿国家机场)的每日基础65°F加热天数(HDD)。(只包括其中一个抄表日期,而不是两个。)在这个例子中,总和是937.7 HDD-65°F。(见下图2)

接下来,下载并计算60°F的数据。结果是772.9 HDD-60°F。(见下图3)

14.56 MMBTU / 937.7 HDD等于15527 BTU /度天。一天24小时,在65华氏度的平衡点下,平均每度为647 BTU。

14.56 MMBTU / 772.9 HDD为18838 BTU /度天,一天24小时,在60°F的平衡点上平均为785 BTU /度小时。

当设计温度为20°F时,平衡点为65°F,差45°F,则隐含热负荷为45°F × 647 BTU/F-hr = ~29,115 BTU/hr。

在60°F的平衡点只有40°F的加热度,隐含负荷为45°F x 785 BTU/F-hr = ~31,400 BTU/hr。

在基于65华氏度加热日和基于60华氏度加热日的计算之间的范围约为8%。哪个更接近现实?

视情况而定。大多数2×4框架房屋将有一个平衡点接近65°F,大多数2×6框架房屋将平衡接近60°F。但除非是超级隔热的房子,它的平衡点很可能在这个范围内。

比较65°F和60°F的硬盘计算

此时,您可能会想,“为什么有2×4墙的房屋的计算热负荷(29,155 BTU/h)低于有2×6墙的房屋的计算热负荷(31,400 BTU/h)?”

简短的回答是,“两种计算都假设你在这段时间内使用了相同数量的燃料,而室外的平均温度是一样的,这就产生了一个更高的BTU每度小时常数,对于2×6墙的房子来说。”

换句话说,如果隔热效果更好的房子在同样的天气条件下使用同样数量的燃料,那么当外面真的很冷的时候,它的负荷会更高。如果建造两个相同的房子,一个用2×4墙,另一个用2×6墙,2×6房子应该被使用燃料在室外平均温度期间,不相同的燃料量。但是,如果不同的2×4和2×6房屋使用相同数量的燃料,2×6房屋每度的增量热量需求将更大。然后,当您使用更大的每度载荷常数来预测外部设计温度下的载荷时,计算结果会更大。

恒温器的设置呢?

如果是平均值室内温度基本上保持在华氏68度以下,你可以通过降低度日的基数来解释这个事实。

例如,如果您通常将恒温器保持在62°F而不是68°F,则从温度基础中减去6°F以获得BTU/度小时常数,但在运行最终数字时将总加热度增加6°F,以确保它符合设备尺寸时的规范。

错误的因素

从平衡点的温度差计算出的热负荷并不像这种计算方法所暗示的那样是一个完全线性的BTU/度小时常数。有一个与内部热源有关的偏移,如电插头负载和暖体。但是,在使用冬季数据时,这里所示的假设平衡点方法的线性近似与其他方法(例如,I=B=R线性模型(基于室内温度)或更细致的Manual-J计算)之间的斜率差异所产生的误差不会引起大的误差。

如果同样的加热燃料也用于家庭热水,这种计算方法夸大了隐含的负荷数,因为其中一些燃料被热水器使用并被排放到排水管中。但是,一些空间供暖来自太阳能增益,这将减少隐含的负荷数。这些错误往往或多或少地相互抵消。

如果你在这段时间里在伯利兹的海滩上呆了10天,家里的恒温器设置为50华氏度,那就换一个计费周期。

如果经常使用辅助加热设备(例如,木炉子或无管道的迷你炉灶),这种计算方法将离现实太远而无法使用。如果是这种情况,请回到I=B=R或Manual-J。

在某些情况下,你的加热设备可能是旧的,破旧的,并没有执行非常接近其原来的铭牌效率。这将使计算出的数字偏离到比现实更高的水平,但要产生有意义的差异,它必须离得相当远。如果是这样的话,可以用更低的效率来计算。即使是使用了100年的蒸汽锅炉,通常也能提供至少55%的效率,通常是65-70%。

设备尺寸

除非有明显的大误差因素严重扭曲结果,否则继续:

对于设备的尺寸,使用ASHRAE的1.4倍尺寸系数:

1.4 x 29,115 BTU/hr = 40,761 BTU/hr(假设65°F的平衡点)

1.4 x 31,400 BTU/hr = 43,960 BTU/hr(60°F的平衡点假设)

如果实际情况恰好是60°F的平衡点,即31,400 BTU/h的隐含负载数,那么在65°F的较低隐含负载29,115 BTU/h上使用1.4倍乘数,则产生约40,761 BTU/h,在这种情况下,您甚至可以为较高的隐含负载提供充足的余量。由于旧设备的效率可能不如新设备,额定40000 BTU/h的设备应该足够好了。

但是,如果您感到紧张,并将其调整为50,000 BTU/h的输出,它仍然只会比较低的29,115 BTU/h的估计值大1.7倍,这意味着它将达到其AFUE效率数(即使它会比理想值更大)。从实用的角度来看,任何输出在40,000-50,000 BTU/h之间的加热设备都可以。

当室外很冷的时候,当设备实际运行并提供稳定的热量时,舒适度最高,而不是运行一段时间并超过恒温器,在循环之间需要很长的冷却时间。如果新设备是多级或调制的,最好是最低阶段产量良好29000 BTU/h的负荷,所以射击范围是有意义的。

对于锅炉,只使用设备的DOE输出额定值;忽略净I=B=R数字。燃料使用计算包含了分配和空转损失,它们是不能分离出来的。(在处理调节冷凝锅炉时,还有其他因素在起作用,但这是另一天的话题。)如果更换的设备是热泵,请参考其在99%设计温度下输出的扩展温度范围表。

无论设备类型如何,在与暖通空调承包商交谈之前,都要掌握负载数和最小/最大输出数。

预计承包商会反对

暖通空调承包商已经习惯了安装超大的设备,甚至可能认为设备真的需要那么大。但你不必跟着他们掉进兔子洞。

对你的燃料使用数字有信心。这种计算方法优于估计值;这是一种测量。

如果你反对,一些承包商会犹豫或拒绝投标这么小的设备。(好了!)其他人会希望你签一份弃权书。(好吧——但真的吗?!)

还有一些人会明白,口红在镜子上的燃料使用计算是非常接近现实的,如果你让他们这么做,他们就会这么做。

从承包商那里听到的典型论点是经验法则,比如:“每平方英尺的生活空间至少需要25英热单位/小时。你的房子有2400平方英尺,也就是6万英尺。我们把它调到75000吧,以防外面变冷。”

这确实使大多数房子的尺寸增大了至少2倍。或者:“它至少需要90,000 BTU/h,否则它将永远无法从一夜之间的挫折中恢复过来。”

这几乎从来都不是真的。

最近,一个承包商坚持要为一个设计热负荷低于30,000 BTU/h的房子安装100,000 BTU/h的冷凝锅炉(基于燃料使用计算,后来由Manual-J验证),“它需要至少100,000 BTU/h,否则在你断电几天后,房子将永远无法恢复温度。”

失去动力?多久一次?每年冬天(或十年)发生吗?

每天,承包商都能想出新的创意理由来解释规模过大。但是有了负载计算,您就不必接受这些参数了。

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Dana Dorsett毕生都对能源政策、建筑科学和家庭节能感兴趣。他目前是马萨诸塞州的一名电气工程师。

29日评论

  1. 用户- 723121||# 1

    保持简单
    如果你有一个已知效率的炉子,你也可以这样做。在一个静止和多云的日子里,你可以计时每小时的炉子运行时间,把这个分数乘以每小时Btu使用量的炉子输出。除以T代表每f度每小时Btu的热损失,现在有了这个信息你就找到了设计温度的热损失。如果你做一个深的夜间温度挫折,你会发现一个炉子的尺寸超过2的因素是正确的。

  2. Beideck||# 2

    效率损失
    超大系统的典型效率损失是多少?这种损失与系统规模过大的严重程度有何关系?

  3. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 3

    回复Daniel Beideck
    丹尼尔,
    在很大程度上,超大设备导致效率大幅下降的想法是一个神话。

    我在我的一篇文章中提到了这个问题,手动J和手动D节能.在那篇文章中,我写道:

    “有强烈的理由反对常规的暖通空调设备的超大尺寸。最好的理由很简单:超大的设备通常比尺寸合适的设备更贵。

    “过大的设备循环周期短。例如,一个超大的炉子可以让家里快速升温,然后关闭。几分钟后,它又亮了起来,但很快就熄灭了。许多房主发现短循环炉的拉锯声很烦人. ...

    然而,越来越多的证据表明,能源专家夸大了设备过大的负面影响。研究已经证实,超大的炉子并不比大小合适的炉子消耗更多的能量。此外,较新的调制炉或双速炉在部分负荷条件下有效地运行,解决了炉尺寸过大可能带来的任何问题。

    “尽管有充分的理由相信,过大的空调在除湿方面不如大小合适的设备有效,至少一次实地研究在将现有的超大空调更换为尺寸合适的新空调后,无法衡量任何性能改进或节能。”

    * * * * *

    有关这些问题的更多讨论,请参阅该文章下面的评论部分。

  4. 用户- 4053553||#4

    @丹尼尔
    正如Martin所说,过大尺寸会导致快速循环,导致部件磨损更快,点火器、电机、传感器在长时间运行时寿命更长,关闭/重新启动的频率更低。

  5. 里德鲍德温||# 5

    总结
    我正试图消化这篇文章和其他几篇文章,比如马丁在#3中提到的那篇文章,以及艾莉森·贝尔斯博客上的一些帖子,以确定哪些事实是广泛一致的,哪些事实是有争议的。其他人是否同意以下摘要:

    对于煤气炉来说,与空调和热泵不同,当设备以部分容量运行时,效率不会有太大变化。似乎有一个广泛的共识,即超过1.5是好的,超过2.0是不好的。(对于调制范围较宽的设备,这些值会移动得更高。)分歧似乎在于情况到底有多糟。有些人似乎认为,我们需要与一种规模过大的流行病作斗争。其他人似乎觉得这在优先事项列表中是相当靠后的。

    超大尺寸的优点是,只需要适度的超大尺寸就可以充分获得:
    1)处理特别恶劣的天气
    Ii)更快地从恒温器的挫折中恢复过来
    Iii)对于两级或调制热泵和空调,由于在部分容量下更频繁地运行,提高了效率

    尺寸过大的缺点是:
    I)设备费用
    Ii)需要较大的管道或在较高的静压下运行
    Iii)由于短时间的热空气或冷空气爆发或由于最短的运行时间而导致较大的温度波动
    四)对于空调,降低了除湿能力
    5)由于频繁循环,降低了设备寿命
    分歧似乎在于这些问题的严重程度。所有人似乎都同意,两级或调制设备减轻了这些问题(除了成本),尽管许多人认为它们不能解决这些问题。

  6. 用户- 723121||# 6

    恒温器设置
    防止加热设备短循环的一种方法是降低每小时恒温器的循环次数。对于我们的2阶段,95%的炉,我喜欢每小时3次循环。一旦房子在早上达到温度,炉子就会开小火,直流风扇电机也会开低速,非常安静。

  7. josh_in_mn||# 7

    估算冷负荷的类似方法?
    丹娜,

    非常好的文章。我只是用这个方法来确认12年前我的供应室推荐的方法确实导致了一个2.5倍的超大锅炉。我现在正试着为这所房子设计一些小隔板,主要用于冷却,但也用于锅炉故障时的备用热量,我想知道你们是否有类似的方法?我们现在使用窗口单位,这是相对较新的,有10-11的电压。

  8. 用户- 4053553||# 8

    @里德
    我不喜欢第二阶段的是愚蠢的逻辑,我的炉子自己决定什么时候进入高火,不知怎么的,它总是决定进入第二阶段,然后恒温器在不到30秒后关闭它(有时不到5秒后)。我认为这是造成更快的组件磨损。我无法对此进行任何调整,恒温器没有每小时设置几次的选项,炉子除了开或关之外没有高火调节(我可以完全禁用高火)。我的房屋负荷计算为45k,炉子是40k(我确实低估了它的尺寸,但我计划进一步隔热/空气密封,以使负荷在未来达到30k),阶段是25/39k。
    这是一个带炉子的新恒温器,可编程(这是更多的麻烦,然后是值得的,因为我在不同的时间表上),但没有选择低/高火的选项。也许在我能负担得起的时候,有更多功能的恒温器可以替换。

  9. 里德鲍德温||# 9

    @ Alan B
    在这个论坛上有其他人比我更了解暖通空调设备。我的知识是基于我在这里读到的,以及我正在考虑为我的房子考虑的设备手册。

    有单级恒温器和两级恒温器。当你使用带有单级恒温器的两级炉时,炉所拥有的唯一信息是恒温器是否需要热量。它假定,如果当前的发热量持续超过一个阈值时间,它就需要进入高热量状态。你的手册会说,这个阈值是可以调节的。炉子不知道加热还会持续多久。两级恒温器有更多的信息可用-当前测量温度。因此,它至少可以使用更智能的逻辑。你可以在网上阅读许多恒温器的使用手册,找出它们使用的逻辑。

    我们将使用分区系统,该系统具有在几个恒温器和炉子之间进行逻辑干预的功能。各种各样的算法都是可能的。我希望我们将根据需要加热的区域的数量对第二阶段进行更改。对于每一种替代算法,都有一些情况下它会做一些次优的事情。

  10. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 10

    链接到Allison Bailes的文章
    这是Dana提到的Allison Bailes的一篇文章的链接——Allison在文章中解释了如何在炎热的天气里控制空调的循环时间,看看你的空调大小是否正确:如何判断你的空调是否过大

  11. 专家成员
    Dana多赛特||# 11

    扩界成本
    效率受到的影响因设备类型而异,但分区系统的影响要比单分区系统大得多。热风炉的效率损失很小,即使是5倍的超大尺寸,但这确实有一个非常舒适的缺点。相当平坦的效率响应部分是由于热空气系统的热质量非常低,但由于较大的管道表面积,仍然存在较高的分配损失,并且由于需要更高的空气处理器功率,稍微多一点的功率使用(这没有显示在燃料使用分析中)。

    大多数两级热空气系统使用一个哑定时器来决定何时升到第二级。我办公室的一个人住在一个拥有相同的2级~ 80000 BTU/小时燃气热风炉的联排别墅开发中,然而即使是最大的机组的设计温度热负荷也低于40000 BTU/小时。通过改造空气密封和新窗户,现在的产量约为15,000 BTU/小时。这些炉子在需要加热的时间超过10分钟时总是会升到高火,所以当使用深夜挫折时,它们总是在高火结束。由于对热风和低效率感到恼火,他深入研究了服务操作,并像里德一样想出了如何将控制装置硬接线,以避免进入高火力,但这不是供应商认可的黑客,因此设备保修无效。

    由于锅炉夹套和分配系统的备用损耗,中、大质量锅炉的水力系统在超大尺寸时效率损失非常大。如果多分区,这些损失被放大,因为锅炉的损失是相同的,无论是服务于一个小区域或整个房子。看一下不同锅炉系统类型的回归曲线这是十年前布鲁克海文国家实验室进行的锅炉测试:

    https://www.bnl.gov/isd/documents/41399.pdf

    如果锅炉是3倍的超大,即使在99%的设计条件下,效率也将在曲线上的33%标记,平均季节性负荷将低于15%标记。通过散热控制,曲线的肩部向左移动,这很有帮助(很多,只有3倍大)。一些中型锅炉有更智能的排热控制,但大多数没有。如果每个ASHRAE超大1.4倍,它在99%外部设计温度下运行在最大输出水平的70%左右,平均负载在33%左右,这并不可怕,也不会超过效率悬崖。表3,第9页列出了3倍和2倍超大尺寸的结果。

    人们很容易天真地认为调节冷凝锅炉可以解决这个问题,但是过大的调节锅炉带来了一系列更复杂的问题,我打算在一篇单独的博客文章中继续讨论。有许多调节冷凝锅炉安装既不调节也不冷凝,由于他们的超大尺寸因素,令人惊讶的是,很少有负载的最佳尺寸,特别是在多分区系统上。

    没有一种类似的简单方法来计算空调的超大尺寸,但如果你在制冷高峰期在家,你可以计算出占空循环的时间,从而得出合理的估计。与热负荷峰值不同,制冷时间峰值与室外温度峰值没有很好的相关性,而与太阳能增益峰值的相关性更大。有很多朝西窗户的房子通常会在室外温度达到峰值数小时后出现冷负荷峰值。我相信Allison Bailes III有一篇博客文章详细介绍了他是如何在一两年前测量AC的占空比来提出超大尺寸因素的。

  12. charlie_sullivan||# 12

    里德的总结
    我想在里德的总结中加上另一个缺点:

    *操作噪音更大,由于循环,噪音更明显。

    如果我们继续跟踪,Dana还添加了两个项目:

    *更高的管道热损失,由于较大的管道表面积

    *问题有点不同,对水循环的惩罚更高。

    戴娜,谢谢你写这篇文章。把它写下来让人们可以参考是很好的。

  13. 用户- 723121||# 13

    Alan B
    艾伦,

    一些二级炉有一个开关,当炉从低火到高火。我们的伦诺克斯炉出厂时设置为10分钟,我把它改成了15分钟。这是一个小的黄色dip开关称为(第二阶段延迟)在主电路板上。恒温器具有可调的温差设置,允许炉子运行更长时间,甚至最基本的霍尼韦尔数字恒温器也有(每小时循环设置)。

  14. leonmeyers||# 14

    更换HVAC
    虽然本文专门讨论更换加热设备,但值得一提的是,更换联合加热和冷却设备需要采用不同的方法。

  15. 专家成员
    Dana多赛特||# 15

    不需要采取降低舒适度的措施。
    供暖系统在主动运行时是最舒适的。限制每小时循环次数或扩大温差波动可能会提高使用效率,但会降低舒适度。在一天结束的时候,增加温度波动的措施与你在供暖系统中寻求的相反。当你对系统的大小进行调整时,它的占空比就会越长,温度越低,你可以保持温差带相当窄,这就会增加。

    如果在99%的外部设计温度下,熔炉的尺寸小于1.4倍,那么运行时间就会相当长,而且你不需要限制每小时的循环次数,也不需要在第二阶段的延迟中搞混,也不需要打开温差。在2阶段设备的编程上有更多的灵活性将是有用的。

  16. 专家成员
    Dana多赛特||# 16

    该方法只定义了热负荷,真的(@ Leon Meyers)
    但是,了解加热负荷至少是一个开始,并且在考虑组合解决方案时,这将是一个重要的部分。

    热泵解决方案并不总是在加热和冷却的合理范围内,通常对于其中一个或另一个都过大(并且通常都过大),也不是许多预包装的气体+冷却盘管解决方案。

  17. ilovebatz||# 17

    优秀的文章
    我希望我五年前在安装新的暖气和空调之前读过你的文章。我联系了大约5个承包商,但没有一个人愿意做手动J或其他任何东西。我试着用一个在线程序来做一些手工J。如果我用你的计算来看看他们与我的手工J计算有多一致,我在和承包商交谈时就会感到更有信心。

  18. HarryVoorhees||# 18

    学位日数据的其他来源?
    Dana,你知道有什么免费的数据库可以访问学位日数据(或者,我想,每小时的历史温度数据,可以计算学位日)吗?我在考虑写一个应用程序来做你描述的计算。学位日的网络界面当然是免费的,但他们的API访问需要大量的订阅费。

  19. 专家成员
    Dana多赛特||# 19

    对不起,我不知道有什么免费赠品。
    我不确定是否有NWS气象站的数据或其他数据会比degreedays.net / wunderground.com便宜,或者有同样的非常本地的覆盖范围。

    我还没有尝试过degreedays.net的线性回归工具(目前在beta测试中)来确定最适合的度基础,但如果你要写一个应用程序,它将有助于获得更高的负载估计精度,而不是简单地将其放在假定的60华氏度和65华氏度的基础温度之间。(并不是说在大多数情况下需要更高的精度。)

    http://www.degreedays.net/regression-analysis

  20. 专家成员
    马尔科姆·泰勒||# 20

    简单的
    终于有时间看完这篇文章了。多么简单而优雅的方法啊。又一个不错的博客,Dana。

  21. 罗伯特Opaluch||# 21

    有用的分析
    我在我女朋友大约1979年的1400平方英尺的牧场里,在一个油炉(用于热水和空间供暖)上尝试了Dana的加热系统尺寸方法。我用六次送油(因为她是这家店的老板)来计算五次油的使用分析。
    •我查找了每加仑2号取暖油的BTU(138,000),因为Dana的计算使用了天然气(100,000 BTU /热)。
    •我女朋友家的加热(和热水加热)锅炉的尺寸大了大约3.6倍,Dana指出这是典型的超大尺寸。
    •五个结果中的四个是基于大约R-20的天花板隔热材料,2x4的墙壁,地板下的R-11电池,以及带有防风窗的单窗格窗户。第五次分析是在天花板隔热系数增加到R-50左右,加上天花板和门的空气密封。节能改造将空间供暖成本降低了约30%。这比我预料的要多。
    •一项分析涵盖了秋/夏/春季节,可用于估计热水采暖。看来,热水约占五分之一的石油使用量,似乎是合理的。
    •在不考虑热水加热和太阳能增益变量的情况下,其他三个冬季每个采暖度日的btu在正负12%的范围内。

    现在我们可以提前做一些功课,以便在老恐龙锅炉突然失灵时做好准备。我们可以替换一台30,000 BTU/hr的锅炉,而不是复制11万BTU/hr的输出。出于一些原因,我更喜欢把热水加热系统分开。

    感谢Dana的这篇有用的文章!

  22. 专家成员
    Dana多赛特||# 22

    我很高兴它对你有效!
    替代燃料的能量含量在文章的侧边栏中,如果你没看懂的话。

    困难的部分是找到一个30,000 BTU/hr输出的油锅炉。在美国,燃油燃烧器上最小的喷射速度通常为每小时0.5加仑(约68- 70000英热单位/小时),而这些喷气燃烧器经常会堵塞美国可用的燃料。这对你的空间热负荷来说仍然是2倍大。为了有效地使用锅炉,需要使用热净化控制。有时,如果不是单独运行热水,而是使用间接热水器来利用它的热质量,它的工作效率会更高。诸如System 2000 EK1 Frontier等锅炉的喷射速度可低至0.68 gph,控制器使用间接热水加热器作为燃烧结束时从锅炉排出热量的热量,这被证明是相当有效的:

    http://energykinetics.com/wp-content/uploads/2015/10/specification-EK1-EK2-OilHeat.pdf

    最小的Burnham MPO-IQ 84也有智能热清洗控制,并可以喷射在0.60 gph。它还具有内部自我保护,防止回水温度低(低至110华氏度,IIRC),这在缩小油锅炉时可能是一个问题。

    https://file.ac/RPLC0KQp6es/MPO-IQ%20Product%20Data%20Sheet.pdf

    在对燃油锅炉进行降压时,通过测量辐射值来估算回水温度是非常重要的。在进入水温(EWT)低于140华氏度时,许多燃油锅炉将被热交换器上的酸性废气冷凝破坏,即使在140华氏度的EWT下,也会有大量的烟气冷凝需要管理,比旧的80-83%效率的燃油锅炉要严重得多。

    如果现有的锅炉还有很长的寿命,在3倍的超大尺寸上,像Intellicon 3250/HW+这样的热净化改造省煤器可以在燃料使用方面产生可测量的差异:http://www.intellidynellc.com/index.php/products/heating/hw

    当然,知道热负荷也能让你找到合适的替代品,比如高效热泵。在美国大多数地区,~30K的热负荷在2-2.5吨冷气候迷你分体式/多分体式的输出范围内。与其他燃油锅炉相比,这是一种更高还是更低的碳解决方案,这在很大程度上取决于你当地电网的碳足迹,以及你对未来15-25年它的发展预期。

    //m.etiketa4.com/blogs/dept/guest-blogs/carbon-footprint-minisplits

  23. Jon_R||# 23


    注意,燃料使用方法假设平均风速-强风发生,可以增加相当大的负荷。希望这是40%的差额。

    虽然循环会对设备造成磨损,但工作时间也会造成磨损,而大型设备的工作时间会减少。

    我的煤气炉有点太大了,我可以使用恒温器,这样既省钱又更舒适。

  24. joshdurston||# 24

    就这样做了,惊讶于每月的钙是多么的一致(一旦我纠正了非NG消耗)。我的供暖账单上很方便地标注了每个计费周期的供暖天数。
    我的炉子是一个70kbtu的90%效率的单级。根据假设的平衡点,计算结果为27-29kbtu。有趣的是,流行的斜鳍热损失计算器给了我一个大约44kbtu的热损失。看起来它的计算器里有1.4的超大码。

    去年我装了一个柴炉,它把计算的数字降到了12kbtu左右。从11月到3月,我一直在烧柴火,从不让它熄灭。

  25. djcasassa||# 25

    郑重声明,这句话有个错别字:

    “在60°F的平衡点上,只有40°F的加热度,隐含负载为45°F x 785 BTU/F-hr = ~31,400 BTU/hr。”

    将“45°F”改为“40°F”。产品的“40F°”已经是正确的了。

  26. Jon_R||# 26

    小心平衡点。有一个数字适用于长期平均燃料使用计算,而另一个数字则完全不同,适合于“凌晨3点我需要多少英热单位/小时为房子供暖”。

    对于后者,我测量的基本值比恒温器设置低约1F (= ~700 btu/hr)。

    以785英热单位/小时为例,60华氏度的基地和70华氏度的内部:在凌晨3点,7850英热单位/小时将无法从电力使用或人员中获得,并假设这会导致尺寸不足。

    还要注意“设计条件”。你偶尔会看到更冷的温度,有时会持续很长时间。

  27. cold_feet||# 27

    对于一个全电动的热泵系统(以吨为单位,而不是以btu为单位),你该如何进行这些计算呢?或者这就像使用在线转换器一样简单(例如,https://www.unitconverters.net/power/btu-to-ton.htm)作为最后一步?

  28. salmonbuilt||# 28

    这种方法不是假设房子每天24小时都处于临时状态吗?还是我漏掉了什么?当我计算的时候,我得到了17566英热单位/小时的负荷,每天的量除以24。当我考虑到供暖通常只在早上和晚上打开时,我将负荷除以9,为46,843 BTU/hr。我的房子位于俄勒冈州波特兰市,面积约为2200平方英尺,所以后者似乎更为合理。该炉的功率为65,000 BTU/hr。

    1. salmonbuilt||# 29

      我还用谷歌搜索了一个计算器:https://www.intelligentheatandpower.com/heat-load-from-fuel-use-calculator/得到了11,450 BTUh的负荷,也没有供热小时数/天的输入。我一点也不相信。

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