这座位于马里兰州弗雷德里克的多层砖房是“值得居住和保护的惊人财产,”一位自称为乔·施莫(Joe Schmo)的《绿色建筑顾问》读者说。它的致命弱点是加热和冷却系统,每年的运行成本为数千美元。
该系统由一个为散热器提供蒸汽的燃油锅炉、两个提供空调的空气源热泵和备用电阻热组成。一楼的地下室里有一个4吨重的单元,二楼的阁楼里有一个3吨重的单元。
这座4200平方英尺的房子“令人惊讶地紧(当然是相对的),考虑到它的年龄,”Schmo在一份报告中写道问答贴“但我的目标是只使用蒸汽散热器/油系统作为备份,因为使用它有巨大的成本和安全问题。”
虽然Schmo可能会在阁楼上增加隔热层,但在外墙上增加隔热层看起来不像是一个选择。但更高效的加热和冷却设备肯定在他的清单上。Schmo计划用新的5吨型号取代旧的空气源热泵。
“在今天这个时代,我认为一个分布良好、效率高的系统——例如双机组、双区热泵——应该能够为我们节省燃油锅炉和电力备份的钱,不是吗?”笨人写道。
他的问题就是本期重点问答节目的主题。
如果可以的话,买天然气
凯文·迪克森(Kevin Dickson)建议施莫公司(Schmo)考虑一下将石油转换为天然气,尤其是在没有办法在墙壁上添加绝缘材料的情况下。迪克森写道:“在现在和未来许多年里,天然气看起来都比传统的热泵更便宜。”
他建议Schmo采取……
23日评论
墙的问题
现有墙体的施工细节是什么?业主说,在墙壁上增加绝缘材料看起来不像是一个选择。现在那里有绝缘材料了吗?
可能没有墙体隔热(Ron Keagle的答案)
在那个年代,美国的大多数砖建筑都是用多wythe砖(没有空腔)建造的,在饰面层和砖之间有某种灰泥/板条,或者(在地下室的图片中似乎很明显)直接在砖石上涂上灰泥或水泥页层。楼板托梁或横梁一般嵌入室内1-2怀。
屋顶悬垂的深度相当不错,可以最大限度地减少砌体的外部潮湿,这预示着在重新进行内部装修时可以安全地绝缘。在地下室,这几乎是一件不用动脑筋的事情,尽管在绝缘之前,可能会在整个内部表面上进行一些砂浆修复,甚至是牺牲页。(一英寸或两英寸带膨胀涂层的闭孔泡沫可能是最便宜的。地下室地板显然需要水分控制(排水+蒸汽屏障),即使地板隔热可能不那么重要。
在对一楼墙壁做过多的处理之前,需要找出一楼窗户上下外墙砖变色的原因。这个楼层的砖比没有变色的上层和阁楼更容易被雨水浸湿,地下室和一楼窗户上的砖干燥的窗户上的热泄漏可能是其中的一部分,但在进行任何墙壁隔热之前,可能有闪光问题需要注意。Low-E防风窗是一种安全的改造,可能会略微减少雨水进入窗户下面的砖石结构。
从图片左侧砖块的颜色来看,很可能有一个大的门廊屋顶,但后来被拆除了。在某个时候用某种历史上合适的屋顶或遮阳篷取代它,将有助于那里的潮湿状况。(如果有照片或图纸作为参考,人们甚至可以保留原始建筑师的愿景,如果有人愿意的话。)
我完全同意彼得·约斯特的评估,在增加阁楼隔热层之前,地下室到阁楼的烟囱和烟道是优先考虑的。蒸汽系统很难(甚至不可能)充分密封蒸汽管道,但这并不是说你不能减慢它的速度。其他的管道和电气追逐更容易。
我应该插句话。
首先,要澄清的是,现有的HVAC系统由一个4吨重的电空调系统(位于阁楼的空气处理机)和一个3吨重的电交流系统(位于地下室的空气处理机)组成,它们都有一个电阻备份热源。还有一个现有的燃油锅炉,用于分布式蒸汽散热器系统。我应该指出,这些系统目前的接线方式,我们不能同时运行蒸汽和电备份加热系统(就像它在恒温器上的接线方式一样)。我们希望通过用热泵取代现有的电力交流系统来大幅减少或放弃燃料油的使用(由于价格、效率低和燃烧产物),热泵可以提供热量和交流。我们有两个3到5吨的机组报价,安装价格在1.5万美元范围内。另外,现有的暖通空调系统是1999年安装的,看起来设计和安装都很好,只是没有很好地为房子供暖。
你在墙壁细节上是正确的,即,两层砖,没有空腔,内部一侧的车床和石膏。在地下室,确实有一层木板松动或掉落在地下室的大部分墙壁上,在某些区域主要是石头和砖块。地下室的地板是砖的混合物(奇怪的是),“旧”混凝土,即泥土与混凝土混合,其中一个区域实际上是浇注混凝土地板。然而,在所有情况下,没有蒸汽或湿气的障碍,我知道。
考虑到它的年代和结构,外面的砖的形状还不错。它是“旧”砖,所以说你不能用高压清洗机清洗它就足够了。正如你所看到的,许多地方都被重新使用了迫击炮。你会注意到房子南面的突出部分。二楼门廊的天花板是通往阁楼的板条,只有阁楼上没有隔热的木板膝盖墙,所以我想你可以说阁楼通风良好。这座老房子里有4个烟囱,但没有真正的管道或管道追逐。大部分管道实际上暴露在室内空间。我们将盖上至少两个烟囱,留下一个用于偶尔的火灾,并在另一个烟囱上安装一个插孔。
我们肯定会考虑在未来采用某种类型的阁楼隔热和低电子防风窗,但暖通空调是更紧迫的挑战。我们的净电价是9美分/千瓦时,我们似乎在使用4-6000千瓦时/月之间。然而,我们确实在不到两个月的时间里吹掉了500加仑的油。
需要更多细节。
他的蒸汽管道绝缘了吗?锅炉设定的压力是多少?锅炉水干净吗?
我最近买了一个固定鞋面,里面有一个装满深棕色水的锅炉,压力设置在3PSI左右。他们展示房子的那个月的取暖费是860美元。只要把房子收紧,把温度降低一半。从那以后,我读了关于蒸汽的所有内容,并将压力降低到0.5-1.5 PSI(在我做了一些数学计算后可能会更低),并清洗了水。今年夏天我还会对管道进行绝缘处理。我希望今年冬天能有200美元以下的钞票。
他似乎也没有防风窗。与原来的窗户相比,这些窗户可能会产生巨大的不同。我安装了哈维风暴,现在窗户没有穿堂风了,也减少了道路噪音。我还有2 / 2,我的邻居要么根本没注意到,要么评论说房子最近看起来好多了。
蒸汽系统。
蒸汽管道没有绝缘,运行压力小于2psi。
墙
乔,
我不明白,如果没有墙体隔热,怎么可能有任何供暖设备的解决方案。当你说有石膏和板条在内部,是在一个螺柱框架,提供了一个4英寸的空气空间?如果是的话,这个空间可以绝缘吗?
墙壁并不总是有饰钉和空洞。
这所房子大约建于1850年。因此,建筑方法和建筑与那个时期是一致的,即,大多数墙壁,特别是外墙,没有使用螺柱系统,因此在墙内也没有空腔来绝缘。这个时期的一些建筑可能有一些空洞,这取决于各种因素,但这个没有。事实上,它是两层压砖(可能是在现场或附近制作的),用木条和车削在内侧的石膏下面。
正如我在最初的帖子中提到的,当前的挑战是将19世纪的方法转变为21世纪的方法,用于加热、冷却和维护财产。如果应用我们许多人倾向于每天读到的东西,即添加绝缘材料,更换窗户,新的被动式房屋结构等,是适用的,就没有太多的讨论这个家了。简而言之,这些都不适用,因为没有什么是标准或简单的,更不用说改变这个家了,除了它一直存在,包括内战,因为它建得太好了。但是可以应用什么呢?事实上,我们在这片土地上还有另一栋建于19世纪以前的小房子。
因此,出于许多原因,不要考虑更换窗户,但安装low-E风暴绝对在清单上。至于隔热,地下室和阁楼可能是唯一具有成本效益的增加隔热的机会。空气密封可能是显而易见的,但也可能只是低挂的果实,烟囱显然也需要一些注意。然而,最迫切的需要是关于暖通空调系统,特别是加热方面,考虑到与更现代的选择相比,石油是多么昂贵,蒸汽系统又是多么低效。我们的想法是,为了改善或减少供暖的能源消耗,最好的选择似乎是热泵。通过安装两个新的热泵系统,我们将减少用于供暖的财务支出(与石油相比),也可能减少用于冷却的能源消耗(与电动空调系统相比),并在此过程中更好地为家庭除湿。从长远来看,转换为热泵暖通空调也可能更好地与太阳能光伏系统的增加相匹配,即使它不能完全消除我们的电费。我有没有提过这里还有一个游泳池……
这是一个非常独特的,具有历史意义的,很难使能源高效的财产,所以我试图尽可能地跳出框框思考,相对而言。不用说,就能源消耗而言,该物业永远不会与某些现代物业或方法竞争,就像某些现代物业在建造160年后可能无法站立和适宜居住一样。木制结构构件是手工从周围的树木上砍下来的,大小不一,松木地板的长度和宽度各不相同,地基的石头是从街对面的河流里挖来的,它位于美国第一条国道沿线。它在历史上被机械地更新过几次(最初它唯一的HVAC来源是壁炉和窗户);当然,考虑到过去几十年的技术进步,可以采取一些新的方法来更新它。
加热策略
乔,
这听起来确实是一座建造精良、充满个性和历史意义的房子。我能理解这让你无法隔离墙壁。目前,由于多余的热量损失,房子需要多余的热量,它产生热量的效率相对较低。所以我认为唯一的补救办法是更有效地产生同样的多余热量,这听起来也像你的结论。
如果你尽一切可能提高产热效率,减少热损失,除了墙体保温,以下是我预计将继续存在的重点问题,以及我会考虑的解决方案:
墙壁具有高度的导电性和巨大的体量。平均而言,无论是在它们的物理质量还是在日常循环中,它们都会比生活空间的内部空气冷得多。即使在每天的最高温度下,它们也会比室内空气冷得多。因此,总会有大量的热量直接损失到墙体上,通过空气通过辐射换热。这将从根本上要求比通常更高的室内空气温度来达到舒适的水平,因为空气温度必须补偿辐射损失。
我认为抵消这种不平衡的最好方法是在连续产热的基础上,尽可能均匀地分配加热空气。因此,这意味着热空气均匀而连续地流动到每个位置。而且,空气的温度必须高于隔热良好的房屋所认为舒适的平均温度。当早上墙壁比晚上更冷时,它需要更高的温度。
此外,由于墙体是冷的,暖风沿墙体分布可以很好地达到均匀分布的目的,从而提高墙体温度,减少辐射损失,并通过直接的约定/传导使居住者温暖。
一般来说,我认为用典型的管道式暖风分配系统来实现这种均匀分布的目标是不切实际的,也是非常困难的。一种可能是通过靠近墙壁的木质烤制地板出风口散发温暖的空气。这样可以使整个空间的气流沿着墙壁向上流动。
然而,在这种整体方法中有一个热量损失的权衡。将热量直接分配到未绝缘的墙壁上,将加速通过它们的导电传递。或者,有人可能会认为,最好从房间的中心将热空气引导到居住者身上,而不是浪费它来加热墙壁。但问题是,这将需要过多的热空气,以使居住者适应巨大的辐射损失到冷墙。换句话说,即使居住者从不接触墙壁,墙壁也会在居住者的舒适度方面发挥重要作用。
谢谢你的建议。
谢谢你,罗恩。奇怪的是,由于管道系统是在2000年左右设计和安装的,大多数通风口寄存器都位于外墙。如果你想想看,为了不把空气处理装置安装在一个空间的中间,即阁楼或地下室,所以它仍然可以用于存储或访问,这些装置沿着外墙安装,这往往会让大部分管道沿着外墙运行,然后它们向上或向下运行到有条件的空间。
我目前的想法是,我们最好的做法是将其转换为热泵暖通空调,做一些空气密封,然后研究一下盖上烟囱,增加低e防风窗,并在阁楼上添加某种形式的绝缘。我仍然不清楚是否有更好的暖通空调选择,地下室空间是否有经济有效的选择,阁楼的最佳隔热方法是什么,例如,在屋顶和膝盖墙的下面或阁楼地板下面进行隔热。
一切都是好事……
看起来你的手在上面。但我的建议是之前被吹捧过的,请专业的能源审计。它将帮助你带着一点信心进入你的更新,并为你的最佳方向提供一个路线图。
祝你好运,请随时通知我们最新进展!
什么是好的审计?
几个向我们报价热泵安装的暖通空调承包商提出免费或在当地公用事业补贴300美元后支付100美元进行能源审计。一份像样的能源审核的项目清单上应该包括什么,例如,门扇鼓风机测试,热成像等?
考虑使用木屑颗粒锅炉
在考虑石油的替代燃料时,天然气并不是唯一的低成本燃料。木屑颗粒是一种可行的区域燃料来源,可以通过自动化颗粒锅炉来提供您所需的btu。颗粒的优点有很多:最值得注意的是,它是一种可再生的非化石燃料资源,每BTU的价格与天然气相同。
考虑到您现有的基础设施,您可以将现有的散热器转换为水循环,安装新的散热器或基板,或通过水循环空气处理器利用现有的管道系统。全自动颗粒锅炉除了每年清空几次垃圾桶外,还可以让房主几乎像石油或天然气锅炉一样放手。当然,这笔投资并不小,但根据你每年的供暖成本,这可能是非常值得的。
我建议你在Hearth.com上看看,也做一些在线调查,看看这条路线是否适合你。在缅因州南部的ReVision Heat,我们一直在欣喜若狂地拆除燃油系统,用凯德尔颗粒锅炉取而代之。我们也有几家散装颗粒运输公司,他们会把它们吹进一个3吨重的料斗里,这样房主就可以尽可能地放手。
电辐射加热器怎么样?
或所谓的“海湾加热器”。这个想法是通过辐射而不是对流来加热房间里的人(即,温暖空气,使人温暖)。你可以把加热器对准人们聚集的地方——厨房、餐桌、沙发、桌子。然后把它们放在运动传感器上,这样它们只有在有人在场的时候才会打开。这就缓解了Ron上面提到的问题,即墙壁总是比空气冷,所以它们会不断地从空气中吸收热量。如果你不太关注加热空气,而是更多地关注加热人,你可以把恒温器设置得更低,而且仍然舒适。
混合加热和冷却系统
作为一名专门从事马里兰州弗雷德里克历史建筑的总承包商和马里兰州弗雷德里克历史建筑(1858年)的业主,我发现,考虑许多可用的选择,并开发多系统方法来加热和冷却老房子的策略是最佳解决方案。仔细的计划和研究可以将升级供暖和制冷系统的成本控制在合理的范围内。示例:我们的房产(约2600sf)使用燃油锅炉和循环水循环脚板加热。对于AC,同样的属性分开2吨AC机组。我们用一个13 SEER空气源热泵(2.5吨)取代了(请原谅我缺乏技术术语)AC,用于加热和冷却(不是目前可用的最有效的),并将现有的油锅炉连接起来作为备用热源。去年冬天取暖用了3罐油,今年冬天只用了1/2罐,电费只增加了很少一部分。就我而言,这是成功的,如果你在你的系统中投入更多的规划时间,这些家庭可以以合理的成本更有效地加热和冷却。
谢谢你,查尔斯。
你能不能凑合推荐一些项目,比如,封几个烟囱,灰浆石和砖外墙,阁楼加隔热等?我们有很多项目要做……
如果你有地面空间
如果你有室外的地面空间,最好的解决方案是地源热泵。我有一个低压强制空气系统,低压的成本和你的油一样高。天然气只是向大气中增加了更多的甲烷,而电阻加热对空调几乎没有什么帮助。无管道迷你除了在内部看起来很丑之外,在温度高于77°和低于35°的地区确实不能很好地工作,这是因为机组试图将温度从空气中拉出来。地源热泵将温度从地面拉出来,在我们的纬度上,在地面以下5英尺处是恒定的55°。我们的冷暖费用从每年2200美元降到了每年600美元。LP的成本为4.23美元/加仑。美国的电力运行为0.0949 /kW。联邦政府提供30%的税收抵免,大多数电力公司也可以直接退税,我们的是1500美元。
我有一个老房子和古董炉
哇,我当然能把房主和历史悠久的房子联系起来。我的房子建于1910年,经过修复。我试着让每件事都尽可能真实。我有一个1942年的章鱼炉,我一直在使用,并支付了大量的油费。对我来说不算贵,因为我把暖气调得很低。
去年我也遇到过类似的情况,并写了一篇关于我的经历的文章。最重要的是,我保留了我的古董炉,并安装了一个新炉。看看我的文章,看看一些很酷的照片和我这么做的原因http://www.oldhouseguy.com/heating-old-octopus-furnace/
每千瓦时成本
嗨乔,
是什么导致了每千瓦时如此低的电费?在蒸汽追逐中,为什么不能用标准的喷雾泡沫来密封它们而把蒸汽管道接触的区域留给消防规范的泡沫?
查尔斯Poteat
你的2.5吨地源热泵需要多大的土地面积?
谢谢你!
斯科特
我们有很多土地,但也有一口井和化粪池
詹姆斯,
我的理解是地源热泵回路会更贵一些。地源系统的吨位与管道系统的吨位相同吗?如果是这样,我们将需要7-10吨的空调。
斯科特,
我不太明白你说的极低利率是什么意思。我们的水电费比国内一些地区低,但每千瓦时9美分是我们支付的净价格。就我们的使用量而言,我的4-6000千瓦时/月反映了春暖花开的季节,使用量低于冬季或夏季。我不相信查尔斯说的是地源热泵,而是管道空气源。
能源审计师的想法
我做了10多年的房屋检查员,在业主地区的当地公用事业公司做了5年的能源审计师。据说家里是“相对”密闭的。是否进行了鼓风机门测试?电话号码是多少?我从来没有遇到过在这个时期建造的房子是相对紧张的。你需要0.35 ACH来获得充足的新鲜空气。大多数家庭在这个时期有5到10个ACH。过多的漏风结果是这个时代家庭能源损失的头号来源。一些事实:
用空气密封的旧房子通常比加隔热材料节省3到4倍的能源
它的成本大约是增加绝缘材料成本的三分之一到一半
气密性将在1到3年内收回成本,绝缘7到20年,窗户50到60年。
建筑围护结构(空气密封-绝缘)应在机械系统升级之前进行,以正确输入手动J计算。否则,你可能最终会有一个超大的系统,在夏天不能正确地除湿空气。适当的空气密封和绝缘将最有可能导致更小的系统。
我并不是在抨击绝缘(我是MD能源之星家庭性能项目下气密封和绝缘的参与承包商),但气密封和绝缘是一起的,气密封需要首先完成。如果您从Potomac Edison购买电力,您的家庭可能有资格获得50%的折扣,最高可达2000美元的绝缘或空气密封。
一旦空气密封和绝缘完成,我就会通过地热来研究加热、冷却和热水。来自当地公用事业公司的审计将发布一份报告,为每项建议的改进提供大约的成本和能源节省。希望这能有所帮助。
特里Wigfield
大规模杀伤性武器的国内能源小组
尚未完成审计
这个房子相对来说比较紧凑,因为大部分的室内灰泥都被重新粉刷过,管道系统被绝缘,灰泥被重新打磨过,许多缝隙被密封或填缝等。话虽如此,门鼓风机测试还没有完成,但计划作为能源审计的一部分。不幸的是,审计可能会在更新暖通空调系统之后完成,因为这是更紧急的事情,因为审计可能不会对结果产生太大影响,因为更新窗户不在计划之中,也不会在短期内增加阁楼隔热层。
没有审计,你只能瞎猜
你喜欢这房子,因为它很独特。它需要的不是千篇一律的解决方案。从合格的、独立的暖通工程师那里获得审核。这是识别问题并制定目标解决方案的唯一方法。独立的工程师将减少对特定系统或承包商碰巧有经验的东西的偏见。知道微型裂缝的承包商会说微型裂缝,知道木屑的人会说木屑,而老房子的人(拇指指向我自己)会告诉你把窗户放在较低的优先级。
说到窗户,进行审计(它甚至可以把你的好窗户从坏窗户中挑选出来),然后修复需要它的窗户,知道最近由窗户保护标准协作组织进行的现场测试表明,老式木窗户可以恢复,没有防风窗,以满足IECC 2012的空气渗透标准。关键部件是添加一个刷密封停止在窗台上,它满足窗扇的底部轨道。暴风雨有其优点,但大多数也会导致居住者较少操作窗户。打开和关闭窗户(特别是降低上面的窗框,让它在窗户顶部通风口)是“手动”操作复古房屋的关键部分,以设置最佳对流气流。4月/ 5月和9月/ 10月是很好的边缘时期,你可以主要通过窗户来控制你的温度。然而,对于暴风雨,你可能不会费心,只是让你的系统为你工作。这是人性使然。
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