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建筑科学

我们是99%的人,也是1%的人

设计温度,负荷计算,超大HVAC系统

图1 / 2
在进行手动J负荷计算时,正确的设计温度是至关重要的。
图片来源:Steve 2.0,来自flickr.com,在知识共享许可下使用
在进行手动J负荷计算时,正确的设计温度是至关重要的。
图片来源:Steve 2.0,来自flickr.com,在知识共享许可下使用
使用错误的设计温度会导致严重过大的空调系统。
图片来源:能源先锋

我们正在进步!随着对能源法规和“能源之星新家园”(energy Star New Homes)等能源效率项目的重视,越来越多的家庭正在获得能源手动J加热和冷却负荷计算这些天。其目的是使加热和冷却系统的大小适当,因为过大的系统有问题(除湿差,周期短……)。但是仅仅因为一个暖通空调承包商做了手动J,这并不能保证系统的大小合适。

Martin Holladay一直在跑步一个伟大的系列最近关于供暖和冷负荷他深入研究了挑选合适尺寸的暖通空调设备的第一步的许多细节。他在一篇关于冷负荷计算的文章中提到你必须使用正确的设计条件,但这到底意味着什么呢?如果你了解Manual J,你可能知道它们是什么,但我想更深入地谈谈这个话题。

越来越热了!

许多暖通空调系统变大的原因之一是有人在负荷计算中使用了错误的设计温度。问题在这里:

  • 冬天,房屋向室外散失热量,夏天则从室外获得热量。
  • 热量损失或增加的速率取决于里面和外面的温差。
  • ASHRAE这样(一群对暖通空调有所了解的工程师)有一个冬季和夏季室外设计温度的表格。
  • ACCA(空调承包商行业协会)将其Manual J负荷计算程序建立在ASHRAE设计温度上。
  • 承包商运行的负荷计算经常超过建议的设计温度。

你家内外的温度都在不断变化。有时你家里的热量损失或增加很低,有时很高。即使在一天之内,负载也会发生变化。例如,我们可能会在夏天的夜晚达到70华氏度的最低温度,最高温度为96华氏度,而整个白天,负荷都在不断变化。

如果我们试图将室内空气保持在华氏75度,那么温差在早上接近于零,在下午上升到华氏20度左右。随着温差(ΔT)的变化,冷负荷也会发生变化。然而,事实证明,当温度条件发生变化时,大多数安装在家里的空调无法改变它们提供的冷却量。是的,有些系统确实有可变容量,比如minisplit热泵,但大多数是固定容量。

99%和1%的人

输入ASHRAE的设计温度。事实证明,如果你有固定容量的暖通空调设备,这个温度将提供最佳性能。但是ASHRAE的设计温度到底是多少呢?

冬季:99%设计温度。这是根据30年的平均值得出的,你所在的地方在一年中99%的时间里保持在室外的温度。反过来看,你居住的室外空气比这个温度低的时间只有一年的1%。每年大约有88个小时。在亚特兰大,99%的冬季设计温度是23华氏度。

夏季:设计温度的1%。同样,根据30年的平均值,你所在的位置一年只有1%的时间高于这个温度。在亚特兰大,这个数字是华氏91度,所以我们一年只有88个小时高于这个温度。

偶尔,你会遇到97.5%和2.5%的设计温度。不是你想的那样。这些数字的定义不同,不再使用。因为定义不同,温度非常接近99%和1%的设计温度。

室外设计温度与室内设计温度(70°F与75°F)之差为ΔT,应纳入荷载计算。

为HVAC承包商辩护

暖通空调承包商不喜欢被召回,因为舒适的抱怨,和超大的解决方案一些舒适的投诉。当然,暖通空调承包商无法控制建筑围护结构,通常也不知道房子会渗透多少。菲尔·穆茨,一个聪明的暖通空调专家Moncrief采暖和空调在亚特兰大,最近写了关于这个问题能源先锋Facebook主页

住宅很少按照设计建造,这意味着阻塞/绝缘/密封几乎总是达不到设计要求。7月中旬,当家里很热的时候,在客户搬进来几个月后,客户会打电话对着暖通空调的工作人员大喊大叫,而不是隔热的工作人员。

现在乔治亚州需要进行测试和验证,我们应该能更好地为所有家庭控制这些其他问题。像“能源之星”这样的项目多年来一直要求进行检查、测试和配备手动负载大小的设备,所以我们知道,如果做得正确,这是可以工作的。当进行负荷计算的人得到了关于信封的更好的数据,负荷计算的结果将更好地匹配新房子的负荷,暖通空调承包商将不再害怕安装他们认为太小的系统。

检查数量

尽管如此,任何购买新房或进行大规模装修的人都应该坚持精确的Manual J负荷计算和匹配负荷的设备。如果你是一个建筑工人,房主,或者是HERS的评估人员,检查Manual J报告,你首先应该看的事情之一就是室外设计温度。应匹配ASHRAE的99%和1%设计温度,这些温度也在ACCA手册J的表1A中给出。

如果1%的夏季设计温度是91华氏度,就像在亚特兰大一样,Manual J报告显示负荷计算是在97华氏度下进行的,这将导致一台超大的空调。实际上,即使负载计算使用91°F,设备也会超大,因为协议中有15%的超大。根据设计负荷而不是极端负荷来确定设备的尺寸。也许近年来越来越热,但最好还是根据30年的平均值来使用设计温度——而不是去年夏天3小时的温度。

佐治亚州迪凯特的Allison Bailes是一名经resnet认证的能源顾问、培训师和《能源先锋的博客

3评论

  1. Curt友善||#1

    暖通空调维修工,有扇风门,风管爆破机,还有通风罩
    佛罗里达州杰克逊维尔的设计温度为32 / 94。我将根据小气候的差异稍微调整一下,一般来说,如果房子是沿着水路或在茂密的树林里,就会调整到比较温和的值。

    除了最预算的改变(如租赁物业),我们做鼓风机门和风管爆炸。这就确定了我们在Man J里输入的数字。

    我的目标是销售最小的可能的暖通空调系统,但不是太小。

  2. Marc Mallary||#2

    负载钙
    试试每吨平方英尺。什么ManualJ吗?

  3. 罗伯特。亚当斯||# 3

    J是伟大的,但有点脱离现实
    我完全同意使用手册J,它在计算热量损失和获得方面很好。但是,对于许多地方来说,当涉及到1%的人口时,他们的数据就不那么与时俱进了。在DFW的这部分,1%的温度是99*。我回顾了5年(到目前为止)我们当地的临时工,算出了我们1%的临时工,到目前为止,我们平均每年工作350小时,超过99*。我们的1%的温度在5年算出来是102*。

    在过去,我拜访过一些房子,这些房子有精心设计的系统,而且是按照规定建造的,其中一些是能源之星的房子。人们的抱怨是夏天的冷却不足。问题是,由于遵循J设计温度,这些系统最终尺寸过小,所以在炎热的日子里,房屋平均只能维持80*的温度。在我们有110*和更高的天数,在两年前,这些房子保持85*与空调运行不间断从中午之前直到晚上9点,然后它开始再次循环。
    这导致了许多不满意的客户。现在,我们的夏天从美好的天气变成了炎热的天气,所以当制冷需求较低时,一个较小的系统所带来的感知节省是无法通过嗅觉测试的。另外,我们晚上也不会真正降温,所以晚上也不会有明显的节省。就在昨天晚上7点,它还是100*。

    手动J是不错,但临时工需要设计更符合现实,使用30年平均也有点太长的一段时间考虑这些系统不会在10 - 15年,过去的10年是一个更好的指标,比过去30未来10。
    今年夏天这里很温和,我们已经超过了99* 300小时了……

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