吊顶水力加热和制冷
我正在华盛顿建房子。(4区)。设计尚未最终确定，但初步的手册J将其稍微以加热为主，加热约为10 Btu/小时/平方英尺，冷却约为8 Btu/小时/平方英尺。大约10%的冷却负荷是潜在的，这对我来说似乎很低。我的意图是密封和绝缘比代码更好，并有一个良好的紧密的房子。
我一直在阅读John Siegenthaler关于天花板水循环系统的文章，在这里:
https://www.pmmag.com/ext/resources/PM/2014/June/016-020-0614-Siggy.pdf
诱人的是，他的最后一句话是:
“顺便说一下，通过合适的系统控制，这种天花板面板是辐射冷却应用的理想选择。”
他怎么能就这样离开我们!
在这篇文章中，他进行了更详细的讨论，但仍然没有得到所有内容:
https://www.pmengineer.com/articles/93157-looking-up-to-radiant-cooling
他指出，隔热良好的现代住宅需要比传统住宅更“温和”的供暖和制冷系统。他主张最小化热质量(这在20年前是异端邪说)以最大化响应。我也非常喜欢消除(或最小化)管道系统和舱壁，噪音和随之而来的草稿的想法。
他建议的天花板结构是7/16″OSB, 3/4″poly-iso，然后1/2″pex管在铝传热板与管面朝上，整个东西覆盖在干墙附着在螺柱与2 1/2″螺丝。
我想到的是，你必须有单独的除湿装置，以避免天花板上凝结。建议的控制方法似乎是在每个区域安装一个恒温器和一个加湿器，如果湿度上升到露点高于水温，就关闭天花板冷却系统。让除湿机运转，排出湿气，然后重新打开天花板。
由于我的房子需要主动通风，所以将通风、除湿和空气循环整合在一个从地下室到顶楼的竖井中似乎相对简单。
他建议上限温度为110华氏度(115供应和105返回)，在室温为70的情况下，输出为30英热单位/小时/平方英尺。这对我的房子来说足够了。在室温为75℃的情况下，使用45次供应和55次返回的冷冻水，在同一组件中可以提供大约20英热单位/小时/平方英尺的合理冷却，这仍然是所需冷却量的2.5倍左右，但低于加热。所以这个组件的尺寸应该是用于冷却的，而用于加热的尺寸应该是15-20%，我认为这是可行的。另一种策略是将其大小适当地用于供暖，并使用一些通风井/潜在冷却装置来为房屋的其他部分提供冷却。
我可能要花几篇文章来阐述细节，我一直在思考这个问题。我对你的反馈很好奇。
谢谢。
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回复
你用什么来加热/冷却水?我会考虑使用风扇盘管(可以处理敏感和潜伏)。
在我看来，如果你不能在你的院子里种仙人掌，辐射冷却就会失败。并不是说辐射冷却可以在沼泽中工作，它既不便宜也不容易。
我完全赞成DIY，但不是当你生活在失败的边缘时。我说，如果你致力于这种类型的系统，明智的做法是付钱给工程师来设计它，并找到一个有经验的安装。
我大胆的猜测是，你将需要比传统系统更多吨的除湿机和热泵。
Walta
我很熟悉华盛顿市区的天气状况，因为我经常去那里。我不会不会在那种气候下使用辐射冷却!!你的天花板内部会有冷凝水，可能外面也会有，即使有3/4英寸的聚乙烯。这是解决潮湿问题的方法。原因是那里的夏天非常炎热和潮湿，而且这种情况会持续很长一段时间。空气中的水分会凝结在辐射板的两侧。
如果你想安装辐射供暖系统，那就去吧。它们非常舒适。坚持使用传统的强制空气冷却系统。如果你不需要加热功能，你可以只买空调的空气处理器。
比尔
我很感谢比尔和沃尔特的坦率建议，但我想再深入探讨一下。您认为我将无法通过除湿来保持室内的低湿度，还是您认为低湿度不足以防止冷凝问题?
谢谢。
众所周知，湿度很难控制，也很难精确测量。除湿机的工作原理是加热空气，然后将其吹过冷盘管。机组内部有小型制冷系统，将热能从冷盘管转移到暖盘管。将除湿机视为封闭系统空调，通常来自室外冷凝器(热)盘管的热空气直接输送到通常用于室内蒸发器(冷)盘管的进气口。
如果没有别的，你会浪费能源，因为除湿机消耗的能量为房子提供了热量，然后辐射冷却系统必须去除这些热量。在正常的强制空气空调系统中，作为冷却过程的副产品，你可以“免费”除湿。运行单独的除湿机不需要额外的能源。
运行除湿器也不能帮助你解决辐射板外部的冷凝问题。在典型的华盛顿夏季气候中，室外空气的露点会相当高。这意味着即使你的辐射板的外部是绝缘的，你仍然可以让绝缘的外部变得足够冷，降到露点以下。一旦周围空气的表面降到露点以下，表面就会凝结。
阁楼潮湿的表面容易滋生霉菌。如果你有足够的冷凝水，水就会开始聚集和流动，现在你可以开始在墙上发霉(以及其他任何有水的地方)，如果有足够的水产生，甚至可能出现干墙或结构腐烂的问题。
我认为这样的系统存在很多风险，这就是我不建议尝试的原因。另一个问题是你可能会找到一个价格合理的制冷机足够小的尺寸。我一直在专业地使用冷却器，它们通常用于大型冷却系统(大型办公楼，商场等地方)和过程冷却系统(冷却模具以使注塑成型的塑料部件定型，例如)。像你的房子需要的个位数吨位的冷却器没有很多选择。我见过的唯一非常小的冷却器是用于特殊用途的，往往比类似容量(以吨计)的空调贵得多。
比尔
关于风险的观点。
我不打算用专用的除湿机。我在想的是用一个简短的强制空气冷却系统来处理潜在负荷和一些敏感负荷，然后用每个房间的线圈来微调温度。
我想建一条从地下室到顶楼的管道。在地下室会有一个空气处理器，它有一个循环冷却盘管，接收来自同一个为辐射回路服务的冷却器的冷水。我会把它调到比平时更除湿。
只是随便说说数字，假设我的冷却负荷是2.5吨。我可以在强制空气系统里放1吨。这需要400cfm。在下午6点，我需要2/3平方英尺的管道，或8 × 12。我想我可以把它溜进从地下室到顶楼的追逐中。
每个区域将有一个组合恒温器/湿度调节器。如果加湿器在呼叫，它就会激活后备箱鼓风机。它还可以阻止恒温器在冷却时发出呼叫。如果恒温器要求冷却，而没有加湿器，那么冷水将被馈送到辐射回路。
我可能得把露点保持得比平时低我得研究它对能量的影响。
要“调整”机组以进行更多的除湿，您可以降低线圈上的气流，或者降低线圈的温度。通常你需要降低盘管温度，在你的情况下，与通常使用的冷水机组水温较高，你会有困难运行除湿盘管在同一冷水机组作为辐射系统。你也许可以用一个变型的回火阀使它工作，但我认为你会有很多麻烦来调整它。
我认为，要想让这一切正常工作，所花费的成本要比安装传统的辐射加热和强制空气冷却系统要多。如果你想在被动冷却系统中使用一些地源“冷冻”水，我会在你的空气处理机中放置一个循环线圈，在常规制冷剂系统的a盘管之前。使用一个调制鼓风机，这样你的大部分冷却是由水循环线圈处理，与a线圈启动任何额外的冷却和所有你的除湿需要。循环线圈可能不足以满足您所有的除湿需求，但它将有助于合理的冷却。当运行A盘管进行除湿时，您将需要切断水力线圈，以获得除湿目的的疯狂效率。
比尔
澄清一下，当我说“地源”时，我指的是闭环水对水热泵。这里的地下水太热，不能作为有效的冷却介质。我没那么疯狂!
我前面链接到的文章中描述了该控件。冷水机在除湿盘管所需的温度下运行，水在进入天花板回路之前进行混合，以使其保持在露点以上，就像辐射回路中的温水通常通过混合来缓和一样。
摘录:
这是同样的管道，可以用来控制提供给辐射板电路加热的热水的温度。唯一的区别是用于调节混合阀的控制逻辑。对于冷却，它将是前面讨论过的露点控制。对于加热，它将是室外复位控制，其中，随着室外温度的降低，供应给面板的水温升高。
那么，拥有一个包含两种控制算法的电子控制器不是很有意义吗?这将使同样的面板在冬天提供出色的热舒适，在夏天提供合理的冷却。这个概念如图4所示。
因为必须避免冷凝，所以辐射板只能提供合理的冷却(例如，降低空气的干球温度)。适当的系统设计还必须解决潜在冷却(例如，降低空气的水分含量)。潜在的冷却负荷只能通过一个设备来处理，该设备允许在其内部形成冷凝，并适当地处理该冷凝物。大多数系统为此目的使用一个或多个配备冷水盘管和滴漏盘的空气处理器。通过空气处理机的风量通常由空间的通风负荷决定。
图5显示了这种空气处理程序的概念。它包括一个热回收装置，清除一些排气流的冷却效果，并用它来预先处理进入的通风空气。该组件还包括一个多管排冷水盘管，可以非常有效地对通过它的空气进行除湿。目标是将供给空间的空气干燥，使其能够从空间中吸收足够的水分，以保持舒适的相对湿度。
图5中空气处理机的冷却能力(和除湿率)由通过盘管的冷冻水流量控制。在这种情况下，流量由变速循环器调节，该循环器响应控制器，测量供气气流的相对湿度，并将其与设定值(如50%)进行比较。控制器输出与驱动环行器的速度控制器兼容的信号。当相对湿度开始高于设定值时，循环器加速以增加线圈的容量，反之亦然。
空气处理系统也可用于冬季通风。在寒冷的气候条件下，可以用来加热冬季进入的通风空气的冷却回路需要防冻液保护。
显然，你可以使用60华氏度左右的电源温度。如果你能保证所有冷元素周围55%的相对湿度，你就不会得到冷凝(但你可能会得到霉菌)。
除湿成本在很大程度上取决于空气密封和其他湿源。它可以是如此之小，从它的废热不是一个太大的问题。即使是导管式的小裂口也需要它。
如果你不想在每个房间都使用风机盘管，你可以使用中央、管道风机盘管除湿和辐射的组合(每个房间都有自己的供应温度)。查看商业DOAS系统。
这就是我所纠结的微积分:为了防止凝结，水温必须高于房子的露点。水温越高，这就越容易实现。然而，水温越高，冷却效果越差。
制冷量是由水温和室温之间的差给出的。如果房间温度是75度，水温度是60度，就是15度。如果水是45度，δ是30度，是原来的两倍，你的辐射回路在60度时有两倍的冷却能力。这意味着你的线圈需要两倍大。我的计算是，水在50线圈需要40%的天花板面积。将温度提高到60度意味着它需要67%的面积。在某一点上，你会遇到一个实际的极限因为你不能真正使用100%的上限。某些房间的冷负荷相对于天花板面积可能会很高。
另一方面，将露点保持在60以下比保持在45以下容易得多，我想说，一个DP为60的房子将被认为是有空调的。
问题是，是否存在一个最佳平衡点，使相互竞争的力量得以平衡。
关于如何加热和冷却水，有几个问题，所以这是我的想法。
我在地源热泵和空气源热泵中选择制冷的，另外加天然气锅炉供热的。
我想有单独的加热和冷却设备。我想让家庭热水从供暖系统的间接盘管中流出，这将在冷却季节发生。其次，在加热过程中可能会要求除湿，我希望允许这种情况发生。
有几个小吨位的水-水热泵可用于地源应用。我认为Chilltrix是空气源的最佳选择。燃气锅炉很容易得到。
如果我使用地源热泵，我会考虑将一个的输出输入到另一个的输入中，这样当冷却时产生热水时，能量就会被回收。