在威斯康星州“被动太阳能”房屋中获得零二氧化碳，辐射热
你好，
对于如何减少农村住宅的化石燃料供暖，我将感激您的想法和建议。我将描述它，当前的问题和资产。我愿意花一点钱来实现零二氧化碳排放，但不想破产或参与大规模的重建。我对这一切都很陌生，所以很抱歉我的长篇大论和我的专业知识的缺乏。
今年秋天，我在威斯康辛州的农村买了一套所谓的被动式太阳能住宅，作为度假屋(主要在夏天使用)。它始建于1983年，之后进行了扩建和翻修，是一座朝南的土墙房子，上层有大量的玻璃。总共大约1900平方英尺。在冬天阳光充足的时候，室内温度很容易从早上的60多度上升到下午的78度。这里很舒适，房子也很漂亮。我喜欢它，但现实是它并不像需要的那样是被动的或太阳能的。
问题：直接看着玻璃窗的热储存很少;阳光照在白色瓷砖（...）和硬木地板上覆盖的窗户座椅上。此外，在气候区6a中，冬季阳光灿烂的日子不保证，室外室内温度差异可以为80°F。绝缘是可以的，但不像你想要的那么多;前任老板告诉我屋顶绝缘（新，纤维素）在R-35处，有些托梁是可见的。即使在阳光灿烂的日子，房子在日落之后很快就很酷。窗户是双层玻璃，但在黑暗之后仍然很冷。显而易见的是，以前的主人依靠木炉加热房子（这是令人钦佩的工作）。当我们不在那里时，这不是一个选择。
资产:1)较新的，也许是6年前的?，采用循环辐射热，由Lochinvar Cadet CDNo40无罐低压锅炉(http://www.lochinvar.com/_linefiles/CDN-04.pdf)，输出功率为9-37 MBH;2)一个小型分离式空调/热泵，已经用了好几年了，我不能告诉你它的型号/容量，用遥控器控制，最低温度设置为63F。3) 7千瓦光伏阵列(单独安装)，2月份平均15千瓦时/天(3千瓦时/天剩余;在那段时间里，我在家里待了一个星期)。
没有一个家庭，主要热源是辐射热量，我认为使用的平均是〜20 mbh（当它运行时，它运行全倾斜），基于LP罐燃油电荷。我使用巢恒温器来控制两个区域，并在严格的时间表中每次都有每一个，在下午6:30增加62°F，然后在半夜下降到57f（午夜为较小的封闭区，较大的午睡区域加热大部分房子的区域）。我在这里没有特别地考虑的想法是我希望早上的寒冷，以防是阳光灿烂的日子。如果是阳光灿烂的日子，在晚上捕捉到62F的温度下降应该是完美的。我现在已经到了这个时间表几个星期几个星期，它比简单地将热量设置为60;如果它很冷，而不是阳光明媚，巢将开始在下午开始预热主要区域并在57F辍学之前运行它。当它已经晴朗时，那么热量可能不会踢到晚上7点或晚上8点。恒温器是较低的水平，因此在下午有几个差异和午后的上层，在夜晚的夜间差别较小。
锅炉的出水温度设为145F。我把温度调到了115华氏度。希望我及时发现了这个，以免PEX受到伤害……
与电动效用（Alliant）的合同是用于平行一代。他们从我那里购买了第二米的费用。不幸的是，合同即将到来，所以他们不再支付我的价格.25 / kWh;目前尚不清楚他们是否会把我放到净计量或低于他们向我收取的价格（目前$ .126千瓦时，包括可选的可再生能源附加费）。我可以继续向他们销售，或简单地重新装入抵消使用情况，避免第二米的11-美元12美元/月。
获得零二氧化碳加热将是艰难的，但这些是我急剧减少的想法。我应该注意我是一名软件工程师，今年有大部分夏天下班，所以我可以轻松地让家“聪明”：
1.在窗户上安装蜂窝遮阳板，临时安装一些发动机，以便在晚上自动关闭。我认为它们是目前最大的热量损失来源。
2.增加阁楼中的绝缘，并注意通风堆栈周围的差距等（我还没有耗时）。
3.弄清楚如何控制热泵，让它在傍晚时分启动。我不确定热泵的室外运行温度范围是多少，我怀疑它是否能自行承担采暖负荷。今年1月的寒流有几天低至零下25华氏度，尽管这是不正常的。微分裂在上层，所以它也不能轻易地将热量传递到下层。
4.取一个带有内部热交换器的热水器水箱，通过热交换器将主输入线路连接到锅炉，对水进行预热。我可以购买并安装太阳能收集器来在白天加热水箱，或者只是把它变成一个电热水器(然后可能扩大一下光伏阵列);看起来电动/光伏比太阳能更简单，也更灵活。无论哪种方式，这个想法都是控制热水器在白天运行，然后在晚上排出热量，本质上就像一个储水箱。在这种情况下，锅炉仍然需要运行，但它可以自动将燃烧降低到9K BTU。将一个100加仑的油箱从60华氏度提高到115华氏度，相当于约45K BTU的储存量。
现在的辐射热系统完全依赖于电气，所以有可能会抛弃我的愚蠢的想法(4)，只是用重型电动无罐锅炉替换Cadet LP锅炉。
(房子里的热水器是由一个独立的低压无水箱锅炉提供的，令人沮丧的是，它与辐射热机械壁橱的位置完全不同。)
非常感谢任何想法和产品建议。我很好地花了一点钱来达到碳足迹，但目前无法开始大规模改造。
答案
你的辐射水的温度是多少？
你的99%室外设计温度是多少?(有邮政编码吗?)
有输出额定值为-13F的可逆制冷机(如Chiltrix, Arctic)，具有低温辐射，在你的季节平均温度下，它们的效率可以达到电锅炉的2.5-4倍。
https://www.chiltrix.com/documents/
https://www.arcticheatpumps.com/?gclid=eaiaiqobchmiu8au9yam4qivrlynch3bsqz_eaayasaaegk4wvd_bwe.
使用落地恒温器和室温控制平板温度，冷酷气候迷你分裂可能会在一年中大部分时间做正确的事情。通过没有提高平板温度太高，只是为了让房子温暖在黎明前的时间，使板坯的热质量更多的温度范围与太阳能提升开始斜坡时，限制过冲的温度量。
如果主要是用Lochinvar(而不是小分裂)加热，你可能有足够的数据来估计99%的热负荷使用以下方法:
//m.etiketa4.com/article/out-with-the-old-in-with-the-d.
代码，
首先，你的名字是什么？（我是马丁。）
忘掉你的供暖系统的改变吧。你需要的是风机门导向的空气密封，加上一些纤维素添加到现有的阁楼绝缘(当然是在空气密封工作完成后)。
如果你这样做，即使你没有加热系统，你的房子也很可能永远不会冻结。
嗨Martin＆Dana，
我是乔恩。该房子是麦迪逊，威斯康星州麦迪逊（Richland Centre）（53581）的一小时。在极端情况下，我认为热负荷是40K BTU的比特，基于今年冬季的恒温器设置下方的3-4度垂度。但我认为负担通常在晚上的30-40K BTU系列中。
戴娜，带缓冲罐的北极热泵和我想象的差不多。用辐射散热是不好的，但从长远来看，或许有意义的是把目前的热泵(主要用于夏季的空调)换成一个低温的，可以运行风扇盘管的夏季空调和空气-水系统的冬季供暖。
马丁，我听到了你。我将在下次举办一项鼓风机门测试，我在那里我。门和主要窗户看不到太泄漏，但有一些次要的窗扇我对阁楼和阁楼里的通风堆栈。您认为安全的恒温器温度是多少？我一直保守，并将其保持在最低57，因为一些管道在房子的较冷区。
乔恩
乔恩,
和你一样，我对恒温器的设置也比较保守，尤其是当你知道你的一些管道很脆弱的时候。
无论您的房子是否可以通过冬季温度“海岸”，无需热量取决于大量因素，以及经验。新的被动房屋建筑常规地冻结所有冬季，没有任何热量。房屋更紧，越容易保护管道。您不想要的是避风泄漏附近的管道管道（例如，在Drofty地下室或爬行空间，靠近户外空气的故障垫片）。
>“在极端情况下，我认为热负荷是40k BTU的比特，基于今年冬天的时间下降到-25F时的3-4度垂度。但我认为负载通常在30-40K中BTU范围在晚上。“
麦迪逊的第99个百分位温度箱为-6F，该温度的负荷是启动设计考虑的地方，而不是最近的极地涡旋事件或其他东西期间的一些峰值低。运行基于燃料使用的负载号以获得句柄。由于高增益房屋，由于偏移的太阳能收益，峰值负荷会出现峰值负荷，但它至少在地上持紧股权，而不是“... 30-40K BTU范围...”。
手册-J型热负荷计算在您的情况下可能比基于燃料使用的数字更准确，但基于燃料使用的负载数仍然是一个相关标记。
Chiltrix或Arctic可逆冷水机可以通过风扇盘管(安装在墙上或地板上)运行热水或冷冻水，但为了获得最佳的加热效率，你希望水温低于风扇盘管的舒适温度。
墙壁壁挂式迷你分裂可能会有更好的爆炸/降压。像Fujitsu - 15RLS3H这样的单一1.25吨，适用于16,000 BTU / HR @ -15F，如果在我所在地区的竞争竞标，则会花费大约4千万美元。在较低级别安装它，因为您已经有一个用于上层的热泵。与氢化水电输出冷却器不同，基本上没有设计工作来实现效率。通过冷却器进入地板的水温制造或破坏加热效率。在您的-6f外部设计温度下，北极热泵的COP效率是一个令人漂亮的2.5，但下降到115F下降到2，而15 rls3h仍然超过2.5该室外温度的最大容量（18,500 BTU / HR），如果在少于该输出水平的情况下调制更高。
这就是控制冷却器的板临时但控制房间温度与寒冷气候mini-split最终被更有效率——可以使用低水临时工如果仅保持板几个度高于临时房间。它还允许您关闭板热管理太阳能收益黎明前几个小时。通过对潜在的冷却负荷更好的管理，只使用微型分裂器而不是冷却器的冷却也会更有效和舒适。
通过调制热泵，如散对的迷你分体式与氢气地板一起工作，它是一个“设置并且忘记”的东西 - 迷你分裂将根据太阳能增益的数量来调制/下降，非常运行零件负荷高效率。如果选择用于使其成为地板的地板的冷却器解决方案，它允许它在最低可能的水温下运行以获得最大效率。板坯的热质量通常/通常足以使调节冷却器像胆固素一样短循环，尽管刮刀仍然需要缓冲罐。
但首先使用燃料使用方法在99％的装载号上获取手柄。
经过1 - 2月44天的时间，我的低压油箱又加了209.5加仑。209.5加仑应该等于1920万BTU，平均436K BTU/天或18.2万BTU/小时。这并不可怕，但很明显，在这个时间框架内，太阳能获得了收益，209.5加仑的LP也产生了大约1.3吨的二氧化碳，这是发人深省的。
所以，关于30-40K BTU的热负荷估计，虽然它不是精确的，但我认为它是准确的，我会列出我的理由。Lochinvar锅炉是一种冷凝模型，效率等级为94%，最大输出37K BTU。我没有观察到太多/任何短周期的骑行。鸟巢的主要区域是安装在整个1月和报告在运行446小时(59%的月)和2月289小时(43%——大约是一个星期在2月和使用木制火炉,加上我懂得控制,这是一个有点暖月)。所以，我知道锅炉很大足以在需要的时候满足供热负荷它的最大输出是37K BTU，或者我可以估计一半的时间都在加热;不管怎样，30-40K BTU范围似乎是基于事实的和准确的，如果不是精确的。
目前的热泵迷你分体存在一些问题。最大的一个是控制，因为它只有一个遥控器，最低加热温度为63F。我得想办法用可编程恒温器控制它。另一个问题是，它在楼上，不是什么真正需要供暖的地方。这是个开空调的好地方，但不适合取暖。最后，我怀疑这是一个低温度模型;我认为这是一款普通的Carrier，可能至少有5年的历史了(外面有些生锈了)。不过，如果我能解决控制问题，它可能可以处理足够的热负荷，真正减少我的LP使用。
我也没有问题拨到辐射热量下降到95f。那很聪明。
因此，在下冬季的“短期”中，它听起来像寻址热量损失（密封+更多阁楼绝缘+色调），并获得迷你分裂的控制是最大的东西。然后我可以在整个冬季测量，评估迷你分裂/辐射电气/ LP混合。在另一个〜5年中，安装一个新的热泵系统可能有意义，更好地能够处理加热和冷却。
谢谢你们两个的详细回复。
“经过1 - 2月44天的时间，我的低压油箱又加了209.5加仑。209.5加仑应该等于1920万BTU，平均436K BTU/天或18.2万BTU/小时。”
18.2K是时间段的平均负载，而不是峰值负荷，而不是第99百分位温度箱的负载。
该时段的平均负载是无用的，用于计算负载在-6F（第99百分位数箱）或-25F或任何其他温度而不知道该时段的情况。（或者也许户外温度停留在整天和整个周期整个周期的整个周期稳定摇滚？:-)）
在处理调制锅炉时，Nest数据同样无用，因为燃烧速率是未知的。Nest只能跟踪供热需求的持续时间和工作周期，在供热需求期间，它完全不知道燃烧器的状态。如果它是一个单一点火率的开关锅炉而不是一个modcon，那么与室外空气温度相关的占空比可以让你到达那里。
如果Lochinvar在室外的重置控制下运行，它会在混合中加入另一个错误因素，因为燃烧效率随回水温度和燃烧速率而变化。仅仅因为它在AFUE测试中测试了94%并不意味着它在你的系统中的效率，在你的温度和发射速率下。
阅读文章，在设计温度外的99％载重量的情况下进行数学数学：
//m.etiketa4.com/article/out-with-the-old-in-with-the-d.
对于基于燃料/电力使用的时间段使用辅助木材或迷你分流加热，即使迷你分裂不是子计量的，也可以进行一些校正，即使迷你分裂不是子计量的，电源账单和户外利用了他微型分裂的时期的温度。
时间:1/15-2/28
209.7加仑LP x 91600转换= 19,208,520 btu
60F度天：1983.2
65F度天：2208.2
99%设计温度:-6F
60F°-day负荷:(19,208,520/1983.2)/24)* (60 - -6)= 26,635 BTU/hr
65F°-day负荷:(19,208,520/2208.2)/24)* (65 - -6)= 25,733 BTU/hr
然而，几个问题：
1）在此时间框架中存在一周，其中我存在，木炉提供了大部分热量，因此低估了上面计算的热负荷。所以，我应该抛出那个时间段的学位天，或者通过融合因子乘以多年的日子（说，15％，随着那一周的热量跑了一下）？这可能让我在原始估计的30k-40k btu范围内。
2）这种方法是否适用于我想要提供平均基线温度的情况（与舒适性相比）？当我不在那里时，我只关心房子，没有保守的安全保证金。当房子占用时，木炉提供舒适。
锅炉在它的显示器上有一个小火焰图标，以显示它调制了多少。虽然你是对的，我没有数据，但有趣的是，我从未见过它全速前进。
>"I’ve had this schedule in place for a few weeks now and it’s been better than simply having the heat set to 60; if it’s cold and not sunny, the Nest will start preheating the primary zone in the afternoon and run it until the 57F dropoff."
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>“60F度天：1983.2
> 65华氏度天:2208.2
如果你想让室内平均温度保持在60华氏度，你可能应该使用55F的基础温度，然后增加5-10度的加热温度，以达到最低室内温度68F的负荷。
你还使用了丙烷的源燃料能量含量，而不是锅炉的净输出，进入供暖系统的水。如果您运行的输出水温度始终低于120F，您可以使用94%的铭牌效率。如果持续超过140F，则使用87%。如果介于两者之间，那就是90%。
做数学，但（在我的前咖啡因处做出数学的数学）它将使用基地55F在35-37kBtu / HR大约35-37kbtu /小时，并为68F室内温度投射几度。
是的，你必须对木材的使用量和木材炉子的效率进行修正。45-50K的负载甚至可能是真实的，但是在您在它上运行实际的Manual-J之前，假设它是~40K。(在购买任何设备之前，都要对其进行真正的负载计算。)
单个15rls3h将覆盖大约一半的@ -6f out / 70f。假设95f水输出运行辐射车间的调制钳子可逆冷却器将是良好的约15,000 btu / hr。（https://www.chiltrix.com/chiller-technology.html.）添加另外15rls3h，您可以使用边缘。
>“当我不在那里时，我只关心房子，没有保守的安全保证金。”
富士通的mini-split有一个“MINIMUM HEAT”模式，使它成为一个不可调节的~50F的室内设定值，精确适用于这样的应用。在50华氏度的室内温度下，它们在低温时也有更大的容量。你可以用迷你劈板加热，当你不在那里的时候，忘记辐射地板，用Lochinvar把板子提升到某个温度，达到你想要的舒适程度，或者作为它达到零下25华氏度时的“万福玛利亚”备份，节省了Chiltrix的前期成本。
编辑：哎呀，看起来达娜打败了我的拳打！
“2）是这种方法，适用于我想要提供平均基线温度的情况（与舒适性相比）？当我不在那里时，我只关心房子，当我不在那里，具有保守的安全保证金。木炉当房子占用时提供舒适度。“
达纳可以澄清，但我的理解是HDD基础温度应等于您的平衡点温度。您的平衡点温度是户外温度，通过您的建筑信封的热量损失等于内部来源（电器，尸体等）和太阳的平均热量。如果恒温器设定值较低或内部收益或太阳能收益较高，则平衡点温度会降低。
Dana的方法基于您的余额点温度在60 f至65 f范围内的假设。这是一个典型的房屋的典雅范围，带有恒温器舒适的恒温器（例如，68 f ish）。如果在燃料使用测量期间，您的恒温器较低，则应使用较低的硬盘基质温度。如果您的设定值为58 f，则可以使用50 f和55 f作为硬盘基极温度而不是60 f和65 f。
你好乔恩-
到目前为止，我没有在交易中看到这一点:众所周知，挫折策略很难与被动式太阳能策略协调/控制。辐射是缓慢的，而太阳的吸收却是迅速的。我同意Dana的观点;保留辐射热管理，当你在那里是“大脑”背后的控制。
而我的好朋友罗伯特·豆想要我添加：不要因为没有管理室内湿度而拒绝辐射冷却。https://www.healthyheating.com/biographies/bean.htm.
彼得
谢谢你,彼得。热泵的FCU位于上层，无法将大量热量输送到下层的机械/管道系统;我现在也不能很好地控制它。所以辐射热是我现在唯一的选择。
我在这里看到了一些关于将辐射与被动太阳能相匹配的问题的帖子。我同意!当我把恒温器设定到一个特定的温度，比如60华氏度，我必然会让炉子在日出时运转，在太阳到达山顶之前，在我想让它处于最低点的时候，把热量放到平板上。有了新的恒温器，我已经设定了一个时间表，在凌晨2点停止温度(62 -> 57)。我确信时间表需要一些微调，但这是一个很大的改进，因为我现在早上没有热运行。
由于无法考虑太阳能增益，巢的学习功能对我的情况无价值。我将首选更便宜的WiFi可编程恒温器，但恒温器没有C导线，巢可以与涓流充电相处，而我在那里没有太多时间。
乔恩，我在你的地区作为一个年度门票持有人，以及我在塔山州立公园在您所在地区的河流山谷的声音中写的故事。您可以在2016年在GBA上阅读我的博客，并在网上看着我。一旦你完成了鼓风机门测试，我会喜欢帮助你看一些问题。
嗨,保罗!塔山的砖炉做得真棒。我大概离你从阿普尔顿到APT的路线只有一两英里。整个夏天我都在，所以，是的，我们应该安排一个合适的时间让你在演出前过来。至少，我可以让你帮我弄清楚光伏阵列，是否需要增加更多的面板。
既然你知道魔鬼湖，如果你知道我房子的前主人兼建筑商乔尔·G (Joel G)，我也不会感到惊讶。他于2013年死于癌症，是索克县的董事会成员。
Dana，Kevin - 感谢您对设定点的澄清。我会重新运行数字。和达娜，谢谢你对富士通和奇特里斯的指针。Chiltrix很有趣，因为他们声称他们可以在同一压缩机上运行室内单位的任何组合。拥有几个FCU和水性处理器是理想的。如果我可以用阴影，更多的绝缘和密封剪热负荷，那么我可能在单独的寒冷触发距离中，特别是与带备用加热元件的缓冲箱配对。
我认为您不太可能在雪叶的撞击距离内获得设计热量负载，特别是如果在90-95F的水速度达到较低的容量。您可能会将其达到5吨北极的范围，但这将具有更高的系统成本和更低的效率。随着空气线圈和90F水，温龙罐的风冷使得与迷你分体式的温暖输出相比，它使其在中高范围内的温暖空气输出相比。具有更高的临时水，您可以快速耗尽容量。
具有高质量辐射，如辐射板，您将不需要带有Chiltrix的缓冲箱，而不是您需要一个带有CDN040锅炉的锅炉。
如果您愿意为温暖的板坯的奢侈品支付更多，则只有一个理由。电动锅炉便宜。1.25吨迷你分裂比在任何氢化热泵周围构建系统更有效，便宜。
使用缓冲罐和足够大的加热元件，您将重新创建电热水器或高批量电锅炉（但以更高的价格），这将使用2.5-3倍的电力作为相同的迷你分割热量。向辐射系统添加复杂性也增加了成本。在竞争激烈的招标中，两个富士通15 rls3h将在我的邻居中运行大约7500-7800美元（单身将运行约4k），并将在-15f内部提供超过18,000 btu / hr每个@ -6f，每个@ -6f，每个btu / hr在-15f在内部/ 70f内（内部50f）。一对它们在70°F室内温度作为CDN040的热量出现。
将一个迷你分开较低的水平，另一个楼上会覆盖它。CDN040可以用10-12kWh电动锅炉替换为Hail Mary Backup Heat，以达到相同输出容量的硬件约为1500美元。从地板恒温器中运行电锅炉，让迷你分裂控制房间温度，而木头杆熄灭是比用电锅炉卷起平板热量的更有效。
缓冲罐能让你在白天储存一些热量，晚上释放出来。这充分利用了白天电力更便宜(通过光伏阵列)的可能性，以及由于室外空气更温暖，热泵运行效率更高的可能性。它也容忍在辐射系统和热泵之间的流量不匹配。Chiltrix的缓冲罐看起来不太吸引人，但Heat-Flo制作了一些纸面上看起来还不错的储罐(https://www.heat-flo.com/products/multi-energy-tanks.）。
当然，富士通看起来也不错。我现在太无知了，不能对一个热泵和另一个热泵有什么看法。
但是，我想避免的是有多个冷凝器。我有一个现有的线进入房子，电力，一个放置它的地方等。有两个户外单位将是一种痛苦。
此外，也可以大大减少你的窗户的热量损失:http://www.energywisemfg.com/
>“我想避免的是，有多个冷凝器。”
你在说你主动想要一个有一个失败的系统吗？
富士通(fujitus)在美国寒冷气候下的运行记录相当不错，但没有什么是完美的。
在Chiltrix或北极水动力泵上几乎没有轨道记录。
最大的寒冷气候单位富士通是一个3吨。最多四个XXRLS3头可以沿Aou36RLXFZH冷气候多区域压缩机（在空调模式下只有一个电容器），但-15f的最大输出为22,110 btu / hr（其〜10kbtu / hr小于一对单区15rls3h），它通常更昂贵。这只是一个户外单位，但只有〜6000 btu / hr更多的容量-15f比单个15rls3h更多。
三菱拥有3.5吨和4吨的冷气候多股，容量更大。3.5吨的MXZ-5C42NAHZ在-13F(略多于一对15RLS3H)的33,800 BTU/hr是好的。我不确定这4吨能送多少，但我猜大概是35-36K @ -13F，在你的-6F
设计温度将对CDN040的输出相当。就像富士通一样，Mitsubishis有一个模式，可以将其设置为50f室内用于冻结保护。但是，当室外温度传感器超出范围（可像-18F的温暖时）时，三菱单位将在一些温度下关闭。当它温热至-13F时，自动打开。如果你不在那里踩踏木炉，那么可能在极地漩涡干扰冷鲷期间可能无法为你工作。但它确实有能力。
与寒冷的气候迷你分配不同，Chiltrix没有PAN加热器和相关的控制，用于自动管理除霜冰块超过几周的冷天气使用。我不相信北极单位也有这些功能。（在北极单位上没有太多的在线技术信息。）如果您有偶尔检查冰塞的锅排水管并可手动清除刀片，则可能是必要的，甚至可以安装热带以打开，以便长时间安装它需要融化任何积累。缺乏自动除霜ICE管理对于远程操作并不是那么伟大，在冬季死亡的时候将其留在一周或更长时间。
一个10-12千瓦的电锅炉没有这个问题，但是消耗更多的电力。