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社区和问答

液体循环加热的面板拉德

WPmichael|发布工业制品

我有一个蒸汽供暖系统,锅炉是旧的,而不是更换锅炉。我正在考虑一个水循环系统使用面板散热器代替底板单位。

有人在家里安装了它们吗?你对面板散热器有什么看法?您使用这些散热器的经验(好或坏)是什么?似乎有两个最大的品牌是Buderus和Biasi,还有其他的品牌我应该考虑吗?欢迎对面板散热器的质量、效率等提出任何意见。

谢谢提前
迈克

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  1. 专家成员
    Dana多赛特||# 1

    Myson有不错的质量价值定价面板rad。其他几个不同的价格点和外观(Runtal, Pensotti,只是举几个例子)。

    QHT已经放弃了Biasi品牌的rad,现在称其为EcoStyle品牌,但他们保留了Biasi品牌的锅炉名称。

    低mas双金属或铝对流散热器(流行于亚洲和东欧)也可以是一个很好的价值,如果热质量不需要抑制化石燃烧锅炉或液体循环热泵的短循环。

    所有的辐射解决方案都是从一个房间的热负荷计算开始的,然后是关于水温的决定(更低=更高的效率,但更多的散热器),微分区,热源,所有这些都必须协同工作。

    面板拉德和双金属拉德具有相当线性和可预测的响应,即使是90F-100F的水温,这是在寒冷到非常冷的气候条件下,从空气源液体循环热泵和可逆冷却器中获得良好效率(甚至足够的容量)所需要的。化石燃烧器锅炉不需要这么低——尽管燃烧效率从140华氏度下降到120华氏度有了巨大的改善,进一步的增量收益从120华氏度下降到110华氏度,但任何低于110华氏度的东西只会产生非常有限的收益。

    我现在的家没有面板雷达,但当我住在NL的时候,我有一个公寓,在一个大观景窗下面的大面板散热器里有120华氏度的水,这很好!我的房子是用来加热125华氏度的水的,在不同的区域有不同的散热器,包括辐射地板、水力空气和(根据温度适当大小)铸铁散热器和铸铁踢脚板,这在建筑上更适合20世纪20年代的平房。

  2. WPmichael||#2

    谢谢你的信息,丹娜,都是发人深省的事。我注意到BTU输出与水温度的差异,从180华氏度到140华氏度几乎使BTU输出减半(EcoStyle Rads)

  3. 专家成员
    Dana多赛特||# 3

    当从180华氏度下降到140华氏度时,输出的一半一般是真实的跨大范围的热发射器类型,包括翅片管底板和水-空气盘管,例如:

    https://www.slantfin.com/images/stories/Technical-Literature/ratings_fineline30_r.pdf

    ...以及铸铁杆(见第2页的nomograph):

    http://www.columbiaheatingsupply.com/page_images/Sizing%20Cast%20Iron%20Radiator%20Heating%20Capacity%20Guide.pdf

    你会注意到,当温度从140华氏度下降到120华氏度时,会发生另一种粗略的减半。所以用120华氏度的水传递热量所需要的散热器是用180华氏度的水的4倍。

    辐射的成本为什么大多数老派的水循环系统被设计(如果设计,而不是黑客)能够传递180F的水的热量,但也有1.5-2倍的尺寸因子。但由于原有的超大尺寸因素和更新的空气密封、窗户和空气密封,这些遗留的辐射系统中的大多数可以用小于140华氏度的水舒适地加热房子。

    因为你正在更换系统,并且在这个地方有一个加热历史,你就可以运行一个基于燃料使用的热负荷计算,计算总辐射要求和锅炉尺寸,使用蒸汽锅炉作为测量仪器。蒸汽系统的分配和备用损失是很大的,特别是当一些管道位于外墙时。当在使用锅炉作为测量仪器的蒸汽系统上运行燃料与热负荷的对比时,将最终负荷数字折减25-30%,以反映低温系统所需的负荷。看到的:

    //m.etiketa4.com/blogs/dept/guest-blogs/out-old-new

    当你这样做的时候,估计每个散热器的等效直接辐射(EDR)平方英尺,以及总数。(散热器文档链接,见上图。)你可能已经有足够的散热器(需要重新安装热水管道),用140华氏度的水在99%的室外温度下加热这个地方。如果真是这样的话,清理蒸汽锅炉并重新铺设管道可能是最环保的做法。如果他们有散热器盖和/或漆成银色或青铜色,他们需要揭开并重新油漆(任何非金属颜色)作为一个低温散热器。

    在1918年的流感大流行之后,公共卫生官员认为大量的通风可以防止大量的流感传播,供暖系统被设计成可以在严冬打开窗户的情况下加热(!)。当窗户关闭时,它们的体积是负荷的3倍,有时是4倍,即使在只有单窗格窗户的无隔热建筑中也是如此。
    这当然导致了大量的过热不适感问题。将蒸汽散热器涂成金属色可以减少约15-20%的热量输出,这在某些情况下足以解决热闪光不适问题,但在许多情况下还不够,这催生了一个散热器盖翻新行业,以减少散热器的对流传热。这一趋势持续了整个20世纪20年代,但在20世纪30年代及之后开始后退,尽管2 -3倍的蒸汽系统仍然比正常尺寸的蒸汽更常见,特别是在绝缘变得普遍之后。

    许多这些有意过大的蒸汽系统在当前设计负荷下,当排放240BTU/hr /平方英尺EDR时,这意味着当转换为低温度水循环时,它们通常可以用125华氏度- 130华氏度的水覆盖峰值空间加热负荷,这仍然在冷凝区,用于调节冷凝锅炉,并可以在平均冬季负荷期间在冷凝范围内运行水的温度。

  4. WPmichael||# 4

    很棒的信息和一段有趣的历史。

    冷凝式热水锅炉似乎因为+90%的效率而很受欢迎。看看说明书,一旦水温超过130华氏度,你就会失去这些效率。如果我用180华氏度的水给拉德,使用这些类型的锅炉是没有意义的吗?

  5. 专家成员
    Dana多赛特||# 5

    如果你在室外零下10华氏度的时候需要180华氏度的散热器,你仍然只需要约140华氏度的水,当室外35-40华氏度的时候开始达到90%的效率。大多数调节式冷凝锅炉都有一个可编程的“室外复位曲线”,以便锅炉输出温度调整到必要的最小值以跟上。

    锅炉的入水温度对燃烧效率是最关键的。如果系统没有过度泵送,当锅炉输出设定值为140华氏度时,你会得到125-130华氏度的水从拉德返回。

    在热负荷和散热器EDR的链接中运行餐巾数学,然后返回报告。即使在设计条件下,几乎没有供暖系统(即使是经过改造的蒸汽散热器)真正需要180华氏度的水。

    有了大体积(=大质量)的散热器,通常有足够的热质量能够在微区,而没有太多的风险,锅炉短循环进入低效率或早期坟墓。关于这些问题的更多信息可以在这里找到:

    //m.etiketa4.com/blogs/dept/guest-blogs/sizing-modulating-condensing-boiler

  6. WPmichael||# 6

    好的,我会的。根据这个图表,纽约怀特普莱恩斯的室外设计温度是华氏12度,对吗?

    https://www.captiveaire.com/CATALOGCONTENT/FANS/SUP_MPU/doc/Winter_Summer_Design_Temps_US.pdf

  7. WPmichael||# 7

    我用Slant Fin Ipad应用程序计算了每个房间的热负荷。并计算了现有蒸汽拉德的BTU。见附件表格。

    文件格式
  8. 专家成员
    Dana多赛特||# 8

    White Plains 99%的外部设计温度在本文档中估计为+12华氏度:

    https://articles.extension.org/sites/default/files/7.%20Outdoor_Design_Conditions_508.pdf

    SlantFin工具往往比实际情况高出15-25%,这可能太保守了,但它能给你一个正确的大概。

    该电子表格不包含计算“BTU -散热器”的公式。这些数字到底意味着什么?这仅仅是蒸汽的EDR' x 240 BTU/hr吗?(看起来是这样,但并没有输入到电子表格中。)

    看起来你有134' EDR和(填充)负荷27575 BTU/小时,这是一个比率27575 /134 = 206 BTU/小时每英尺EDR,这将需要~195F的平均水温(AWT)在+12华氏度。如果我们假设SlantFin工具高估了20%(可能是这样),那么EDR将更接近165 BTU/hr /英尺,这可以在170-175F AWT下实现,而实际负载更接近22,000 BTU/hr

    假设使用的室内设计温度是68华氏度,室外设计温度是12华氏度,你有68F -12F = 56华氏度加热。负载与温差的线性近似斜率为22,000/56F= 393 BTU/小时,低于68F每度。在冬季平均温度~35华氏度(见:https://weatherspark.com/m/24859/1/Average-Weather-in-January-in-White-Plains-New-York-United-States#Sections-Temperature),那么你将在68F-35F = 33F的加热度,平均仲冬负荷为393 x 33F = 12,969 BTU/小时。

    对于134' EDR,每EDR'的比率为12,969/134= 97 BTU/hr,其AWT可达到145F,这与冷凝区非常接近。当外面的温度达到40多度时,你肯定会处于冷凝区,而从季节性平均性能来看,如果有合理的复位曲线,你可能会达到90多度。

    运行一个燃料使用负载计算来检查SlantFin工具。你可能会感到惊喜。无论负荷是什么,如果房子还没有经历一轮鼓风机门和红外引导空气密封,它通常可以有效地降低相当多的成本。如果地基没有保温,将地下室的r墙提高到当前的最低标准(R10连续保温,用于韦斯特切斯特县,美国4A区),通常会减少10-25%的整个房子的供暖负荷,这将允许你进一步降低水温。在花费12-2万美元购买一个液体循环冷凝加热系统之前,首先要尽可能多地摘下建筑外围结构末端的低垂果实。

    在蒸汽系统上,燃料使用负荷计算通常会比实际情况高,原因有很多。待机和分配损失很高,由于窗户处的空气温度较高,位于窗户附近的散热器的高温提高了实际负荷,而由锅炉烟道的大气吸入驱动的24/7寄生渗透也值几个百分点。如果燃料使用calc与SlantFin工具的数据完全一致,那么它实际上比温度较低的系统高出25%或更多。但不管怎样,还是要通过计算来确定上限。

    (编辑添加)

    如果散热器被涂成银色,则EDR从240 BTU/hr / foot下降到190 BTU/hr / foot,这意味着散热器只能输出~25,728 BTU/hr,低于SlantFin工具计算的负载。它们是涂成银色的吗?如果是,当外面12华氏度(或更低)时,他们会保持房间温暖吗?

  9. WPmichael||# 9

    谢谢Dana,我目前的系统是蒸汽,所以我认为CI拉德的输出是正确的。是的,12华氏度的时候房子还很暖和,但当它降到个位数的时候,我几乎不能把房子保持在62华氏度。锅炉关闭最多5分钟,然后重新启动。过去的4个冬天,我们的气温都降到了0度,只是最近天气突然变冷。

    你付出了大量的时间和知识。最后一个问题,如果我研究热水系统的面板辐射热它在实践中是如何测量的。例如,1楼有6拉德。

    本网站概述了不同的水管工选择,在现场最常用的是串联,单流等。我看到过一些公式,例如1/2“pex, 2 GPM,温度δ 20度,可以提供20000 BTU,足够大约2 - 3 rad基于每个房间的热负荷。如果您能在管道设计方面提供一些建议,我将非常感激。

    https://highperformancehvac.com/boiler-water-loops/

  10. 专家成员
    Dana多赛特||# 10

    2gpm的流速非常接近每小时1000磅。BTU是使一磅水升高1华氏度所需要的热量,所以是的,2gpm x 20F = 20,000 BTU/hr。在半英寸的PEX或铜中,2gpm甚至4gpm的流量,它不需要很多泵,散热器的泵扬程比管道或典型冷凝锅炉中的热交换器要少。低质量锅炉的最低流量要求可能无法达到2gpm,但当锅炉和辐射有明显不同的流量要求时,有接近锅炉的管道修复。

    一个关键的事情是正确的辐射大小与被加热房间的热负荷的比例,以实现合理的房间与房间的温度平衡和区域与区域的水温要求。看看你的电子表格,看起来你现有的负载/EDR比率范围从略低于100 BTU/EDR的客厅到略高于200 BTU/EDR的卧室。如果用面板拉德替换它们,尽量做得更好。

    许多面板散热器在串联的数量上有限制,3个左右,但运行平行回路和手动调节球阀或截止阀的流量平衡是可以的。许多面板拉德有可调节的内部旁路管道调整房间间的温度平衡。注意,如果设计为20F的delta-T,循环上的第一个rad将比循环上的最后一个rad有更温暖的水,所以沿路径减少一点负载/散热器比可以使平衡相当好,即使没有调整散热器。

    大多数面板散热器的规格将列出输出在两个或两个以上的温度,通常是180F和140F。如果你设计的辐射提供设计日热在140华氏度或稍低,你将能够在冷凝区几乎所有的时间,以90年代中期的效率。更大的面板也会提供更高的舒适度,因为它比更小、温度更高的散热器提高了房间表面的平均辐射温度(MRT)。请看以下简短规格中的散热器输出与温度图表:

    http://www.mysoncomfort.com/static_files/int/media/downloads/myson_radiator_brochure_2015-06-05.pdf

    http://www.qhtinc.com/wp/wp-content/uploads/2017/03/ECO-and-Compact-Lit.pdf

    如果设计一个液体循环热泵,它通常需要110华氏度或更低的水在设计条件下,以达到空气对空气热泵的季节平均效率,这最终是大量的散热器,在你的大小的热负荷面板拉德做它。通常采用辐射地板和天花板,以帮助降低水的温度要求。

  11. WPmichael||# 11

    你给我提供了很多信息,发人深省。谢谢你花时间回复我的帖子。

  12. 专家成员
    Dana多赛特||# 12

    另一件事要记住的冷凝锅炉,特别是在多区系统,它有足够的辐射在每个区域,能够排放最小火灾BTU/小时的锅炉输出。更好的方法是选择一个锅炉,它的最小燃烧速率远远低于设计条件负荷的一半,并远远低于冬季平均负荷,这样它就可以调节长时间运行,几乎连续的燃烧,而不是循环开/关。有了良好的户外重置曲线,有可能把它降到每天少于10次的燃烧。这种操作模式同时产生了最稳定的室温,和尽可能低的燃料消耗,利用每一个边际的冷凝效率,它可以得到,而且更少的点火周期,维护问题更低。

    更多关于调浆冷凝锅炉的信息请点击这里:

    //m.etiketa4.com/blogs/dept/guest-blogs/sizing-modulating-condensing-boiler

    在25,000 BTU/hr的设计负载范围内,理想情况下,你希望最小火力输出小于25,000/4 = 6250 BTU/hr,如果可以的话。大多数锅炉的最小燃速都比6250 BTU/hr高得多,但也有一些最小燃速输出低于8000 BTY/hr的锅炉可供选择。最小火灾输出约1/4的设计负荷,它仍然可以长时间几乎连续的燃烧,而不必被迫循环,每当它低于55华氏度左右的室外。一个最小火灾输出量为20,000 BTU/hr的锅炉,当温度超过25华氏度左右(比1月份的平均室外温度还要低)时就必须循环。调节锅炉的尺寸过大,以至于它很少或从来没有调节,有点违背了目的,剥夺了你的效率和舒适。

  13. 安德鲁·贝特||# 13

    我房子的二楼有两个面板散热器。他们被喂热水从我的地源热泵(地热)。

    到目前为止,我做过的最热的水,当外面是零下4度的时候,大约有133度。这需要……一段时间。

    我在水泵控制器上把二楼的区域设为优先级,它会先得到热水。幸运的是,这是一间客房,很少使用,所以通常我会把它的恒温器调回。(我们使用Taco混合阀对家里其余的每个辐射板泵进行室外复位。)

    我附上的照片是那个楼层的第二个面板散热器。它和恒温器在同一个管汇上,但是我们用这个恒温器操作器来微调它的输出。

    一个大容量低压喷雾器被用来油漆这些散热器,以匹配墙壁和装饰的颜色。

    约翰·西根塞勒(John Siegenthaler)为我的房子设计的最初设计也在一楼安装了面板散热器。我认为从工程的角度来看,这很棒;在另一位家庭成员身上,工程学输给了美学。

    总之,我认为他们工作得很好。

  14. WPmichael||# 14

    丹娜,这是方程的另一个参数。我是一名机械工程师,但现在从事IT工作。所以这些话题并不完全陌生,但那是几十年前的事了,没有实际经验。我已经抽出时间对整个房子进行了热负荷计算。

    1楼29700
    2号楼18500
    9100年完成阁楼

    总计57200

    作为一个健康检查,这听起来像是20世纪20年代2x4结构的房子的热负荷,最近纤维素绝缘材料被炸了。窗户是大型5.5' x 2.5'双层彩釉玻璃铝框架。金属比塑料更能传导热量,每层有9扇窗户。房屋占地面积为45' X 20'。近60K BTU看起来合理吗?

    关于最小火力输出,所以57200/4 = 14300。我应该找一个能在这个范围内获得最小失火率的锅炉?

    我还注意到许多mod-con锅炉往往是80K或105K BTU单位。80K机组的净(I=B=R)容量为62K BTU。大概是房子的BTU,这是一个合适的锅炉吗?

    PS: Andrew,谢谢你的评论和照片。

  15. 专家成员
    Dana多赛特||# 15

    如果房子的面积在3000英尺以上,那么57-60K +12F的负荷对于一个绝缘的2x4框架房屋来说可能是合适的。

    对于1800英尺的房子,带联合国绝缘900英尺的地下室和450英尺的绝缘完工阁楼,更可能的负荷是低于40000 btuh /r @ +12华氏度,可能在30度左右(这与你们的辐射EDR估算值一致)。加上空气密封和地下室隔热层,大概是二十多岁。SlantFin工具得出了27,575 BTU/hr,字面上是你计算数字的一半,而且该工具始终高估现实,从不低于50%!

    你的负荷计算或者EDR估计有严重问题。57,200/134' EDR= 427 BTU/小时每平方英尺现有散热器,而rad只能提供240 BTU/小时每'EDR。这意味着用现有的散热器,房子只能在32华氏度或更高的温度下加热到70华氏度。

    基于燃料使用的负载计算会给它一个固定的上限,所以运行这些数字!

    //m.etiketa4.com/

    只有当锅炉和相当一部分的配电管道位于保温墙的另一侧时,使用IBR输出能力对锅炉进行分级才有效。如果是在地下室,地下室天花板/一楼托梁没有绝缘,使用DOE输出。空气密封和地下室墙壁隔热仍然是有意义的,但在2.5层的房子+全地下室,总热负荷减少的百分比将小于2000英尺的2000英尺的地下室,在基础上1.5-2英尺以上的暴露。

  16. WPmichael||# 16

    你眼光真好,斜鳍应用只有第一个房间的外部设计温度是12华氏度。其余的房间默认为0,我没有发现。我用的室内设计温度是70度。我没有使用阁楼的斜翅app,墙壁是倾斜的,散热器计算到9100,我认为更好的估计是5000。现在的数字是:

    1楼24700
    2号楼12898
    阁楼5000

    总计42598

    我认为大窗户(5.5' X 2.5')增加了负荷,超出了你的预期。

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