我的实验是:将3台混合式热泵热水器串联起来,为超级绝热住宅供暖。
我打算用35加仑的Rheem hpwh来给我的房子供暖。房子大,不过是R50-R70的外壳。我在阿拉斯加的费尔班克斯建造了一些超级绝缘的房子,5万英热单位已经足够了,所以我希望1 -2万英热单位可以在密歇根州(特拉弗斯城)工作。
HP BTU/hr是3×4200 w/备份电3×5000 = 27,600 BTU,但我认为15k或更少可以处理大多数日子的加热。
位置:大型地下杂物间。将空调空气导入HRV管道,提供免费夏季空调。
我可能会让热水通过一个双盘管水箱,并使用该水箱和我的平板作为散热器/存储。家庭热将来自一个线圈,我稍后将连接太阳能热。
我以前没有见过这个设置,但我想要以下:
*易于安装
*廉价、商品化的产品,很容易被取代。
*安装/更换不需要经销商/持牌水管工
*事实上的支持:如果一个单元失败了,我并不是100%失败。
*可扩展,成本低。
我想把这个愚蠢的想法发布在这里,看看专家们是怎么想的。
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回复
热泵只是把热量传递出去。在你的例子中,热量从哪里来?从一个没有绝缘的地下房间周围的泥土?
将三个热水器并联(或串联)。考虑HPWH的占空比,而不是空气转水热泵(例如,Chiltrix或Arctic)。
地下(有泥土遮蔽的)杂物间。最后,里面还会有桑拿房。我还会给那个房间注入太阳能热。我不关心周围/位置的可用btu。
超级隔热地下室的地板是一个非常糟糕的热交换器,用来从土壤中吸收热量。如果你把平板隔热,情况会更糟。
如果你只是把太阳能热输送到房间里,只是为了把它储存在热泵热水器里,你是在浪费步骤和能量。太阳能热能可以很好地将热量储存在低压绝缘罐中。
我强烈建议你至少在这个问题上做一下数学计算。这看起来就像你在捣毁一个鲁布·戈德堡的精巧装置,试图违反一些相当基本的热力学定律。物理定律是自我执行的。
你提议的装置类似于水平地热循环,只是建在房子下面。因为这是一个房子,你的限制稍微严格一些,因为你不能冻结地基周围的土地。根据你的土壤类型和4英尺的深度,你可能会看到3到5 BTU/平方英尺。你需要一个非常大的杂物间来获得15000k btu。再多的热泵魔法也无法让你摆脱这个事实。
有一些低温管道高压水电厂会从外面带走空气,但由于他们没有蒸汽喷射压缩机,一旦温度降至30华氏度以下,冬季的热量输出就会迅速下降。
你所能希望的最好的方法是在平季用热泵为房子供暖,在真正的冬天用木头、煤气或电(电阻或低温迷你分离器)供暖。
Akos, Dana:谢谢你周到的回复。我不明白你评论的第一部分。我从空气中吸收热量。具体细节尚未公布。还有一个外部被动加热的空气源进入房间。它不是超级绝缘的。等。
我得到的热量通过平板加热房子。作为补充,我有另一个存储太阳能热的罐子(基本上是将btus泵进房间),加热房子的热泵循环将通过额外罐子中的热交换器,所以一般来说,理论是:1)从太阳能热中获得热量,如果这还不够,热泵就会开始,如果这还不够,电阻元件就会开始。如果2000立方英尺的杂物间的空气温度保持在40到80华氏度之间,鲁布·戈德堡的装置就不能工作了,有什么原因吗?
但你说到了重要的一点,也是我在这里发帖的原因之一。我很难找到热泵压缩机本身的细节。AO Smith声称他们在较低的温度下工作,但没有细节,甚至没有btu/小时的数字。
由于这些棘手的问题可能会被一个接一个地撬开,我还应该提一下我有一个10kw的太阳能电池阵列和净计量,所以一年中有2-3个月使用电阻似乎不是我关心的问题。
杂物间里的热量肯定来自某个地方,也就是地面。
你提出的设置是一个地源地热,但不是通过直接接触地球回路得到良好的传热,而是通过空气耦合。这使得传热效率更低。此外,因为你不会下到8英尺或10英尺深,土壤温度会更低,所以你得到的热量更少。
你会发现,如果你开始长时间运行这些15kbtu的热泵,除非空间很大(想想地下车库的大小),空气温度会下降得很快。
在一所房子的无空调地下室的热泵热水器工作得很好,因为他们不需要提取那么多的能量。一般情况下,热水器的平均供电量为1500btu。大约65%将来自太空,其余来自运行热泵的电力,所以你从太空中消耗了不到1000btu。这比你提议的要少得多。
如果你有一个10kw的阵列,考虑所有这些复杂的成本,买一个不错的寒冷气候迷你分裂。更好的是,把太阳能热的成本加进去,再买几个额外的光伏电池板。这种额外的光伏能量将产生比热板更多的热量。
我知道和你的想法相比,这听起来很无聊。说到房子,无聊是好事。
最近(前一两天)有另一个类似的想法。这是行不通的。热泵并不“制造”热量——它们只是从其他地方吸取热量。在常规热泵热水器的情况下,热量是从地下室的空气中清除的。当你把热量从地下室抽出来时,空气变得更冷(热量更少),最终你会达到一个空气太冷以至于热泵无法有效运行的点。对于带有室外盘管的普通空气源热泵,这个“太冷”的点是你开始不得不使用辅助热源而不是热泵本身的点。
正如戴娜所建议的,我还认为你会发现你无法通过厚板将足够的热量输送到地下室来实现你的想法。我认为你最好把地下室隔离起来,以限制热量损失,并安装一个带室外线圈的常规空气源热泵。如果你想使用地热,你可以使用地源热泵。
达纳最近还提到,在另一个线程,热泵热水器,有一个室外线圈。这可能对你想要做的事情有用,但我仍然认为你的想法对你想要完成的事情来说过于复杂了。
比尔
西风7号,我知道热泵是怎么工作的。我没有提到试图把厚板加热到地下室。不可能的或计划中的这只是一个与房子分开的杂物间,热量来自地面和室外空气(预空调)。
我看过桑登小组。我喜欢它。它会工作。但我想要实现的目标在我最初的帖子中列出了,而这些单位(所有单位)都不符合这些标准。
然而,虽然我可以很容易地计算出我需要多少btu,但我不清楚根据压缩机类型(没有数据),温度变化(没有数据),以及在我的设置中通过空气/地面的可用btu传输(不知道如何),我在现实中可以得到多少btu。
我不认为有任何问题,我可以供应我的家庭热水(但我仍在研究空间供暖的潜力)。请看Sanden vs Rheem的精彩报道:https://energy350.com/wp-content/uploads/2018/11/FortisBC-Heat-Pump-Water-Heater-Presentation-Slides-7.18.2018.pdf
如果热水器提供刷新率,您可能能够得到一个近距离估计有多少btu可以通过压缩机。如果你知道单位时间能得到多少加仑,你也知道你提高了多少水的温度,你就能计算出有多少btu在这么短的时间内加热了那么多水。也许能帮你找到你需要的信息。
通过地面传输BTU是很棘手的。你可以根据热差和表面积来算出来,但是地面并不是一个无限的热源,所以你的热传递会随着时间的推移而减缓我不知道有多慢。实际上,这是一个相互影响的问题。地源热泵的人已经处理过这个问题了,所以你可以从那些人那里得到一些信息。
当尝试使用超出原始设计意图的东西时,总是很棘手。我曾经做过这样的尝试,试图在冬天利用数据中心空调的余热为相邻的办公空间供暖。
比尔