编者按:这是一个一系列的客座博客,里德鲍德温对建造他的房子在林登,密歇根。你可以阅读他的整个博客在这里。

这篇文章地址两部分的暖通空调系统,供暖和空调。通风将在另一篇文章。

在密歇根,大多数人安装天然气压力炉和空调。那些愿意把钱花在高级系统考虑地板辐射供暖。然而,高度绝缘的房子有一些区别典型的房屋,可以改变什么类型的加热和冷却系统是合适的。

房屋采取隔热和气密性极端,比如那些满足被动式住宅标准,通常与不同类型的加热和冷却系统,例如一个或两个无管minisplit热泵。绝缘,这房子属于典型的房屋和被动式住宅房屋之间的中间地带。所以,这不是明显的系统是否应该像典型的房屋,如被动式住宅房屋,或一些其他的选择。(好吧,也许这将是明显的比我少的人倾向深思这些事情。)

高度绝缘的房子有供热需求远低于典型的房屋。他们为什么不只用小版本的相同类型的系统,典型的房屋使用?主流的暖通空调设备制造商不要企图高度绝缘的房子市场服务。设备尺寸的范围提供了基于典型住宅供暖负荷。事实上,大多数设备安装在典型的房子远超大号的。

分发热量更容易在一个高度绝缘的房子,因为热量并不像迅速逃离。打开一些可能性。然而,温暖的地板上的感觉,很多人喜欢地板辐射供暖不会如此明显的在一个高度绝缘的房子。

零能耗住宅感兴趣的人更喜欢全电动系统,可由光伏电池板。具有讽刺意味的是,花更多的高效设备不太可能偿还在低负荷。花了额外的钱绝缘的人可能想要收回一些,通过加热和冷却设备上花费更少。

第一步:计算负载

任何类型的设备,第一步是计算设计加热和冷却负荷。热负荷包括热了穿墙、窗户、天花板等也由于传导和热损失由于漏风和强制通风。我的位置,设计热负荷计算的室外温度7°F。尽管温度会比这更冷,很少长时间保持比这更冷。

设计热负荷忽略了各种内部热太阳能获得透过窗户,使用壁炉,电器,和人。这些热量增加,房子的热质量和内容,保持内部温度,当外界温度低于设计温度。同时,加热设备通常是大小至少大于设计热负荷。

设计热负荷出来34000英热单位/小时。设计冷负荷,计算88°F的室外温度,出来18000英热单位/小时。设计冷负荷确实包含了一些内部收益。

我认为第一个选项是地源热泵技术(有时称为地热热泵)。通过燃烧燃料,而不是创建热热泵移动热量已经存在。移动一个Btu的热量从一个寒冷的地方,一个温暖的地方需要能量,但如果温差足够小,它需要不到一个Btu的能量。

地源热泵技术的优点是热被从地面,理论上来说,是一个常数,温和的温度。提取热量从地面通过流体流经埋管。在夏天,同样的过程是用来提供空调热转移到地面。不幸的是,传热从坚实的基础并不是很有效。很多油管必须埋足够的热量转移,而变得昂贵。即便如此,管附近的泥土的温度不恒定时由于热量提取。我劝阻了很多文章在绿色建筑顾问发现额外的地源热泵技术效率相对于现代空气源热泵是不值得的额外成本。

minisplit呢?

我认为,带我去下一个选择:minisplit热泵。这些将热量从外部空气。传统上,空气源热泵在寒冷气候,因为失宠的能力和效率下降当室外温度变得更低。然而,技术进步已经使他们一个实用的寒冷气候的选择。无管minisplit提供了条件直接向房间空气通过导管与吹气。这可以提高效率,但是需要墙上设备提出了一个审美问题。

另一个问题是如何从这些单位热量分布到其他房间。一个导管minisplit可以几个房间虽然小管网络。用管道输送单位放弃一点效率,但提高热量分布。一件事喜欢minisplits超绝热房屋的建造者是他们在小容量,低至6000英热单位/小时。他们用电代替天然气,这是伟大的,如果你想使用光伏面板实现零。然而,在密歇根,电力是昂贵得多比天然气。

一个相关的选项是一个空气水热泵,等Chiltrix系统。而minisplit依赖制冷剂室外单元和室内单元之间的线,一个空气水热泵保留所有室外单元内的制冷剂。热量被水室内和室外单元之间传输线路。这使得较小的室内单元。除了这种区别,空气水热泵的优缺点是类似于minisplit热泵。

燃料成本作出决定

最终,燃料价格比较让我相信,天然气比电动解决方案解决方案更有意义。一些建筑商低负荷的房屋利用天然气价格相对较低的空间供暖和生活热水系统安装一个组合(有时称为combi-system)。生活热水是由一个高效的天然气热水器,如HTP凤凰轻型。热水循环通过线圈加热液体循环加热的空气处理程序提供空间。然而,试图让本地承包商报价并安装一个combi-system证明是困难的。

最后,我决定在传统天然气炉。最小的规模,大多数公司提供在大多数模型,包括调制模型,是60000英热单位/小时。(一个例外是加拿大公司Dettson销售调制炉从15000英热单位/小时。我最终排除这个选项由于不熟悉当地承包商。)然而,一些可用两级高效炉输入功率40000英热单位/小时。输出能力低的舞台上是25000英热单位/小时和39000英热单位/小时高阶段,这是一个好房子的热负荷相匹配。空调机组可用最小是1.5吨,这是一个很好的匹配的冷负荷。

英国人说美国人可以指望做正确的事情,但只有在他们用尽了一切。我想我愿意采用传统的解决方案,但只有在我已经排除了其他的可能性。

供应和返回管道运行

他们已经选定了一个中央压力炉、空调、管道需要安装空气分散于整个房子。传统的方法是将供应寄存器在地板上在每个窗口。然而,对于low-heating-load房屋,文章从国家可再生能源实验室,美国能源部,“能源之星”推荐一个紧凑的管道系统。在一个紧凑的管道系统,供应寄存器坐落在内墙空气吹在天花板上。

我们努力把这种哲学运用到我们的房子遇到了一个问题:我们有相对较少的内墙。我走的房子空调承包商讨论管道布置,我得知我们有可用的墙我认为更少。他解释说,墙壁与地板龙骨不可以从下面,所以他们不适合导管。我希望我理解这些约束设计平面图的时候。在大多数情况下,我们以寄存器窗口下结束。

我们选设置三个地区:一楼,二楼,地下室。然而,一些房间在一楼二楼区域的一部分。这将使区域的供热负荷接近相等。办公室将会从窗口太阳辐射热获得相同的时候,主卧室在二楼,所以让他们在同一个区域,尽管他们在不同的楼层。