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建筑科学

超大型微型裂热泵系统

如果不知道适当的加热和冷却负荷,您可能会失去可变容量HVAC系统的好处

可变容量微型裂热泵可以下降到低容量时,负荷较低。这样就可以把它们变大吗?

最近,我为密歇根州的一位房主做了一次咨询。他有座60年的老房子锅炉而辐射供暖系统也成为了一种负担。水循环分配系统的管道刚刚发生了第七次泄漏自从他搬进来了。要修补漏水,就得把厨房翻个底朝天,所以他在寻找其他解决办法。

一种可能是采用全无导管微型裂热泵。一位暖通空调承包商提议为他2100平方英尺的房子设计7套室内单元。这是一栋四居室的房子——每间卧室都有一个无管道单元,楼下还有三个。小裂口的大小可能是合适的,但这只是偶然的。承包商没有做,甚至没有提议做负荷计算。

你能把一个小裂缝弄大一点吗?

这就引出了本文的重点。很多人似乎认为,你不必担心超大尺寸的微型裂热泵,无论是无管道或管道,因为这些系统有可变容量。他们认为,当负荷较低时,制热或制冷输出会下降,所以安装一个太大的机组是可以的。

但这是真的吗?不!这是为什么。迷你裂缝的容量确实会随着负载的变化而下降,但它们不会一直下降到零。有个底,他们不肯往下走。

理解关机比

例如,三菱FS06壁挂式无管道机组的额定制冷量为6000英热单位降低到每小时1700 BTU的最低容量。这一比例为28% (1700 ÷ 6000)。如果你把这个装置放在一个每小时负荷为1500 BTU的房间里,它几乎100%的时间都在冷却模式下运行。

使用微型裂缝的最大优点之一是其可变容量。如果你过度使用它们,你就会完全失去这种优势。6000 BTU每小时的微型裂缝在一个1500 BTU每小时的冷却负荷的房间里根本不像它有可变容量,因为它总是以最低容量运行。

所以,是的,你绝对可以超大的迷你裂。当你这样做的时候,你最终会得到一些相同的东西你从尺寸过大中得到的问题传统系统:舒适性问题,湿度控制差,循环时间短,浪费金钱。

当一个承包商提出在一个2100平方英尺的土地上建造7套室内无管道单元时。如果不进行负荷计算,系统有接近100%的可能性会过大。但是这个问题也会发生在需要计算负荷的新房子上。你必须看看任何微型裂热泵的规格,并投入一个将充分利用可变容量。

_________________________________________________________________________

Allison贝尔斯他是乔治亚州亚特兰大的演说家、作家、建筑科学顾问,也是能源先锋的创始人。他也是能源先锋博客,是写书.你可以在推特上关注他@EnergyVanguard

18岁的评论

  1. Northernbuilt||# 1

    如果系统主要用于非常寒冷气候下的加热负荷,那么空气源热泵的冷却负荷会有问题吗?在我居住的地区,设计温度为-23华氏度,我们一年中至少有7个月需要一些热量,但偶尔仍需要降温。

    1. charlie_sullivan||#2

      我的想法是,一个有几个独立压缩机的系统比一个有多个头的压缩机要好,因为你可以关闭所有的系统,只有一个系统,可能会为整个房子提供足够的冷却。

    2. AndyKosick||# 6

      向北转弯绝对是关键。根据NEEP数据库,我在选择热泵时关心的2个数字是最大加热@ 5F和最小冷却@ 82F。最大通常高于额定输出。事实上,数据库实际显示的加热开关为最高5华氏度/最低47华氏度。对于FS06, 8700和1600的比例为5.4,见链接。冷却的最小值通常比加热的略高。

      https://ashp.neep.org/ !/产品/ 34394

      我的目标总是尽量满足加热负荷,同时在冷却负荷下获得最小的冷却,这在某些情况下可能很难。在我看来,即使有一个激进的手动J,使用额定输出风险过大的整体舒适性在这里,热/冷却比至少为2/1。我很好奇艾莉森是怎么想的。

      我们真正需要的寒冷气候制造商是:
      ——低落! !
      -用于超薄管道头的电阻线圈
      -更好的重新加热控制。

      因为我确信有我不理解的工程限制,线圈和控制是一种廉价的方式,可以让单个系统在可变的最佳点上调整大小,然后在一端接收-30F的日子,在另一端充当dehu,但能量损失很小。

      我的咆哮到此结束。任何想法吗?

      1. U_value||# 12

        我住在气候区4A,我喜欢将最小冷却HVAC输出调整到最大冷却需求以下的方法。因此,在一个最大冷却需求为1.5吨的系统上,28%的降温比,当室外空气温度为~45度时,最大加热输出为5吨,恰好在大多数住宅热泵的最高温度附近。当然,这取决于热泵和性能曲线。如前所述,如果供热需求超过60kbtu(5吨),则需要备用供热。

        我想这取决于正在安装的系统,但我想知道如果这种策略正在实施,AHU风扇是否会在冷却需求得到满足时关闭?我知道富士通也有这样的情况,最终他们能够调整系统,使他们的1吨单位现在可以达到30个SEER。他们的无导管头保持风扇运行在一个非常低的速度,能够继续感知空气温度等。

        然而,对于许多将中央系统转换为逆变器驱动的空气源热泵的人来说,一旦冷却需求得到满足,最低阶段最终会关闭空气处理机组吗?

        我要指出的是,对于这种“处于最大冷却需求下的低阶段HVAC系统冷却输出”,理论上可以产生一些非常有效的冷却输出,因为冷凝器和蒸发器的表面积相对于压缩机功率非常大。冷却侧基本上是作为一个单级系统运行的,但它可以用单级HVAC系统舒适地冷却一个家庭。

  2. jackofalltrades777||# 3

    他的公寓面积为2100平方英尺(约合457平方米),有7套室内单元。“四居室的房子”是疯狂的。我为一个1900平方英尺的房子,3间卧室的房子做了一个Manual J,他们把它调整为两个无管道迷你。我还为一个3300平方英尺,4间卧室的房子做了一个Manual J,他们把它调整为4个无管道迷你。都是1吨的单位。这是气候区4B。对于这样一个大小的房子来说,七个单元似乎是完全多余的,除非它的地板到天花板的玻璃隔热性能很差。在这里,每台安装大约是3000美元到4000美元(三菱),所以如果有7台,根据成本,这将是高达2.1万美元到2.8万美元。

  3. BirchwoodBill||# 4

    我认为这个教训是你真的需要做热量平衡,也就是建筑的手动j。你可以超大的锅炉,迷你分体式,熔炉或交流。你还必须注意热源的调制边缘,特别是PGH。二是要注意潜在负荷,即湿度。明尼苏达州的天气是可以忍受的,如果你能去除潮湿。

  4. AndyKosick||# 5

    对不起,艾莉森,我不得不吹毛求疵。你说了一个拒绝比例和百分比,觉得这里应该很清楚,因为拒绝是如此重要,尤其是在北方。

    对于你所说的情况,拒绝比率将是3.57(暗示为1)。NEEP数据库就是这样描述它们的,我认为重要的是我们都说同一种语言。我将进一步阐述这一点,这也是对Randy Williams的回应。

    1. maine_tyler||# 7

      是的,我觉得28%让人困惑,因为它说的是最小输出是额定的28%。所以越低越好。100%的翻转意味着0的实际翻转。这似乎是倒退了。

      我现在已经能想象到那种令人困惑的推销词了:“是的,这个可爱的宝贝有90%的拒绝,而这只老鸟只有可怜的10%。”

  5. Jon_R||# 8

    人们需要小心区分400%的大尺寸和40%的大尺寸。后者收效甚微,甚至可能是有益的。

    我希望看到数据(相对于通常含糊的“情况会很糟糕”)显示哪些不太理想的情况更糟糕:

    A)卧室里超大尺寸的无导管逆变器迷你隔断
    B)在闭门的卧室里没有加热/冷却源

    >更多Turndown!!!!
    违反直觉,但这往往会降低舒适度和效率。我们已经有太多的“ASHP营销规格正在破坏现实世界的性能”。

    我们真正需要的
    最重要的是:“在所有工作点都有良好的SHR(潜在性能)”。
    此外:良好的低滞后恒温器,因此即使当设备必须循环时,温度也可以严格控制。

    1. AndyKosick||# 10

      乔恩

      你问题的答案是:

      C)管道系统适当地平衡各个房间

      在最初的热情之后,我发现无导管头在住宅场景中的用途有限。艾利森的阳光房可能是个例外。一个单独的开放空间,具有独特而重要的负载配置。

      降压从来不需要成为一种营销规范,只是设计师用来观察单个系统可以完成全部工作的东西。

      我同意潜在是关键。如果一个单一的热泵系统可以覆盖它就好了。我将再次强调控制。这些迷你机上的硬件是有能力的,但控制过于复杂,同时也完全不够。

  6. 专家成员
    彼得·恩格尔||# 9

    我想看看数据显示哪些不太理想的情况更糟糕:
    >a)卧室里超大尺寸的无导管逆变器迷你分离器
    >b)闭门卧室没有暖气/冷气源

    很难提供数据,因为“更糟”可以有很多定义。在你的场景中,最重要的假设似乎是卧室门关闭的时间和频率。显然,人们希望卧室里有隐私。在一些房子里,门会一直关着。在另一些情况下,完全没有。在100%关闭的情况下,对于选项a,最坏的情况可能是浪费钱,最多是100%的设备投资。可能没有太多的能量损失,可能是湿度控制不好。最坏的情况,选项b)温度控制较差。如果卧室和房子的其他部分之间没有明显的绝缘,而外部有大量的绝缘,舒适可能不是一个太大的问题。当然,选项b)也不符合大多数司法管辖区的规范。

    但为什么只有这些选择呢?你为什么不考虑导管微裂系统?这些似乎正在上升到许多设计师的工具箱的顶端,以合理的成本和良好的整体性能来解决闭门卧室空调问题。它还有一个好处,就是对习惯于为所有东西安装全管道系统的暖通空调技术人员更加熟悉。

    1. Jon_R||# 11

      我想看看数据,看看这些不太理想的情况中哪一种更糟糕
      很难提供数据,因为“更糟”可以有很多定义

      同意,把结论留给用户。但我们现在大多处于“无数据”时期。只是有很多对过度肥胖的妖魔化,并辅以偶尔挑选的轶事或类比。

      以“尺寸过大将缩短设备寿命”为例。哪里有证据证明更少的压缩机工作时间不会增加寿命?它似乎适合我20年的超大压缩机。如果规模过大确实会缩短寿命,这是“谁在乎1%”还是“几个月后就会失败?”如果没有这样的数据,我会忽略这一说法。

      如果被迫过于普遍,适当大小的管道是一个合理的选择。但举个例子:两间卧室有很多窗户,一间朝东,一间朝西(也就是说,负荷比例变化很大)。没有自动分区。使用导管,预计不适会超过两个独立但超大的单元。这又回到了“给我看看数据,让我决定哪个更糟糕”。

      在另一些地方,一点也不……最坏的情况……可能……到……可能不会太多……可能……最坏的情况……

      完全正确。这也回到了“提供数据,这样人们就可以确定”。这并不容易,但却是我们所需要的。理想情况下,制造商应该提供足够完整的规格,以便所有设备都可以建模。但我们通常甚至无法获得“50%负载下的SHR”。

  7. 删除||# 13

    “删除”

  8. PBP1||# 14

    谢谢你,贝尔斯博士,上周我去拜访了我的朋友贝尔斯博士,他们的乌索尼亚宝石有玻璃毗邻木材(在北部地区)。正如所有提到的,热负荷数字?没有什么能比得上一个合适大小的热泵。在5b区,有28.6 kBTU热量2100平方英尺,三个管道头。热负荷计算(要求HERS)显得准确,并与公用事业账单一致。我现场填补了一些空气泄漏,做了适当的过滤器选择(类型和大小)和绝缘空气处理器。热泵处理-15华氏度(夜间低)到超过100华氏度(白天高)就可以了。安装人员说,他们通常使用略低于计算热负荷的额定值。如果尺寸太小,简单的调整可以改善ACH50、过滤器选择和线路/处理器绝缘。

  9. sprockkets||# 15

    举个例子,我的公寓只需要12k的制冷设备,我有点满意。然而,当它达到- 20F时,我的70k炉是连续运行的(大多数时间它在低阶段是50k,当它只有20左右的时候,这是完美的)。如果我没有管道,我至少需要2个36k单位,只是为了保暖。但在零下20度时,它们的产能将下降66%左右。
    我不能完全信任房主,但你能做的就是问问他们,他们的系统运行得如何。当然,做一个热计算。但是随着迷你分割的输出和它们在负温度下的效率,你最好在大多数时间里调整尺寸,然后在需要的地方使用直接的电加热来弥补差异。见鬼,不管怎样,你都应该把它作为备份。

  10. 用户- 6997503||# 16

    嗨,佳佳,

    我们最近买了一套带有富士通(Fujitsu)系统的房子:4个无导管迷你分流头和一个室外单元。房子是两层,1500平方尺(一楼850平方尺,二楼650平方尺)。楼上有两间卧室,每间都有7000英热单位的容量;一层为开放式设计,有一个15,000 BTU的头和一个7,000 BTU的头;室外机额定超低温为36,000 BTU。

    我觉得这些装置可能太大了,因为我们似乎遇到了短周期的问题。我的想法是,我可以关掉一楼的7000英热单位(BTU)的头部,以及二楼7000英热单位(BTU)的一个头部(我们不怎么使用第二间卧室,我们让二楼的门开着)。关闭两个头部会对整个系统造成损害吗?

    非常感谢你能给我的任何建议。我想喜欢这个系统,但到目前为止我们还不太满意……

  11. dirkgently||# 17

    我非常尊重作者,但我在这篇文章中迷失了。案例研究是更换密歇根州的一个加热源,但随后讨论转向制冷能力。嗯?
    我找到这篇文章时,试图帮助一个朋友理解他最近的报价完全更换了他的供暖系统与迷你plits。我旁听了销售访问,当没有手册J时,我并不感到震惊。在MA提供的巨额回扣似乎是一笔不错的交易。
    然而,3个小卧室每个都有7k的头,尺寸似乎有点离谱。我为每个房间做了一些负载计算,发现每个房间需要3300 btu。问题是没有任何磁头提供如此低的容量,所以选项仅限于上述评论中提到的A和B场景。
    就我个人而言,我可以证明,依靠相邻房间的劈开头并不管用(值得注意的是,没有头的房间是超级绝缘和空气密封的)。我在那个房间里放了一个小的电脚板来弥补大部分的热量,只在需要的时候使用,它在几分钟内就会加热。

    在北方气候条件下,卧室确实需要暖气,因此我们不得不安装一个超大的头,或者可能是一个低的静态管道天花板盒,为2个房间供电(然而,在改造场景中,这似乎要困难得多)。
    8年前,我在一个Net Zero的小房子开发项目中工作过,它有双钉墙,建筑商聪明地在每个卧室里都装了一个分开的头,知道过大的风险。他没有任何抱怨。
    我不想这么说,但是,可能是我一开始嘲笑的销售人员根据可用的设备,使用非突突的安装想法,正确地确定了单位大小。
    在改造场景中,房主应该怎么做a或B?
    在新的施工场景中,使用管道式空气处理机/热泵

    1. 用户- 723121||# 18

      这些是我们需要更好地理解新的热泵技术和尺寸计算的类型讨论。你有超绝缘的经验使你的职位更有价值。当大小和安装正确时,热泵是我们所知道的暖通空调的未来。充电绝对要按规格进行,否则系统故障的可能性很大。

      道格

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