图片来源:地板上的狗狗照片:Peter Talmage;所有其他图片:先进住宅建筑联盟
能源宅男的更多思考
最近一项对安装在7个新英格兰家庭的无管道微型裂缝的监测研究发现，这些加热设备的气流速率和性能系数(cop)比预期的要低。这些空气源热泵的平均COP在效率最低的小型空调机组的1.1到效率最高的小型空调机组的2.3之间。
研究结果提出的问题至少和回答的问题一样多。也许这项研究最有用的结果是它建立了一个可以提高微型裂缝效率的建议框架。
这项研究是由康涅狄格州诺沃克市高级住宅建筑联盟(CARB)的詹姆斯·威廉姆森和罗布·奥尔德里奇进行的。这项研究是由美国能源部的建设美国项目资助的。研究人员的报告称，寒冷气候下逆变器驱动热泵的现场性能，于2015年8月出版。
监控七户人家的三菱和富士通设备
研究人员的目标是填补我们在寒冷气候下微型芯片性能方面的知识空白。他们写道:“在寒冷天气下，产能和效率仍然存在不确定性。此外，诸如“多冷才算太冷?”’没有明确的答案。”
威廉姆森和奥尔德里奇在2013年至2014年的冬天从七所房子收集了有用的数据。(在另外三所房屋中，监测设备的问题干扰了数据收集，因此这些房屋被排除在研究之外。)这些房子位于康涅狄格州、马萨诸塞州和佛蒙特州。
研究人员写道:“我们收集了三台三菱FE18机组、三台三菱FE12机组和一台富士通15RLS2机组的运行数据。本研究的目的是评估在不同温度和负载条件下的热输出、耗电量和性能系数(cop)。这项评估是通过长期和短期…
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20的评论
返回温度
非常有趣的结果。谢谢你精彩的总结。
返回温度是一个关键因素，我作为一个人之前没有给予足够的重视。实际情况可能比测量结果更糟，因为增加的静压箱在一定程度上分离了供应和回流，应该会有所帮助。从舒适的角度来看，头部所在的房间比其他房间温暖并不是一件坏事。就像图片中快乐的狗一样，如果人们感到寒冷，他们可以迁移到温暖的房间，反之亦然，如果他们感到温暖。但这些结果表明，温暖的房间也会降低COP，即使对舒适性是好的，也会影响性能。
管道小裂口可能是另一种提高返回温度的方法。
尽管其表现低于其他研究结果，但仍然令人印象深刻。
地源热泵似乎很难与微型热泵相比，但随着微型热泵的性能比我们想象的要差，以及类似的技术(如变速压缩机)开始在地源热泵中使用，也许地源热泵将再次变得更有趣。不幸的是，目前这种高性能技术似乎只适用于大型地源热泵。
如果住宅客户开始像商业客户一样为电力高峰需求收费，那么空气源热泵在用电高峰时效率最低的特点将变得更加重要，这也将把我们推回到地源热泵。要使地源热泵系统具有成本效益和易于正常工作还有很长的路要走，但应该有可能改善这种状况。
要获得正确的尺寸有很多，这很重要。
如果只看摘要，很容易得出错误的结论。几乎所有这些装置的负载都太小了，而且很少调节。至少有一个站点(站点2)的负载严重超标，大部分时间都在骑自行车。
没有一个是能够调节大部分季节的最佳大小。大多数监测站点位于美国气候6A区，安装目的是为了抵消石油的使用。几乎所有使用迷你分流来抵消昂贵的化石燃料的人都只会在迷你分流跟不上的情况下启动化石燃烧器的恒温器。所有的房屋描述都不可能超过1/4的设计负荷由迷你分离器覆盖，这使得它们的供暖负荷非常小。值得注意的是，即使在由于尺寸太小而导致效率最低的情况下，它仍然比它所抵消的石油/丙烷热量便宜。当以这种方式使用时，在6区气候中看到2或更低的季节平均值就不足为奇了。
尺寸过小通常比尺寸过大更糟糕，因为这会导致在中等寒冷的天气下以最高速度和最低效率运行，而此时cop已经在下滑了，并且在温度下降时保证了最差的性能。除非它真的在调制，否则你不会得到部分负载调制效率，这对两端都适用。拼命跑的效率将会受到影响，骑自行车的上/下效率也会受到影响。优化迷你分割的大小，即覆盖设计负载，但最小调制足够低，避免开/关循环，这几乎成为了我的咒语。不是所有的迷你公寓都有相同的范围，也不是所有的房子都有相同的负荷。
在气候6区比在气候5区更难以确定最佳的迷你分叉大小，但这是可以做到的。在适用的情况下，我是三菱FH09NA的大粉丝，因为它的惊人的11:1调低比，这给了它一个最大的调制范围。
在基地-2，丹伯里CT(气候区5，外部设计温度约+5华氏度)的被动屋，设计热负荷仅为6000 BTU/小时，这使得FE12的13,600最大容量@ +5华氏度超出设计日负荷的两倍多，但这也意味着它的最小调制输出3000 BTU/小时@ 47华氏度将使其在大部分季节循环使用/关闭。加热/冷却平衡点可能在50-55F范围内，它不会看到热负荷3000 BTU/。直到温度降到零度以下。只要气温高于冰点，它就会开始循环，这是丹伯里供暖季节的大部分时间!FE09不会做得更好，因为它的最小调制也是3000 BTU/小时，但新的FH09NA将在那个房子做得很好，1600 BTU/小时@ 47F的最低。
在研究中，FE18可能是最难以匹配负载的一堆设备，因为它只有3:1的翻转比，而FE12和15RLS2的翻转比分别为4.5:1和6:1。
还要注意的是，这些都是5年以上的产品，效率比目前的机型低。三菱FE12和FE18的HSPF(除了一种被测试的机组外，其余都包括在内)仅为10.3-10.5，远远落后于目前测试12的同等水平。唯一的富士通15RLS2在HPSF 12.0测试，而当前版本的13.4。
三菱1吨
HPSF 10.6:http://usa.mylinkdrive.com/uploads/documents/1642/document/MSZ-FE12NA-MUZ-FE12NA_Submittal.pdf
新HSPF 12.5:http://usa.mylinkdrive.com/uploads/documents/4561/document/MSZ-FH12NA_MUZ-FH12NA_Submittal.pdf
1.5吨:
HSPF 10.3:http://usa.mylinkdrive.com/uploads/documents/1643/document/MSZ-FE18NA_MUZ-FE18NA_Submittal.pdf
HSPF 12.0:http://usa.mylinkdrive.com/uploads/documents/5083/document/MSZ-FH18NA_MUZ-FH18NA_Submittal.pdf
富士通1.25吨:
老年人，HSPF 12.0:http://www.fujitsugeneral.com/PDF_06/Submittals/15RLS2%20Submittal.pdf
新，HSPF: 13.4http://www.fujitsugeneral.com/PDF_06/Submittals/15RLS3HSubmittal.pdf
因此，尽管新的安装可以在直接更换的情况下提高10-15%的效率，一个最佳尺寸的旧设备仍然可以击败一个严重不足/超大的新版本，没有调制。
Dana Dorsett的回复
丹娜,
正如我所写的，这项研究提出了很多问题，而且没有明确的结论。我很感谢你对合适尺码的意见。
总的来说，美国的住宅暖通空调行业在加热和冷却设备的选型方面做得很糟糕。很少有承包商能够进行精确的手动J供热和制冷负荷计算——这是正确规模的关键第一步——现有的建筑规范规定需要手动J计算，但在很大程度上没有得到执行。这个问题需要HVAC行业和规范官员来解决。
所以这不仅仅是一个没有管道的小问题。这也是传统熔炉和分体式空调的一个问题。
也就是说，大多数安装在家庭中的无管道微型裂缝的尺寸都不合适。在像这样的绿色建筑工地上，我们可以随心所欲地抱怨尺寸问题。但是，如果在现实世界中，90%的无管道迷你裂缝严重尺寸过小或过大，我们必须问自己，这是我们需要解决的技术固有问题——值得新的解决方案和新的方法——还是这只是美国人愚蠢的又一个例子。
如果我们只是翻着白眼说:“又是美国人的愚蠢”，我们可能并没有给忧心忡忡的房主和建筑商提供好的建议。我们需要提供在现实世界中有效的解决方案——易于实施的健壮解决方案。
如果大多数安装都是错误的，我们可能需要重新开始并重新考虑我们的方法。
James Williamson和Robb Aldrich测量了真实安装的系统的性能。他们的数据很有用。如果这些已安装系统的平均cop很低，我们需要知道这个事实。如果理想系统(安装完美的适当大小的系统)很少，那么我们就不能假装理想系统(GBA上推荐的系统类型)是典型的。
我们知道什么?
也许这份报告中最重要的结果是使用额定流量而不是测量流量的监测结果应该被忽略。然后我们就可以列出我们所知道的。我们在实际应用中得到了COP 2左右的次优上浆性能的结果，并在COP 2.7的情况下进行了一次共加热实验。我倾向于相信2.7的结果是对一个在寒冷气候下安装良好的系统性能的合理估计。如果有更多的现场测量结果，并将其与模拟表现进行比较，那将是非常有用的，但在那之前，似乎有理由说，你可以不真正尝试就得到COP 2，如果你做得正确，在第6区得到2.7，在第5区可能超过3。这一总结当然是肤浅的，但它比我们所说的一些内容更好。
对于取代或补充直电加热，仍然是一个很大的机会。取代廉价化石燃料的经济理由并不明确。如果你能设置COP的下限，让机组自动关闭，并在COP低于该阈值时调用燃烧源，那就太好了。
安装在墙上低是一个建议?什么?
在墙上安装较低的回风温度可以提高冬季的效率，但是夏天的空调呢?
在寒冷的气候区，这似乎是合适的，但当你向南进入需要同样时间进行空调的地区时，会发生什么呢?
为什么所有的研究都是在第6区完成的!?!为什么报告说它对所有人都适用?
回复David McNeely
大卫,
谢谢你的评论。正如我的文章明确指出的那样，这项研究是在康涅狄格州、马萨诸塞州和佛蒙特州进行的。我怀疑阅读这篇文章的人是否错过了地理参考。
我想GBA的读者都知道，空调系统通常被设计为在天花板附近输送冷空气，而供暖系统通常被设计为在楼层附近输送热空气。你说得很对，那些安装无管道微型空调的佛罗里达居民无疑会继续把他们的室内空调高高挂在墙上，就像他们一直以来做的那样。
我已经编辑了我的建议清单中的相关要点，以消除任何歧义。再次感谢您的评论。
再保险
气流是一个棘手的东西，假装盒子里的气流和房间里的气流一样是不科学的。
也就是说，我自己有限的实验让我相信，我的小裂口的效率不足以取代90%的锅炉，我预期的成本是一小部分，在一个月的平季试验中就洗干净了，所以如果结果成立，我不会完全惊讶
Keith Gustafson的回应
基思,
建议在靠近地面的地方安装无管道微型空调系统的室内机，是为了降低回风温度，而不是确保送出的空气得到适当的混合。一般来说，迷你灯制造商在设计这些装置时做得很好，可以很好地释放空气，并将空气与房间空气混合在一起，以减少对舒适度的抱怨。
也就是说，威廉姆森和奥尔德里奇的一些发现是令人惊讶的——尤其是(a)测量到的气流速率低于制造商的规格，(b)错误地调整百叶窗会使糟糕的情况变得更糟。我怀疑未来的研究将揭示情况并不像这个总结听起来那么简单——所以我期待未来的研究结果。
积极的数据
据我所知，我得到了一个相当可靠的3.0 COP
管道空气源系统，可能比我安装后的要好
它向“需求减少”靠拢，这是它唯一的调整选择
停止全力运转。尽管它在冷却过程中会自我调节
模式下，它只是在加热模式下循环，这让我感到惊讶，但是
可以看出这个系统背后的原因。所有系统
会有效地“循环”当他们开始解冻操作时，
所以这些也需要考虑。让我的系统崩溃
1吨以上的容量运行较低的压缩机速度和线路
目前的，实际上更符合房子的设计
临时工。
3千瓦的“烤面包机”被安装回空气处理程序
即将到来的冬天，我会做另一个季节交替的
热泵运行与纯电阻电加热相比
冬天。所有进入房子的能量和所有主要的
热的获得和损失的路径，并匹配到度日甚至
跟踪晴空和阴天，将有望产生更多的结果
比我目前得到的COP测量值更精确。这有点
这是一种昂贵的做法，但这是为了社区极客价值。
_H *
对霍比特人的回应
霍比特人,
谢谢你的评论。我们一直欢迎读者提供资料。
Bob Manninen的回复
鲍勃,
首先，你对COP的定义是错误的。COP是输出/输入，不是输入/输出。(注:——我看到你对你的评论进行了编辑，使其符合通常的定义。
第二，我不确定我是否理解了你的基本观点。我同意我们的目标是让居住者感到舒适。你的意思是说，使用无管道迷你空调供暖的住户比使用其他类型设备供暖的住户在较低的室内空气温度下感到舒适吗?
假设我们的目标是(例如)将房子保持在一个确定的温度范围内(可能是68到72华氏度)，并且我们想了解哪种设备在创造这些条件时最有效，我们会比较(例如)一个电阻加热器达到这些条件所需的能量与一个无管道的微型裂缝达到这些条件所需的能量。
如果我们知道了迷你灯的COP，我们就知道该电器产生一定量的热量(也可以用kWh表示)所使用的电力(以千瓦时为单位)。当谈到电阻热时，COP是1.0，所以这是一个值得打破的数字。
睡眠与温度
巧合的是，我最近看到了一则科学新闻，报道说一项研究表明，气温下降有助于人们睡得更好:根据http://news.sciencemag.org/biology/2015/10/chances-are-you-re-getting-enough-sleep
研究小组还了解到，在调节睡眠方面，凉爽的温度可能和光线波动一样重要，因为这些人在天黑后很长时间才睡觉，在日出前醒来。西格尔说:“虽然光线很重要，但从进化的角度来看，温度可能更重要。”这表明一个常识可能是对的:想要更好的睡眠，晚上把恒温器的温度调低或打开窗户。”
我们是否需要在起居室和卧室之间安装R40墙和被动式门，这样温暖的起居室就不会让卧室过热?
鲍勃的问题
我也想知道挫折的成本和节省。我想Bob问的是，如果你把恒温器调回8小时是因为你喜欢晚上凉快一点，当它在早上重新加热时，你真的会失去一整晚的积蓄吗?
对安迪·卡恩的回应
安迪,
你问题的答案取决于你所说的加热设备的类型。
有了电阻加热，恒温器的倒退肯定会节省能源。
然而，每个研究过这个问题的研究人员都得出了这样的结论:没有管道的迷你开关的恒温器故障并不会节省任何能源——事实上，故障往往会导致更高的能源账单。无管道的微型芯片在负载恒定的情况下连续运行时效率最高。(不用说，理想情况下，加热负荷与机组的容量很好地匹配。)
对于那些与迷你分裂亲密接触的人…
在我所认识的那些用迷你空调供暖的人当中，没有人会在卧室里放一个迷你空调头，然后打开或关上房门来调节房间的温度。这通常意味着白天把门开着，晚上把门关上。
虽然这确实为迷你分离带来了负载的变化，但负载的变化是非常缓慢和微妙的，并且不会导致开/关循环或不得不以最高速度/最低效率运行，就像从深度倒退恢复坡道一样，假设它的大小是合理的，适合整个房子或整个区域负载。
我的一个亲戚会在一年中最冷的晚上用恒温器控制的电阻加热来控制主卧室的温度，如果为了隐私而关门的话。
的想法
能量输入很容易被记录，但是能量输出却很难被记录:BTU/hr =气流(CFM) *温差(dT) *(比热*比密度*60min/hr) -如果现场的CFM比公布的低，我们肯定会看到较低的现场比公布的COP。我希望看到未来的报告，将能够进一步确定气流性能。我很好奇其他的方法，比如用棒(一般用于商业空气平衡格栅)通过ASHP的RA格栅来记录给定自由区域的平均速度，可能会得到更接近公布的读数，而不是依赖于一个fab - ed xps盒子和管道爆破器。很高兴看到有人试图捕捉这些数据。谢谢你的报告和总结。
此外，是否记录行长，以及是否根据行长添加任何参考
COP真的是正确的度量标准吗?
愚蠢的问题/发表评论。“COP”指标真的是我们想要用来作为界定效率的衡量标准吗?COP的定义是:功率输出/功率输入。但是对于供暖的目的，(我不想在这个问题上讨论冷却)另一个我想很难获得的衡量标准是，维持“有用/舒适”的温度需要消耗多少能源?我意识到，迷你分裂的单元效率在它被要求弥补挫折时受到了影响，但如果居住者在挫折中感到舒适(我知道我喜欢在睡觉时更凉爽)，而单元效率在温度恢复期间受到影响，那么单元消耗的总瓦数是否比允许单元在恒定温度下调节时更少?这有点类似于驾驶一辆在高速公路上每加仑20英里，在城市里每加仑15英里的汽车;如果在高速公路上要花20英里，而走回头路要少7英里;你走较短的路线耗油更少，即使它需要更长的时间(例如，红灯等)。
考虑到所有这些，我认为唯一可行的方法是使用两个室内实验，其中一个使用电阻加热，另一个使用迷你分裂。不过看看有挫折策略和没有挫折策略的用法会很有趣。
开关效率有什么变化吗?
我看过各种各样的报告，都是关于没有管道的迷你裂缝如何在不骑车的情况下表现得更好。所有报告中的一个问题是，它们通常比最新版本落后一两个模型。这些公司真的没有在这方面取得任何进展吗?例如，在富士通(Fujitsu)最新的单头机组使用手册中，有一整部分都在介绍如何将其设置为逐步缓慢上升，以适应任何温度变化，而不是一次大爆炸;还有“经济模式”，在这种模式下，它的启动速度不会大到超过温度设置，而是逐渐接近温度设置。这种行为是否是长期以来的标准，或者是否有可能是对不断变化的设定值的有效响应能力正在提高?
三菱多功能区的利弊
大家好!我是纽约汤普金斯县一个社区项目的成员，该项目提倡地面热泵和空气热泵。我仍然不确定当参与安装的人推荐多区域单元时，应该告诉人们什么。我特别关注MXZ系列。它们在低温下也有很好的加热性能，但是，正如之前的博客所指出的，它们有非常高的最小加热能力，这意味着在肩加热季节需要大量的开/关循环。看起来，无论是高的最低值，还是整个房子都有一台压缩机的事实，都可能使这种活动更占优势。举个例子来说，我自己就拥有一些具有较低最低功率的单头设备，并且在天气温和时也可以选择不开启它们。
但我不知道这对MXZ的影响到底有多大。有没有人有更多的量化界限来看待能效损失?我也可以想象，整个房子只靠一个压缩机，所以只有一个压缩机在循环运行和关闭，而不是单头机组的几个压缩机可能是一件好事。这是不是就不是个问题了?这方面的任何帮助都将帮助我为其他参与这个项目的人提供建议。
我也想知道，如果更大的尺寸的多区域单位(相当高一点)可能在高雪条件下有一点优势。埋起来比较难，因为它们更高。我敢肯定，从长远来看，它们仍然需要保持在基地的清晰，但在一次风暴中完全被埋的可能性会更小吗?在风暴中，这对立即的可靠性和性能有多大的优势吗?
回复乔纳森·科姆斯多克
乔纳森,
我建议你在GBA的问答页面重新发布这个问题。这样，就会有更多人阅读你的问题，你也更有可能从GBA庞大的志愿者社区中得到答案。
下面是链接:
//www.slccoatings.com/qa
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