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建筑科学

热水分配改造

切断三条管道的长度和直径可以节省大量浪费的水和等待时间

新的热水歧管是快速热水的开始

在能源先锋博客的一篇文章中,我写了关于我做过管道工作开始改造我的热水分配系统(以及我学到的教训!)我绕过了原来太长太大的铜管用更短更小的PEX管。我的目标是加快热水的使用速度,减少水的浪费在我等待的时候。从那时起,我已经完成了三次我正在改变的跑步。我有一些成果要和大家分享。

现有热水分配系统

我的房子建于1961年,热水分配系统设计很差。下面的原理图显示了热水器、干线和我改进的三个固定装置的分支。(热水器实际上在地下室下面,而不是门厅。红点是热水装置。)正如你所看到的,主浴室离热水器并不是很远。但是热水管道并不是通往厕所和淋浴的最直接路线。

热水矩形因为我的房子并没有那么糟糕。热水器在房子的中间,浴室(地下室和主楼层)堆叠在一起,靠近热水器。厨房相当远,洗衣房更远。热水矩形是50%,这对两层楼的房子来说很糟糕。

平面图显示了改造前通往三个固定装置的热水管道
平面图显示了改造前通往三个固定装置的热水管道

热水矩形只是问题的一部分。这表明固定装置和热水器是分散的,所以管道比本来应该的要长。另一个问题是管道太大了。中继线是3/4″铜一直到厨房。树枝是1/2″铜。管道里有很多水,阻碍了热水流向固定装置。

改造

我没有更换整个管道系统(至少现在还没有),但我正在修理三个最常用的固定装置:主浴室的淋浴和抽水马桶,以及厨房的水龙头。我建造并安装了一个歧管,让我可以将三条PEX油管线连接到这些固定装置上。现在我把浴室的两个设备修好了。

下面的原理图显示了这两个固定装置的新运行。现在,这两个地方的供水管道都更短、更小,里面的水也少了很多。如果我把歧管旋转180°,我可以让厕所跑得更短,但直到我在这里做了草图,我才想到这一点。

热水分配到主浴室、盥洗室和淋浴间,并在改造后分配到厨房
热水分配到主浴室、盥洗室和淋浴间,并在改造后分配到厨房

结果

如果你仔细看上面的两张示意图,你可以看到淋浴和厨房热水管道的长度在改造后要短得多。我无法从厕所中减少那么多的长度,但管道尺寸的减少仍然极大地提高了性能。

我测试了这三种装置加热热水的时间和等待时浪费的水量。我是在至少8个小时没有热水呼叫的情况下进行测试的,通常是早上的第一件事。以下是之前和之后的数据汇总:

热水性能,前后不分

我削减了这三道的长度和直径,结果得到了更好的性能。的之前的文章显示了厕所和淋浴的结果,但厨房水槽的数字是新的。这三者的体积计算也是新的。我在8月底完成了那次厨房跑步,比另外两次晚了大约一个月。

这里要注意的一点是,上面显示的体积并不是每次运行时热水器和夹具之间的全部体积。它们是受改造影响的大致体积。还有几英尺的3/4-in。热水器和管汇处有铜管,还有几英尺的1/2英寸。将新的PEX线连接到夹具的铜管。

为了给您更多的视角,下表显示了管道中水的体积减少的百分比以及我等待热水到达的时间。

热水性能,降低百分比

正如你可能猜到的那样,我对这件事的结果非常满意。这不是即时热水,但这是一个巨大的进步。有了这样的改善,我实际上有时在厕所里使用热水。这也意味着我不需要在淋浴的同时打开厕所和浴缸的热水龙头来加速热水的流动。耶!

主热水管道来自热水器和左边的新歧管
主热水管道来自热水器和左边的新歧管

在这些数字上,我还有提高的空间。大部分体积的水是在从热水器到集管和在集管本身的垂直管道(上图)。我已经得到这些管道大部分绝缘现在(见铅图像),但仍有一些差距。如果我在这些管道周围进行绝缘和空气密封,我希望里面的水能保持热。

总结

你知道了。要得到更快的热水,关键是要缩短热水管道的长度和直径。我用了两个1/4英寸。PEX线在这里,但如果您这样做,您需要小心您的管道大小。一直到1/4英寸。只有在你有足够压力的情况下,才适用于25英尺以下的跑步。看看我关于我朋友的文章大卫·沃瑟曼的热水改造欲知详情。

是的,另一种获得热水的方法是使用循环系统。如果你走那条路,选择需求类型的系统,而不是连续的。即使在计时器上,连续再循环系统使用的能量也远远超过需求系统。

____________________________________________________________________

Allison A. Bailes III,博士是一个演讲者作者、建筑科学顾问、乔治亚州迪凯特能源先锋(Energy Vanguard)的创始人。他有物理学博士学位能源先锋博客.他还写过一本关于建筑科学的书.你可以在推特上关注他@EnergyVanguard

14日的评论

  1. gmgranteh||# 1

    改造后装置压力的增减情况如何?

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||# 3

      gmgranteh:我想我注意到厨房的压力下降了一点,但几乎不明显。我在两个浴室装置里都没发现。

      这里有一个关于塑料管压降的很棒的资源:

      https://www.plasticpipecalculator.com/PressureDropHeadLoss.aspx

  2. DennisWood||#2

    写得很好,结果也很好。

    沿着前面的问题,PEX前后端点的相对体积是怎样的?

    1. GBA编辑器
      Allison A. Bailes III,博士||# 4

      丹尼斯:我注意到改造后几乎没有什么不同。

  3. DennisWood||# 5

    我真的希望我能在3年前读到这篇文章,当时我正在进行一个完整的地下室内脏/改造。到目前为止,我们的点播系统已经有8年了,但从来没有测量过水龙头“热”的时间。我只知道它比坦克的时候长,现在与按需单元的距离相关。

    我怀疑整体的能源节约与水加热的方法没有太大关系,更多的是消除了一个开式烟道加热器(我们的就是),它位于2层半楼的通风上方,零下30度(就像昨晚这里一样!)。我也愿意赌$$$ $,无休止的热水供应实际上可能会导致更高的消耗,而之前的水箱提供了一些KISS保护限制..即体积。

  4. Nick_Grant||# 6

    很好。在英国已经做了20多年,但仍然发现水管工持怀疑态度。喜欢加里的热水矩形,很好的沟通者。

  5. evan60||# 7

    艾莉森,
    在新旧测试集之间,fixture的流速似乎有很大差异。利用你们表格中的水量和时间,我计算出夹具流量如下:
    厕所:旧的0.94 GPM,新的0.16 GPM
    淋浴:旧的0.80,新的0.099
    厨房水槽:旧的0.83,新的0.38

    这些流量都不符合典型的水感知流量1.0-2.0 GPM的新装置。你能解释新旧流速之间的差异吗?为什么所有的流速都比完全开放的流速要小?
    谢谢。

  6. GBA编辑器
    Allison A. Bailes III,博士||# 8

    evan60:谢谢你通过这些数字让我保持诚实。我有一分钟有点惊慌,直到我想起来我做了什么。如果你看一下这两个数据表之后的第二段,你会发现为什么你的计算是错误的。它是这么说的:

    “这里需要注意的一点是,上面显示的体积并不是每次运行时热水器和夹具之间的全部体积。它们是受改造影响的大致体积。还有几英尺的3/4-in。热水器和管汇处有铜管,还有几英尺的1/2英寸。铜管连接新的PEX线到夹具。”

    实际的流速接近于以前的水平。当我带着结果回到笔记本上时,我会检查是否写下来了。如果没有,我会量一量,然后贴在这里。

    1. evan60||# 9

      艾莉森,
      谢谢你的回复。
      所以我想你的意思是,你表格中显示的水量是根据管道尺寸计算出来的,而不是在你的测试中实际测量到的水量?这对吗?

      很抱歉引起了恐慌,我只是想了解方法和结果,没有伤害的意图。

      1. GBA编辑器
        Allison A. Bailes III,博士||# 11

        evan60:是的,这是正确的。这些数字显示了我减少了多少管子里的水量。这确实令人困惑,我很高兴你问了这个问题。

  7. GBA编辑器
    删除||# 10

    “删除”

  8. vivian_girard||# 12

    十多年前,我对一个三口之家(我们在MA称之为三层)进行了大规模翻新。整栋建筑只有一台60加仑的间接热水器,由一台65k BTU的锅炉供应,同样的锅炉也为整栋建筑提供热量。在这种情况下,效率很重要!

    我用pex管做了一些试验,发现它足以为每个浴室配备1/4“pex热水线。我没有费心为每个装置做一个运行,因为:1)水槽和淋浴器不经常需要同时吸取热水2)即使发生这种情况,两个装置的流量都会下降,但不会到它们变得无用的地步3)当一个接一个使用时,热水管道已经“启动”;当你打开第二个装置时,热水就会立刻流出来,这将是一种浪费塑料、时间和金钱的行为。

    如果我没记错的话,我们城市的水表上的水大约是60 PSI。最远的浴室有一个85英尺长的1/4英寸的pex运行,它很好;我不认为1/4英寸的pex运行需要限制在25英尺。这一点很重要,因为管道越小,效率就越高。我怀疑管道“废物”代码是否同意这一点,但我不在乎,只要它能起作用,而且这不是一个安全问题。这栋楼里只有淋浴(没有浴缸)。我避免使用浴缸,因为它们占用更多空间,导致水浪费,我不希望有人立刻清空单个热水器,而且它们使住房变得不那么实惠。

    我在热水器后尽快将1/2“转换为1/4”,然后在我进入浴室后将1/4“转换为1/2”,因为大多数阀门都是连接到½管道上的。

    我用的是尼亚加拉1.5加仑的淋浴喷头;他们不提供大量的水,但它是体面的。这些年来,我租过各种各样的房客,从来没有人抱怨过水压或水量。如果让我重新来过,我什么也不会改变。

    鼓励那些对管道有好奇心的人在家里尝试一下。对于任何知道管道基础知识的人来说,1/4 pex + SharkBite配件使这个项目非常简单,风险有限。

    以下是一些有用的资料来源:

    ¼" pex管
    https://www.supplyhouse.com/Viega-32011-1-4-White-ViegaPEX-Tubing-100-ft-coil

    ½”至¼”减鲨咬接头
    http://www.supplyhouse.com/SharkBite-U050LF-1-4-x-1-2-SharkBite-Reducing-Coupling

    尼亚加拉1.5 GPM的淋浴头和1 GPM的水龙头曝气器
    对不起,你必须谷歌这最后两个链接,因为我发现有5行长。

  9. coolviper777||# 13

    有时洗澡是有好处的。以效率的名义,完全取消这种选择似乎是一个不明智的举动。

    在浴缸里给小孩子洗澡要比在淋浴间和他们摔跤容易得多。

    每个人都过于担心效率最大化,而不是什么对住在房子里的人来说是最好的,实际上谁可能是孩子?

    1. 专家成员
      马尔科姆·泰勒||# 14

      coolviper777,

      我怀疑如果我把家里的浴缸拆掉,我妻子就会收拾东西离开。

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