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用全管道寒冷气候热泵取代化石燃料炉是一种可扩展的战略，可为美国数千万住房单位供电和脱碳第1部分在本系列中，我讨论了管道“垂直”和“多位置”空气处理机(为简洁起见，简称“空气处理机”)与无管道微型裂缝相比的优点。在这里，我将解释计划一个成功的炉到空气处理器改造所需的五类数据:客户目标、建筑围护结构、电气服务和负载、管道系统和物理空间。
评估客户目标
像任何家庭改造项目一样，一个成功的热泵改造开始于明确的目标。我喜欢问开放式的问题，以便更好地了解我的客户希望实现什么。问题包括:
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20的评论
又一篇好文章。我们将需要成千上万的人来学习你在这里教授的技能。
你关于简单地用正确尺寸的热泵替换超大的炉子来解决管道尺寸问题的评论是正确的。随着时间的推移，可能会出现一种过度扩张的趋势。例如，1960年，一所没有空气密封、阁楼隔热和单窗格窗户的房子开始使用60 kBTU/h的输入，低效率的炉子。多年来，承包商会将其替换为更大的机组，这些承包商希望保持保守，而新机组的效率也更高，因此产量的增长甚至超过了名义规模。同时，双层玻璃窗，阁楼隔热性能较好，并有一定的气密性，降低了负荷。60年后，它变成了3-4倍的大尺寸。
在我看过的一所房子里，暖通空调承包商的第一反应是，它不可能与现有的管道一起工作，因为热泵需要更多的空气流量。但超大的熔炉意味着管道系统的流量已经超过了应有的水平(而且噪音大得令人恼火)。一个合适大小的热泵可以解决这个问题，而不是制造问题。
我考虑过的另一个策略(但没有付诸实践)是，只在房子的一部分安装管道，其余部分安装微型裂缝，这样主管道和回报就足够大了。如果一些管道密封和绝缘不好，很难进入，这尤其有意义。例如，通过2x4外墙从地下室跑到二楼。你考虑过或采取过这种方法吗?
这些都是很好的信息，查理。谢谢分享。你给了我一个文章的灵感。我真的很重视乔恩的贡献所带来的对话。
谢谢你,查理。我确实认为在某些情况下，混合管道和无管道可以很好地解决问题，包括你描述的这种情况。我们很多老农舍几乎没有通往二楼的管道系统。这在加热模式下通常不会造成太大的问题，但在冷却模式下就完全不适用了。主卧室里没有导管的头部往往会产生巨大的不同。
只要有可能，我喜欢用多个单区域室外机来设计这种类型的系统，而不是一个单一的多区域系统。这提供了一些冗余，也减少了短循环。
很好的评论，只是想补充一下，在我所在的地区(DC)，很多房子都在楼上增加了第二个管道系统，主要是为了处理从地下室延伸出来的长管道经常无法输送的空调。因此，这当然是一种解决遗留系统实际问题的方法。
我把我的双能源电阻15Kw +燃油77000 btuh炉换成了带有10Kw补充热量的2吨超低温载体热泵，完全变速。1000平方英尺的一层非常旧的半独立式复式公寓，位于魁北克蒙特利尔，但有一些保温升级(范围在R20到R10之间，取决于哪个房间，地下室墙壁上还没有保温)，我们上面的公寓有自己的供暖系统。刚刚度过了一个零下25摄氏度的夜晚，它表现得很好。使用现有的管道没有问题。
有和现有的煤气炉作为热泵机组的备份如何?
主要是热泵冷凝器，备用是燃气/燃油装置?
这绝对是一个可行的方法。内特·亚当斯(Nate Adams)等人认为，这种“双燃料”系统将是许多家庭实现电气化的绝佳途径。大小和设置正确，双燃料系统可以减少70%或更多的化石燃料的使用。其他优势包括额外的容量、冗余，以及可能降低客户接受的门槛。
另一方面，双燃料是减少而不是消除化石燃料的途径。有了这些，你仍然需要保留你的煤气表/丙烷罐/油箱和所有其他化石燃料基础设施。我倾向于完全消除化石燃料。即使在美国北部和加拿大的寒冷气候中，寒冷气候热泵也适用于大多数房屋。
在魁北克，我们称之为双能源。这是非常常见的，甚至有特殊的电率，这是相当有利的。一个典型的设置是一个传统的热泵电阻加热系统，提供热量至-12摄氏度。低于该温度时，电表上有一个温度传感器，它向加热系统发送信号，告诉它切换到二次热源。通常是石油或天然气。在较低的温度下，电速率上升了5倍。
我选择在我的房子里完全摆脱燃料，因为我们的电力供应主要是水力供电，加上我想移除烟囱、油箱和相关维护的燃料基础设施。
问题在于负担能力。这超出了大多数人的价格范围。公寓不会安装热泵。
我的房子是全电动的，而且全电动的费用也高得离谱。我在7年里花了18000多美元买电，每千瓦11.4美分。我看到的另一个问题是，我所在地区的人正在采用NG，抛弃了惠普。在我看来，这里还不够冷。
我只是让消费者花费了太多的钱。
这就是为什么气候稳定需要金融解决方案。一万八千可以买很多装备。
感谢您的一系列精彩文章。我计划在未来转换为由太阳能电池板供电的管道热泵系统。我在Cool Calc中做了一个手动J计算，每吨CFM约为600。但是看起来空气处理机通常不能超过450 CFM /吨，或者我需要的3吨加热的1350 CFM。手动J计算器- 89度:21,561 BTU/hr和1045 CFM;95°25,153 BTU/hr和1227 CFM;116°33,799 BTU/hr和1664 CFM;122°34,785 BTU/hr和1764 CFM。我们在波特兰。设计温度是89度，但我们喜欢新鲜空气和节能，所以在温度达到95度左右之前，我们甚至不太可能使用空调。 It got up to 116 degrees last summer -- this is where we need it to perform. A 3 ton unit has the BTU output, but the CFM requirement is not matched by any actual equipment. The Man J says that the cooling load is almost entirely sensible (SHR 0.961). I know that I need to reduce static pressure in the system as well. Is my Manual J calculation wrong, or does this mean that a heat pump won't actually be able to cool the space down to 75 degrees when the outside temp is over 95 degrees in our climate?
对于你的问题有很多复杂的答案(我将留给真正的专家)，但一个简单的答案是，对于极端异常的天气，衡量系统的大小并不是标准的做法。“设计温度”通常设置为99%，即典型年份的温度将在约1%的时间内高于该值，接近四天。但这些计算并不是特别精确，Man J有一个过大的因素，在典型的情况下，房子会停留在设定值或非常接近设定值。
像热浪这样的一次性天气事件(我们希望如此!)可能会导致超大的设备，这有许多缺点。
我也对你提出的SHR有点好奇。在那疯狂的热浪中湿度低吗?你的房子真的很防漏风吗?我知道干燥气候下的空调是另一个完全不同的东西，450-600cfm/吨的气流是有效的，有点像你的Man J所展示的——我认识的人有时会安装不匹配的设备来达到这样的流速(需要谨慎和专业知识)。我本以为波特兰即使在热浪中也会很潮湿?
太平洋西北地区全年的露点相当稳定，这意味着冬季相对湿度高，夏季相对湿度低。这是一个与美国南部和东部非常不同的夏季场景。
谢谢道格拉斯和查理的反馈。即使在不那么极端的温度下，它仍然需要非常高的每吨CFM。那么，运行比计算速度更慢的风扇速度会产生什么结果呢?离开寄存器的空气会更冷，并且会比预期提取更多的湿度，使空气过于干燥?
我对CoolCalc了解不多，不知道它为什么会给你这么不寻常的建议。但我认为你可以使用它给你的BTU/h数字，忽略它的CFM建议，而是使用设备的CFM功能。如果你在设备的能力范围内，就不会出现任何设备性能问题。
我们已经开始使用混合气体/ASHP系统改造我们现有的管道系统。这条:https://www.thomsonarchitecture.ca/2021/02/09/future-heating/-当我们的传统交流电失效时，我们将用Coleman Echelon系列的空气源热泵(ASHP)取代它，这样我们的备用/补充热量将仍然是燃气，但空气源热泵将完成每年的大部分供暖。我们还计划在此期间进行新的隔热、气密性和窗户改进，进一步减少未来的空气源热泵负荷。我几乎没有看到关于混合方法的信息。如果你能提到它们，那就太好了，因为控制是重要的——所以调用优先级可以去到ASHP而不是燃气燃烧器。
我将来一定会写一篇关于混合/双燃料系统的文章。围绕优化平衡点/切换温度出现了一些有趣的控制问题。一个好的起点是Allison Bailes的文章://www.elsporta.com/article/simple-way-calculate-heat-pump-balance-point
我认为这种混合方法对我来说可能有意义。我有95%的eff。煤气炉已经用了12年了。我没有空调，但我想买一台。所以，如果我现在的炉子与热泵兼容，我可以添加它，而不是得到一个传统的交流机组。当我使用热泵来满足我的平季取暖需求时，可能会帮助我减少更多的排放。如果我的炉子与热泵不兼容，我想我必须决定是现在就买一台空调还是全部换掉。我还需要在空气密封和绝缘方面做很多工作，所以希望我能在今年做决定之前完成很多工作。
“删除”
似乎将旧的，不保温或不保温的房子从化石燃料转换为热泵空气处理器将花费太多而不被采用。我想我必须重做我的劣质管道，并增加二楼的回报(或在我的阁楼和地下室安装一个系统)来做到这一点。为了重新做我的管道，我得到了一个16k美元的报价，这似乎是我所期望的，考虑到所涉及的时间和我所在地区的定价。然后，我必须添加空气处理程序/安装，这可能会使总成本达到25-3万美元，对吧?大多数人不会这么做，对吧?
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