图片来源:IBACOS
能源书呆子的更多思考
几十年前，住宅空调在美国较冷的地区非常罕见，冷负荷计算通常是不必要的。然而，如今美国的新住宅通常都配有空调设备，即使在明尼苏达州也是如此，因此大多数美国建筑商都面临着计算冷却负荷的需要。
在我最近的两篇博客中(“如何进行热损失计算”，第1部分而且第2部分)中，我讨论了用于确定加热设备尺寸的热损失计算背后的原则。在这篇博客中，我将讨论用于空调设备大小的冷负荷计算背后的原理。
经验方法分级
虽然大多数建筑规范都要求负荷计算对于新住宅安装的冷暖设备，这一要求被广泛忽视，也很少得到执行。大多数暖通空调承包商从不进行冷负荷计算;相反，他们根据空调的大小来衡量经验法则．
大多数承包商使用的古老的经验法则是每400平方英尺的空调空间安装一吨冷却设备。由于最近在隔热水平和窗户规格方面有所改进，一些暖通空调承包商调整了他们的经验法则，现在将空调的尺寸定为每600平方英尺1吨。
由于这些经验法则几乎总是导致冷却设备的总体尺寸过大，大多数能源专家多年来一直在与经验法则的尺寸作斗争。然而，经验法则也有其用得着的地方。使用经验法则并不是真正的问题;问题是暖通空调承包商正在使用坏经验法则。
至少有两位著名的能源顾问迈克尔·布拉斯尼克(Michael Blasnik)和艾莉森·贝尔斯(Allison Bailes)提出了一种新的经验法则，用来衡量房屋中空调的隔热性能，以满足最低标准要求:即每1000平方英尺(约合每平方米)散热1吨。Blasnik表示，“按每平方英尺数吨计算空调尺寸实际上是可行的……
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37个评论
谢谢!
好文章，马丁!谢谢你的提及。我想我写过很多关于这个话题的文章。
我想对你一开始说的关于我提出的经验法则做一点补充。我不认为它应该用于空调的尺寸，而是作为一种能源评级者、代码官员和建筑商快速而简单地检查AC是否存在的方法可能是超大号的。
这也是设置阈值的好方法。例如，我们可以说，在亚特兰大，每个新房子都必须建造一个空调，每1000平方英尺不超过1吨。如果房子是超级高效的，每2000平方英尺可能只需要1吨。这当然是可能的，因为我造了一个。
我期待着下周的分期付款!
对Allison Bailes的回应
艾莉森,
谢谢你的进一步澄清。
我同意你的观点——这就是为什么我写道:“好的经验法则有很多用处;例如，建筑商可以用它来大致了解他们的暖通空调承包商的尺寸计算方法是正确的还是完全疯狂的。当然，用经验法则来确定空调的大小并不能取代逐个房间的冷负荷计算。”
伟大的总结!
马丁,
这是我在GBA上读过的你最好的作品，谢谢。我将添加一些我在MJ计算和HVAC设计中经常看到的“问题”:
•错误的面积计算
•墙壁和屋顶组件不正确。大多数暖通空调承包商使用的“标准”组件通常低于我的规格。太懒或没受过教育，没有把新的墙壁和屋顶组件纳入计划。
•管道系统设计不正确。圆形和方形风管，死角，缺乏转弯叶片，风管尺寸错误，静压箱起飞错误，风管与设备不匹配，安装表错误，第一次安装的距离太近，气流更好，等等。
•使用柔性风管。它通常安装不正确，它会减少高达40%的空气流量形成金属管道，更不用说管道悬挂到完全阻塞空气流动的地步。
•通风阁楼或爬行空间的HVAC设备和/或管道。
mini-ductless
要调整无管道的尺寸(例如，Slim先生，富士通等人)手动J仍然使用，并能够调整到没有管道?
乔W。
乔·W。
据我所知，无导管微型空调机组的尺寸是根据其输出额定值(12000 Btu/h = 1吨)而定的。
管道损失只发生在管道位于一个家庭的热包络线之外。由于无管道微型裂缝机组没有管道，它们没有管道损失(就像所有管道系统都位于家庭热包膜内的管道系统一样)。
所以，是的——你可以使用Manual J来计算一个将配备无管道微型裂缝单元的家庭的热增益或冷负荷。
然而，这些天，新的美国
Snort。我在美国的许多城市生活过，那里的人们似乎不理解这个事实，我觉得我必须问:你知道这里确实很热很潮湿，马丁，对吗?
明尼阿波利斯回应
明尼阿波利斯市
我明白两个事实:
1.明尼阿波利斯的夏天又热又潮湿。
2.几十年前，明尼阿波利斯市很少有家庭拥有中央空调。
时代变了。柠檬水和吊扇已经不够了。
合适的尺寸是什么意思?
有人能解释一下吗?
我知道有人在某处说，在一年中最热的日子里，该单元应该100%运行(甚至在本文中引用)。我持怀疑态度。去年波士顿地区有100度的高温，这在统计上是不应该发生的(根据Manual J和其他人的说法)。那么谁来决定一年中最热的日子呢?
第二:与“正确大小的单位100%运行”相比，以部分占空比运行的超大单位在财务上有什么缺点?假设更大的机组有更大的压缩机(可能是风扇、泵、阀门等)，在运行时将消耗更多的安培。但它不应该少跑几次吗?还是交付的冷却不是“吨位”的功能?以千瓦时(以及美元)为单位的实际delta是多少?除非这是可笑的，我宁愿有一个超大的单位对冲统计温度异常。
对Gerard Celentano的回应
杰拉德,
Q。“谁决定一年中最热的日子是哪一天?”
答:这个数字是根据历史天气数据确定的。如果你的设计师使用97.5%的设计温度，这意味着在一年中最热的月份，室外温度只在2.5%的时间超过设计温度。信不信由你，这个方法是有效的。
Q。“超大户型的财务问题是什么?”
答:购买成本更高。
Q。“真正的delta是多少，单位是千瓦时?”
答:在大多数情况下，超大机组不需要更多的能量来运行。但它们价格昂贵，而且在某些情况下不能提供有效的除湿。
Q。“我宁愿有一个超大的单元来对冲统计温度异常。”
答:大多数美国人(但很少有能源书呆子)似乎同意你的观点。
我们怎么让暖通空调的人来做这些计算?
马丁，你已经知道建筑商多年来一直存在的问题。一个建筑商如何在不从投标人中淘汰大量暖通空调安装工人的情况下执行这些优秀工程的规则呢?城市建筑部门要求使用手工J计算，但从不检查。建筑商在他们的规格中要求它们，但从来没有真正让他们青睐的低价投标人进行计算。新学校的建造者将与遵守规定的暖通空调承包商合作，但在过去30-50年里，当所有这些知识都可用时，没有发生向完整行业的转变，现在必须做些什么来扭转这一局面?
我在70年代做了人工J计算，我们知道一个泄漏的外壳比低的绝缘r值造成更多的热损失。现在40年过去了，我没有看到普通钣金人有多大变化。建筑商也不会把正确的计算成本加到房子的成本上，也不会付钱给工程师来做这些计算。
你有什么建议?
我正在科罗拉多州西北部建造，我的解决方案是让我自己的手动J计算。软件很容易，我能够正确地输入组件R值，正确的泄漏率和正确的窗口规格。我不确定的参数很少，我发现当我在预期范围内更改它们时，它们对所需负载的影响最小。我的计算比我讨厌的承包商提供的少25%，比设备分销商提供的少一半。它仍然比能源评级器提供的高出30%。我的研究表明，Manual J表对于具有高绝缘水平的家庭并不理想，因为当指定的绝缘水平没有在表中找到时，有太多的四舍五入。这导致较低的绝缘水平被软件用于实际计算和较高的负荷计算。
回复约翰·汉森
约翰,
我在之前的一篇博客中讨论过你谈到的问题——尽管长期存在代码要求，但大多数暖通空调承包商无法提供Manual J计算——使用手动J和手动D节能．
多年来我一直在考虑这个问题，现在我认为解决方案相当简单:代码官员必须坚持使用Manual J报告，并且必须进行审查以确保它已经完成。[后来编辑:见下面两条评论。Armando Cobo说得很好;法规官员可能需要第三方能源评级机构的帮助才能有效地实施这一步骤。
最近在纳什维尔举行的NAHB Green会议上，我遇到了一位来自佐治亚州Alpharetta的代码官员，名叫Paul Ivey。我问艾维，阿尔法雷塔的暖通空调承包商是否生产Manual j。“他们都是，”他说。“多年来一直如此。”
“这是怎么回事?”我问。“在很多司法管辖区，你所取得的成就被视为不可能实现。”
艾维是个冷静的人。他说:“我们只是坚持这样做。”当然，一开始，许多HVAC承包商抱怨，不得不聘请顾问来执行手册J。但很快他们都意识到这种情况不会改变，在Alpharetta中，手册J变成了一个普通的步骤——也是做生意的普通成本。
在Alpharetta中也许是这样，但是……
有很多方法可以做错事或欺骗MJ(正如你所指出的)，很少有建筑官员知道要寻找什么。许多建筑部门人手不足，预算不足，所以他们会诚实地说，这取决于建造者，以确保完成正确的工作……这就变成了另一个问题。
我希望你所写的这个系列成为一个很好的“简短”指南。
对Armando Cobo的回应
阿曼德,
虽然现有法规将执行法规的责任分配给了地方法规官员，但我希望最终验证法规规定子集(即能源法规)符合性的责任转移到第三方专家(bpi认证或resnet认证的能源评级员)。
这只有在我们改变建筑规范或改变管理规范执行的地方法律时才会发生。在此之前，地方法规官员将很难要求遵守能源法规。
大空调覆盖了低效率的家庭
我们在明尼阿波利斯的家进行了空气密封和绝缘后，我们用一个2吨重的16 SEER代替了AC机组。这所房子是一个漫步者，有1664平方英尺加上完整的地下室，总共3328平方英尺。即使在最热的时候，空调也只在海岸。我们有一些大树遮阳的好下午，我们的交流电年平均耗电量约250千瓦时。作为比较，过去5年的供暖使用量约为2.3 Btu/sf/hdd。
政府解决方案，更多
政府解决方案，更多的命令。越来越多，越来越多。无稽之谈。
市场(以及受税收操纵的市场)是有效的。简单的工作。如果不明智地使用能源是不好的，那么就对能源使用征税。然后，客户将确保在正确的尺寸下使用正确的设备。
探长，卡片上有很多首字母作弊。这只会增加成本和效率。
对于Resnet来说，这是一个封闭的、昂贵的、不简单的、不需要的解决方案，太接近大政府。
在这篇博客中，你们都陈述了适合你所在领域的正确的经验法则。那就做吧。经验是最好的，不增加成本。
我是很多人突然使用AC，很高兴有一些超大尺寸。
Volluntary钙。我完全赞成。
我想念罗伯特·里弗松的自然建筑风格。简单的低成本低能源低对地球的影响和小政府。这就是绿色建筑。不是强制性的这个那个那个。下一个什么?政府破产了。房屋所有者在抵押贷款上负债累累。解决方案是复杂性和成本和Resnet?我对此表示怀疑。
对AJ的回应
AJ,
这就是为什么市场不能提供节能的新住宅:建筑商选择规格，但建筑商不必支付能源账单。房主有。
规范的改进可能会大大降低能源费用——但建筑商没有动力为一项节能措施多花一分钱(特别是如果这种措施是无形的，比如空气密封工程)，因为建筑商不支付能源费用。
AJ
评论:贪婪和欺骗——在这个领域，暖通空调承包商通过安装漏水的管道和超大尺寸的热泵和空调赚了很多钱。这种“经验法则”在纽约是否被某种程度上悬挂了?不太可能。
把鸡舍弄得漂亮是一回事。但是，除非有人愿意在一旁监视，否则狼还是会得到他想要的东西。我很清楚在纽约就是这样。
马丁，你同意我的看法。
马丁，你同意我的看法。房主们开始购买廉价能源。简单的解决办法是将一定比例的财产税转移到能源税。我的方法很简单。大量授权和Resnet并不简单。Resnet增加了我的成本，这是我的底线。
乔，很抱歉再次在这里你有它的承包商，因为我是一个承包商。要找到价格低、工作质量好的承包商并不容易。当你找到我们时，我们一定会在大热天给你一杯柠檬水。告诉你一个小秘密，一杯水，我们大多数人会尽我们所能，真正提供一流的服务，超出任何合同规格。
Resnet & Energy Star
我认为RESNET和能源之星帮助提高了标准。
是的，Resnet和能源之星
是的，Resnet和能源之星以及所有其他公司都提高了标准。还有成本。如果客户希望增加成本，我完全可以接受任何附加的项目。
我的基本观点是，我们可以通过提高能源成本来让一切变得更简单。
回复AJ Builder
AJ,
和你一样，我认为我们需要提高碳税，这样化石燃料的价格就能反映出燃烧它们对环境造成的破坏。
然而，我不相信更高的燃料价格将足以确保建筑商在新住宅中采用具有成本效益的节能措施。例如，现在，在目前的化石燃料价格下，对新的房屋建筑商来说，更加重视空气密封是划算的。但他们没有这样做——因为很少有法规要求这样做，而且已经存在的法规从未得到执行。
因此，房主得到的房子很糟糕——不是因为燃料定价不正确，而是因为建筑商没有动力实施成本效益高的解决方案来解决设计错误。
我们在纽约北部有一些PGH建筑商
Maritin，糟糕的房子，换句话说，滑雪国家的每一个公寓，都必须在结构上重建，更不用说空气泄漏和能源浪费了，所以是的，繁荣时期的公寓都建得很糟糕。但在这里和萨拉托加附近，我们有几家新的绝缘公司，他们正忙着为最好的大型建筑商工作。每年举办的房屋展示会可能会通过竞争的力量来帮助我们的地区。我看到欧文斯康宁密封系统现在在这里使用，我们有喷雾泡沫公司，我使用的有一个鼓风机门和评分器。所以，我认为我们做得比糟糕要好。我构建。我支持我们优秀的建筑商。在我的领域，除了我能做的之外，这些是我知道和推荐的建筑商。
教育房主
当我在设计我们的新房子，并选择/与建筑商合作执行计划的过程中，我发现自己在想普通人如何才能得到一个真正节能、舒适和耐用的家。大多数情况下，如果房主的角色仅仅是袖手旁观6-12个月，然后开支票，那么真正好的结果是不会发生的。
虽然在建造PGH和更好的房子的人中有一些熟练的人，但我不得不认为，让PGH成为规范而不是例外，是对那些让建筑商参与他们项目的人进行大量的前期教育。如果需求和监督不是来自于房屋所有者，那么在PGH和更好的阶级中，唯一的建设将由那些被选中的少数人完成，他们想要把自己与其他人区分开来，并高于其他人。
对迪克·拉塞尔的回应
迪克,
你说得对，一个受过教育的人在建造一个新的定制住宅时，有时可以确保建筑是节能的。
但在美国，绝大多数新房都不是定制房，而是开发商建造的规格房。在这所房子的漫长寿命中——也许是100年——所有后来的买家都没有以任何方式参与最初的规格。这就是我们需要建筑规范的原因之一。
我同意resnet和energystar
我同意resnet和energystar提高了标准，我们今天应该设计到更高的标准!!
能源之星的经验法则?
每1000平方英尺1吨的经验法则很有趣……
能源之星网站上说，对于房间空调(即窗户或墙壁)，12000 BTU(1吨，对吧?)适合450至550平方英尺。所以这是“Blasnik和Bailes”经验法则的两倍…
低BTU迷你分裂?
看起来最小的迷你分裂仍然是9000 BTU和18000 BTU的HP。如果你只需要1/2或更少呢?应用是在一个非常紧密的绝缘良好的房子里的几个房间-有窗子(也想让压缩机的声音远离房间)。我知道，EMC电机可以运行在3000 btu -但它似乎仍然比需要的容量多很多。什么好主意吗?
回复Christopher Vlcek
克里斯托弗,
显然，不得不购买超出所需容量的容量让您很恼火。然而，你可以安慰自己的信息是，超大的无管道微型裂缝在部分负荷下比满载时效率更高，所以你最终会得到非常低的能源账单。(部分负载效率高的原因是他们使用了逆变器和变速直流电机。)
有关无管道微型裂缝效率的更多信息(特别是当机组尺寸过大时)，请参阅Dana Dorsett的评论(评论#7，发布于5/25/12 13:52)这个博客页面．
地下室的经验法则
马丁,
非常感谢你对我其他问题的宝贵建议。
至于修改后的经验法则，即每1000 SFT的条件空间为1吨，我是否应该将地下室区域视为与主要楼层相同的楼层?我在主楼层有2150个SFT，在主楼层下面的半罢工地下室有另外2150个SFT。我应该计算4.3吨还是忽略地下室和2.15吨?
我收到了一个暖通空调承包商的报价，为我的家指定了一个3吨的GeoComfort地源热泵。他进行了一些测量，并向我提到了该规格是来自手动J计算。他通常会看到一个4吨规格的房子，我的大小，但由于气密混凝土墙(ICF/EIFS)，它是3吨。所以我想看看这从死亡法则的角度是否说得通。
谢谢,
venkat
对Venkat的回应
引导,
如果你的地下室已经完成，有条件的空间——你想包括管道系统和供应寄存器，这样冬天可以加热，夏天可以空调——那么在进行冷负荷计算时，你应该包括这个区域。
如果你的地下室还未完工，没有进行条件调节，那么你就不会把它包括在内。
每吨1000平方英尺的规则
每吨1000平方英尺的经验法则，只用于冷却?
凉爽气候下的降温
应该注意的是，每个位置/气候都有自己的经验法则，因为设定的室温和环境温度的差异在某种程度上是房间热量增加的主要因素。我在热带地区，我们的经验法则是1吨:1000平方英尺(1.5马力:100平方米)。我们的经验法则是大约1马力:10平方米。与同样100平方米的1.5马力相比，这是一个惊人的10马力。6 x更多!室外温度为30˚C(86˚F)，湿度约为50-60。我们还使用变频直流压缩机电机，这意味着100%运行在最热的不是一个好的标准。如果压缩机以100%的速度运行，电机的寿命和效率会下降。这篇文章应该修改，或者至少要注意它是针对美国特定纬度的。我猜想佛罗里达将不同于这一“规则”。
对王永信的回应
维克多,
执行手动J冷却负荷计算总是比使用经验法则更可取。
也就是说，你所描述的室外温度为86华氏度，室外相对湿度为50%至60%的条件并不是特别具有挑战性。在佛罗里达和休斯顿，这些情况很正常——事实上，室外的温度和湿度通常要高得多。所以，在佛罗里达适用的经验法则在你描述的气候中肯定也适用。
你没有提到你居住的国家的名字。值得指出的是，本文中提到的经验法则适用于美国建造良好的新房子——建造时注意气密性，有足够的绝缘水平，并有双层玻璃低shgc窗户。在我刚刚访问过的热带国家柬埔寨，新建筑没有隔热材料，大量漏风，只有单窗格窗户。这些建筑不能使用为佛罗里达州能源之星住宅开发的经验法则。
回复Tony Tibbar(评论#31)
托尼,
Q。“每吨1000平方英尺的经验法则只是用于冷却吗?”
答:是的。
手动J表示峰值负荷，实际负荷，还是两者都有?
我最近得到了一个基于Manual J的住宅冷却负荷程序(估计是旧版本)，我想知道该工具的最佳用途是什么;计算出的负荷仅仅是一天中太阳增益最高的最热部分的峰值负荷吗?
我想确定房子实际的冷负荷，比如一季较暖部分的日平均负荷。例如，如果在一个典型的炎热的夏天，房子的平均负荷为18K BTU/H，但在短时间内达到22K的峰值(例如晚上的太阳，做饭，很多人等)……看起来合适的AC应该是1.5吨，而不是2吨。
如果Manual J是为了确定峰值负载，那么将AC设备大小调整到峰值负载是否有意义?如果一所房子只在短短的2小时内经历这种情况，那么房屋的热质量是否会帮助较小的空调系统顺利度过这些高峰时段呢?(例如，温度可能上升2度)或者将设备尺寸设置为峰值1%负载是否有意义，因为在非常热的0.1%的日子里，AC将会尺寸过小——并且依赖于热质量?
此外，关于如何处理窗户，我也看到过相互矛盾的建议;有趣的是，你提到暖通空调承包商可能会“假设所有的窗户都没有窗帘或百叶窗”来获得更高的分数，但我读到这应该是假设，因为房主倾向于在晴天打开窗帘(为了自然光线，风景等)。我还读到过，树的覆盖物不应该计入外部的遮阳板，因为“树木可以被砍伐”。但这似乎很疯狂，除非这些树真的可能在未来10-15年内消失。
回复Nathan Efrusy
内森,
Q。“计算出的负荷是否只是一天中太阳增益最高的最热时段的峰值负荷?”
答:不太好。从6月到9月，外部设计温度通常只超过2%或2.5%的温度。这些值被称为2%设计温度或2.5%设计温度。
这种方法解释了你的担忧，即选择仅为一年中最热的一小时设计的设备会过度消耗。
当涉及到设备尺寸时，您最好遵循ACCA手册s提供的指导。这并不像“现在我知道了我的冷却负荷，我将选择满足负荷的设备”那么简单，部分原因是尺寸过大是不可取的。
有关Manual S的更多信息，请参见S手册．
如果你是房主，你可以控制你的百叶窗，你可以做出任何你想要的关于百叶窗可能是向上还是向下的假设。树木也是如此。
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