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绿色建筑师休息室

多区热泵问题

为什么多区空气源热泵的性能通常比单区无管道微型裂缝差?

在这一集中,Dana Fischer(中)分享了他的微型裂热泵专业知识与GBA的绿色建筑师Phil Kaplan(左)和Chris Briley(右)。

在寒冷的气候条件下,多区热泵系统(或多分段系统)在能源效率方面表现不佳。简而言之,当你要求一个大容量热泵勉强维持少量的加热或冷却时,就会发生这种情况。你的效率根本达不到广告上所宣传的或你在能源模型中使用的水平。

别害怕!Chris和Phil邀请了一位特别嘉宾,三菱公司的Dana Fischer分享了一杯饮料,并深入了解了这个问题,以及如何正确地为节能房屋或建筑设计多区热泵。

鸡尾酒

热黄油朗姆酒(4)服务
2杯水
1/2棒(1/4杯)无盐黄油
1/4杯包装好的深红糖
1茶匙肉桂
半茶匙现磨肉豆蔻
1/4茶匙磨碎的丁香(新鲜的更好吃)
1/8茶匙盐
2/3杯黑朗姆酒(我们用的是Meyer 's)

将水、黄油、红糖、肉桂、肉豆蔻、丁香和盐放入1.5到2夸脱的平底锅中,用中火煮沸。转小火慢炖,偶尔搅拌10分钟。关火,加入朗姆酒搅拌。为热。谢谢,Epicurious !

的Mocktail

费舍尔鸡尾酒
1/2盎司扭曲灌木的蓝莓柠檬灌木
2盎司无糖蔓越莓汁
1/4盎司枫糖浆
三杯费哥威士忌桶陈年苦啤酒

配上碎冰,如果你有新鲜的蔓越莓,可以在上面放上一点。

亮点

  1. 热泵是如何工作的?这一切都是关于制冷的物理学(和声子!)
  2. 单区和多区,有什么不同?
  3. 有什么问题吗?为什么多区域存在效率问题?这并不总是一个合适的解决方案。
  4. 问题有多严重?你可以看到宣传的COP为3实际上是2甚至1!
  5. 解决方案:适当的尺寸;适当的分区;补充或集成系统。了解你要求热泵做什么。
  6. 管道系统呢?很好的解决方案,但需要更多的思考和费用。

宠物产品

我分享了一个我正在考虑收养的宠物产品:Glavel.这是带空气的回收玻璃块。大约每英寸R-2,它可以用来取代楼板(以及碎石)下的EPS或XPS刚性绝缘。

最后的歌

菲尔分享了一首我们在计划下一个很棒的项目时都应该播放的歌曲。为了纪念这个主题,菲尔选择了“双头男孩”中性牛奶酒店.(看到他做了什么吗?)

不要错过任何一集,带着你的播客!订阅绿色建筑师休息室在iTunes上或从任何你下载播客的地方。这个节目的主题音乐是塞尔达的主题佩雷斯·普拉多。

特别感谢我们的赞助商Pinnacle窗口解决方案

成绩单

克里斯:大家好!欢迎来到绿色建筑师休息室播客。我是主持人克里斯·布里利。

菲尔:我是主持人菲尔·卡普兰。嗨,克里斯!

克里斯:嘿,菲尔!最近怎么样?

菲尔:今天真冷。寒冷的。你知道我开车进来时看到了什么吗?

克里斯:不。

菲尔:关于大楼的时间和温度?

克里斯:我知道你看到了什么。

菲尔:我什么都没看到。

克里斯:一个大大的零。

菲尔:鹅蛋。

克里斯:甜甜圈。

菲尔:没错。

克丽丝:什么都没有。它是凉的。

菲尔:很冷。所以,今天是讨论我们今天要讲的内容的完美日子。

克里斯:没错。这是——我们应该警告所有人——这是一个寒冷气候的插曲。这是一个主要影响寒冷气候地区居民的问题。我们将讨论多区热泵的“问题”。

菲尔:问题。挑战!

克里斯:挑战。这不是问题。我们不会这么说,因为这会让所有人恐慌,远离热泵。我们不是这么说的。我们说的是有问题。每个人都需要意识到这一点,他们需要开始更好地设计他们的东西(他们的热泵系统)。

菲尔:没错。所以,今天在这里,给我们阐明这个问题以及如何解决它,是……

克里斯:达娜·费舍尔。

菲尔:欢迎你,丹娜。

黛娜:嘿,很高兴来到这里。很高兴见到你们,一如既往。

菲尔:是的。

克里斯:很高兴见到你。

菲尔:很高兴你能来。的确如此。

克里斯:是的。

菲尔:我们认识丹娜很多年了。克里斯和丹娜,你们去道路回来。

克里斯:很久以前了。

黛娜:是的,我们今天早些时候聊过这个。回顾十多年前关于太阳能的东西,以及那些令人兴奋的太阳能热和耐嚼Wonkers的日子。

克里斯:对,没错。你当时在Chewonki基金会.(你叫它什么?这不是营地)。

黛娜:嗯,他们也有营地,不过那是校园。这是不同的…

克里斯:他们有大型的能源峰会,你在那里介绍缅因州的太阳能公司。这真的很棒,很鼓舞人心,我想,“天哪,这家伙真有本事。”

丹娜:(笑)

克里斯:看看你现在!你在缅因州效率公司待了很长时间。多少年?

黛娜:对,我在缅因州效率公司工作了7年,负责各种供暖系统和天气调节,还负责贷款项目,并让它运行起来。所以,那是一段美好的时光。

克里斯:是的。

菲尔:现在你在缅因州和新罕布什尔州代表三菱公司。

丹娜:是啊。我为三菱电机热泵覆盖了这两个州。我支持两个州的安装商和分销商网络。我正在努力确保每个人都掌握了他们需要的所有技术信息,他们在那里进行最佳实践,并为客户提供良好的服务。所以,这对我来说是一个很好的转变。

菲尔:丹娜来这里是因为他帮了我很大的忙。他是我们三菱热泵出问题时的得力助手。

克里斯:对的。

菲尔:我要澄清一下,这是一个问题所有热泵……

克里斯:都是热泵。正确的。

菲尔:不仅仅是三菱。Dana在这方面做得很好,所以他将能够广泛地谈论这些问题。

丹娜:是啊。我认为这是——我们正在聊天——在过去的几年里,随着更多寒冷气候版本的多区域系统的到来,它真的归结为单位的大小和选择,它与热泵多区域系统如何运行的限制有关,并围绕它工作。所以,我们将有一个很好的机会来讨论所有这些不同的部分。

克里斯:在我们讨论完这款鸡尾酒之后。

[男人们对这一集的鸡尾酒吐了个不停。]

克里斯:我们开始吧。

菲尔:再说一点,我们不打算详细介绍热泵及其工作原理。丹娜会给我们做一个简短的介绍,她会告诉我们一些关于它的事情。但如果你想了解更多,在第31集,我们讨论了如何选择机械系统.如果你们想复习一下,可以回去听一遍。

克里斯:对的。我们将讨论它们是如何工作的,但不涉及我们如何确定它们的大小以及我们为什么选择它们等等细节。

菲尔:谢谢,克里斯。是的。

克里斯:对吧?是的。所以,也许我们应该从这里开始。

菲尔:是的。丹娜,热泵是怎么工作的?你听起来会比我们聪明得多!这并不难做到。

克里斯:对,这不难做到。谈到冰箱,我们有自己的噱头——传递热量,而不是产生热量,诸如此类——但你可能有更好的……

丹娜:嗯,你知道,我认为(就像你和一些听众一样),在高中或其他任何地方,每次在科学课上提到冷藏的概念时,我都完全失去了意识。那不是很有趣。谁能理解这整件事是怎么回事?

然后当热泵开始出现时,我们真的(在州一级)必须看看这里发生了什么。这些东西是如何运作的?我不得不重新研读课本,研究其中的一些。然后四处和人们谈论这个问题,我已经尝试了很多次,真正引起人们注意的是,你在这些系统中使用的制冷剂(称为410a,这是一种相对较新的制冷剂技术)的沸点是-50华氏度。

所以,沸点这么低,当它被喷射到室外机,进入低压状态时,它的沸点是-50度(这比今晚的温度要低得多),所以空气中的所有热能都可以被410a吸收(我不认为它达到了最低沸点,但它正在接近这个水平)。因此,它会将其加热到室外环境温度。

所以,在像今晚这样的夜晚,它通过进入散热器来加热它,寒冷的零度风吹过它,带着一个大风扇加热它的制冷剂冷却到大约0度,然后制冷剂进入压缩机,室外机上的压缩机(由电动机运行)压缩制冷剂,减少其体积。当它的体积减小时,它也增加了热能的密度。

克里斯:是的。所以它通过压缩释放能量。对吧?

黛娜:嗯,这就涉及到你在高中时容易忘记的另一件事,那就是天然气法。热能保持不变,任何东西的热能始终保持不变。所以,当你压缩气体时,你也压缩了热能。这表现为更高的温度。所以,当制冷剂从压缩机中出来时,温度不是零度,而是140或150华氏度(这已经足够热了)。

然后压缩机把它通过铜管推到室内机,那里有另一个翅片管散热器和风扇,它把室内空气吹过热盘管和热制冷剂,把热量传递到室内。制冷剂冷却到大约室温,然后循环回室外机组。如此循环往复。

克里斯:对的。所以,丹娜,我敢肯定有人在想,“但是丹娜,外面是零度!这东西怎么可能有能量去抓呢?它不热。它是如何从0度吸收热量的?”

菲尔:这是最让人害怕的事情。我们有客户,他们说:“哦,是的,我听说天气冷的时候,它不太好用。”

克里斯:是的。它的效率确实下降了。对吧?

菲尔:没错。但我们仍然能听到。

克里斯:他们认为现在的天气就像80年代的天气一样,气温低于零度,基本上就停止工作了。但是这些所以不同。

丹娜:是啊。你知道,很多时候人们认为热能就像波浪,或者他们认为一个木火炉,或者感觉来自太阳的热量或其他东西。但你也可以把热能看做一个粒子,看做一束能量。我们经常谈论的光的等价物是来自太阳的光子。(它是光,它是光能,它可以通过太阳能电池板发电)。

在热学界,与之等价的(没人听说过这么多)被称为声子,它是一个热能包。这个热能粒子是进来的一切.任何有温度的东西都有热粒子的密度(这些声子)所以,我们不断地在这些粒子中产生热量,并在我们走动时释放它们,所有物体都有一定的密度,这些热粒子从密度较高的(更热的)转移到密度较低的(更冷的)。

所以,没有热粒子的温度是绝对零度,比如零下270摄氏度,或者0开尔文。是啊,就像外太空一样冷!所以,当外面是零下10华氏度,或者零度,或者高于10华氏度,或者高于20华氏度,有仍然相当多的热能四处漂移,漂浮在太空中。

所以,当制冷剂在零下50度进入室外线圈时,它就有没有热粒子,所以那些散在空气中的热粒子附着在外面的线圈上,被吸收,被压缩,然后转移到房子里。

这是一种考虑热能的不同方式。你捕捉了所有在外面飘来飘去的热能,并将其移动到你的房子里,然后你的房子的围护结构的效率实际上就像它保留所有这些热粒子的能力,它如何捕捉热能并防止它逃逸(从空气流动或低水平的绝缘,诸如此类的东西)。

克里斯:完美。我想我们已经讲过了。我们已经失去了一半的听众,我们要把他们拉回来。

菲尔:(打鼾)

克丽丝:一群书呆子!我的天啊!(笑声)

事实上,我们的听众,我们保留了大部分。新听众可能会说:“哦,天哪,我只是想听热黄油朗姆酒。”但是,没有

菲尔:不!我们的一些听众和我一样。明天我要在一个句子里用到“声子”。

克丽丝:我也是!

菲尔:我太兴奋了!我以前从来没有做过。

克里斯:你知道,这个鸡尾酒中的声子密度比我们之前提出的鸡尾酒要高得多。

菲尔:干得好,干得好!

克丽丝:好吧。

菲尔:丹娜,给我们一个基本的了解:单区域和多区域。我想有些人会想:“哦,是的。我有个热泵,我明白。我在墙上看到了子弹。我怎么知道我是单区还是多区?”有什么不同?

黛娜:是的,我们现在谈论的是所谓的微型分割系统或多分割系统。微型分离式热泵,它被称为分离式热泵,因为它在室内和室外各有一个单元,它被称为微型,因为它比传统的加热和制冷系统要小得多,而传统的加热和制冷系统是分离式设计的。所以,一个一对一的系统是你有一个室外机,有两条铜制冷剂管道连接到一个室内机,它在这两个机组之间循环制冷剂。

多分段或多区热泵将有一个室外机,可以转到多个室内机(两个、三个、五个、八个室内机)。这是目前最大的住宅版本。所以,人们会说,“天哪,太棒了!因为如果我想要四个、五个或六个室内机,我只需要一个室外机。”这是完全正确的。

我们要讲的是,实际上,你应该设计或选择室外机以及室外机的容量基于负载而不是房子里正面的数目。这是两个不同的问题。

菲尔:没错。这个室外机——人们在很多地方都看到过——看起来有点像一个大风扇。

丹娜:是啊。

菲尔:里面的单位,我们称之为正面。有时候,这些单位…

克里斯:或者磁带。墙磁带。

菲尔:磁带,对。大约4英尺宽,18英寸高。

克里斯:你通常在天花板附近看到它们。它们通常安装得很高。它们有各种各样的型号。你可以让它们进入天花板。我们会在解的部分讲到管道系统之类的东西。甚至还有楼层单元。有一天有人问我:“你有没有设计过楼层单元?”我想我没有。

菲尔:不,建筑师不这样做。

克里斯:(笑)

菲尔:我们希望他们别挡道!

克里斯:我们希望他们别挡道。

菲尔:但是我知道他们更有效率。

克里斯:我也是这么听说的。取暖。

黛娜:嗯,这是一个不错的选择,特别是如果你有一堵膝盖墙或走廊的话,但你不能把家具放在它们前面。所以,它必须在一个不会被居住者或任何未来居住者阻碍的地方。

克里斯:我们讲了一对一的比例,还有多区域。所以也许现在我们讨论的问题是:现在你有一个大的室外机,然后你有一堆小的室内机,这是一个超级紧凑的房子。你不觉得,这就是为什么我们看到了热泵的复兴吗?是因为像你和我这样的人,菲尔,我们正在设计这些被动式房屋,这些超紧的房屋?

丹娜:是啊。所以,我们应该开门见山。我们真正想要解决和讨论的问题是,在某些应用中,多区热泵是不合适的。如果您在负载过低的情况下使用过多的多区域系统,我们就会看到这样的情况:人们的性能会很差,温度控制也会很差,电费也会很高——比他们预期的要高。特别是在低性能的房子里,他们建造了一个非常紧密的外壳,它是非常绝缘的,他们期望有非常低的能源成本。但因为热泵总是为系统选择和超大,这不是他们所经历的。

克里斯:让我来画一个场景(然后我们从这里开始),有一个男人,他想要一个漂亮的、大的、有很多房间的房子,他对这些房间有很多计划,所以他想要所有不同的区域。他雇了一个绿色建筑师(我们会说,一个可持续类型的建筑师),然后他说,“现在,让它超级高效。”因此,我们减少了能源需求。“所以现在,伙计,你可以用一个多区热泵来加热整个东西。一个42000 BTUH多区域的东西。”他说:“是的,很好。但我希望每个房间都有完美的温度控制分区,所以我在每个房间都放了一盒磁带。”

现在我们有一个大的室外机和一堆室内机。然后问题就来了。这是秋天。有点冷。北面的一个磁带说:“嘿,我想要一点热量。只有一点点。”它要求外面的这个大热泵开始供应。对吧?

丹娜:是啊。是的。完全正确。尤其是你们设计的很多高性能住宅的负荷要低得多。所以,在设计温度下(在这个地区大约是零下6华氏度),有一个高性能的家庭,峰值加热负荷需求为20,000或25,000 BTUH,这并不是没有听说过的。所以,你会期望这就是在那个时间点你需要的热量。然后,同样地,你会想,“好吧,这个季节有一半以上的时间是在20到30华氏度之间度过的。”所以,这不是相同的负荷水平(大约是峰值负荷的一半),所以在这些高性能的家庭中,您的加热负荷可能是10,000或12,000 BTUH -是您预期的一半。

所以,当房主说,“嗯,我想在整个房子里有5个或6个或7个不同的磁带,以控制所有这些不同的区域,”你输入这些更大的多区域,它们确实产生4万到5万BTUH的热量-我们有点跳过了这个-但是采用多区域系统的一个后果是,因为所有的管路都是到处都是不同的管道,为了确保系统的使用寿命,它需要有很大的信心来保证制冷剂和冷冻油的循环通过每一个孔,一路通过,然后回来润滑压缩机中的所有不同部件。

因此,多区域系统可以向下滚动的最低容量大约是其最大容量的35%。所以,如果你有一个45000 BTUH的系统,额定在0摄氏度或5华氏度下释放45000 BTUH的热量,不管你是否需要,它能够向下滚动到15000 BTUH的最小值。

钟形曲线图(左上)一般显示了热泵系统在设计负荷(紫色和蓝色)和在中值负荷(金色)下所花费的时间。柱状图(下图)显示了某些三菱机组的加热能力范围(kBTU/h)。该图显示了这些单元何时达到最佳效率。例如,如果一个分割系统(5c42NAHZ)被要求只提供10 kBtu/h,它将低于其最佳效率,并将超时工作以释放其最小输出的多余能量。

菲尔:嗯。

黛娜:如果你的房子非常紧张,你会说:“哦,好吧!负载为25000 BTUH。好的,我们有5万到1.5万。好吧,这在正确的范围内。”好吧,当你有的时候一半在这些负荷中(实际上是供暖季节的大部分负荷),它在多区室外机的最小输出功率之下反弹。所以,它是开着关着的(这真的是一个关键的效率问题,以前你爸爸的热泵真的不是为这种气候设计的,只是开着关着,使用各种电力)。所以,你真的(通过扩大系统),你回到了上一代热泵的一些缺点。

菲尔:那么,丹娜,当这种情况发生时,典型的性能系数——输入的能量单位数与输出的能量单位数——在理想情况下,COP约为3?

丹娜:是的,你可以在缅因州的最高性能中获得接近3的COP(意味着一个单位的能量用于三个单位的能量移动),在我们有趣的冬天,缅因州的系统非常匹配。如果采用多区域系统,我认为你的COP的季节性平均值可以达到2.6或2.7左右。它的效率会低一些,因为系统的大小和涉及到的马达。但如果你的身材特别大,它可能会更低——比如2!这仍然是…

菲尔:或者更少。

丹娜:是啊。

菲尔:我和罗伯·奥尔德里奇谈过了。他和康涅狄格州的史蒂文·温特一起做了很多测试。

丹娜:是啊。不,这是真的。

菲尔:他的正常血压是1.6,有些人甚至低于1。我的意思是,我们讨论的是低于电阻的情况。

黛娜:嗯,我还没见过那么低的地方,不过我不得不说,每个人都想去一个有热泵运行的地方所有时光与游手好闲,相濡以染只是适量的热量,但是很少经历任何关机周期,可能每三到四个小时经历一次解冻模式,除非有暴雨或其他情况。我们的目标是让这些东西一直平稳、安静地运行。

所以,运行热泵有一个问题——主要是人类。所以,他们会改变温度,把温度调高,然后再调低。它们的尺寸不当或不合适,导致了这些问题和关于效率低下或电费高昂的抱怨。

所以,我们需要关注的是加热负荷。当你在为人们设计时,看看加热负荷,并考虑你的选择。所以,如果你有一个客户说,“我想要五到六个室内区域,”那太好了!给人民他们想要的。这只是你可能想要包括多个室外机,并有更小的室外机,将匹配负载整个季节,不只是满足他们的需求是在高峰负荷。

菲尔:这是否意味着房主要支付额外的费用?

黛娜:不一定。因为,事实证明,在户外单位成本方面,更大的房子有一些匹配。你可以得到,比方说,一个三区或两区系统。室外单元在成本上与两个一对一的小单元并没有太大的不同。所以,你可能会看到更多的成本,如果你说,“我要放六个室外单元”而不是一个,但你会得到冗余,更低的运营成本,更好的温度控制在各个区域。

菲尔:是的。事实上,这就是我们最近一直在做的自从我们听说了这些问题。

丹娜:是啊。我的意思是,多区域-如果你有一栋建筑或一所房子,它的负载相当于每年700,800,900,1000加仑的石油或更多,它们是一个漂亮的机器。当一个多区域与建筑相匹配时,它可以在整个(相当大的)空间内提供非常高的效率和舒适度。但是,确实有局限性。如果你把一辆麦克卡车放在大楼外面我们之前讲过类比如果你在外面放了太多系统,它就不会很适合你。

菲尔:没错。我们谈到了这辆糟糕的Corvette(一种靠动力就能跑得很快的赛车),当你告诉它它每小时只能跑两英里时,它很不高兴。这是注定的.如果你不放手,它就会喷溅出来。它坏了。它不快乐。它没有做它该做的事。这听起来和你说的很像。

丹娜:是啊。所以我想这就是人们认为它是一个问题或问题之类的东西。任何设备都有其固有的局限性,热泵也不例外。

因此,当我们考虑未来十年的建筑和设计时(我们正走在与其他北方国家相似的道路上),我们很可能会看到缅因州、新罕布什尔州和马萨诸塞州的大多数家庭安装热泵。在2003年至2015年的12年时间里,挪威从使用热泵的比例很小,到使用热泵的家庭比例超过50%。在此期间,他们在挪威安装了近一百万个热泵。

他们的人口大约是缅因州的四倍,所以如果你把它扩大到缅因州,这里就有25万个热泵,新罕布什尔州也有25万个。到目前为止,缅因州有3万到3.5万套住房,所以在我们结束之前,我们又有了过去6年迄今为止的8倍。甚至可能超出这个范围。随着围绕可再生能源和电气化的所有政策工作的开展,这确实是热泵领域令人兴奋的时刻。我们可以预见,未来它将无处不在,越来越普遍。

因此,作为超级节能极客,我们的职责之一就是确保人们了解这些限制和限制,最大限度地发挥他们的性能,并确保我们尽最大努力——当我们从现在开始十年后,回头看,我们对已经安装的高性能系统感到非常满意。而且安装得很好。

克里斯:好。我认为这是结束第一部分的好方法。我们会快速休息一下,然后我们会回来,我们会讨论解决方案和设计这些多区域系统的方法。

菲尔:突出。我想要解决方案,克里斯。

克丽丝:好吧。不要走开。

(广告打破)

克里斯:好,我们回来了。嗨,菲尔!

菲尔:嘿,克里斯!

克丽丝:嘿,丹娜!

达纳:哟!

克里斯:哟!所以,是的,也许我们应该利用这个机会首先感谢Pinnacle Window Solutions,我们现在有一些很好的赞助商。太好了!

菲尔:对,没错!

克里斯:但我们也应该说,我们不会让任何人赞助我们,因为每个人都想赞助我们。但我们说,“嘿……”严肃地说,如果不是我们要用的产品,我们是不会让别人赞助的。

菲尔:我们会详细说明的。

克里斯:对的。指定、使用、甚至背书。

菲尔:或者努力去详细说明。

克里斯:对的。正确的。克里斯·布里尔,他是老板,你和我,实际上我们所有人都认识他。伟大的人!

菲尔:太棒了。多年来,我们一直在为高性能住宅指定他的窗户。我们很高兴能有Pinnacle作为赞助商。

克里斯:绝对!他的优点怎么说都不够,还有他们提供的服务。它们是本地的。这是其中之一:你可以在美国买到欧洲的窗户(他们的Logic品牌是在宾夕法尼亚州制造的)。所以,恭喜你。

菲尔:克里斯,这里有个小提醒:我们会重做关于窗户的那集。

克丽丝:我知道。我们一直在互相威胁。“我们要重做窗户!”我们的视窗集,你现在找不到,因为太臭了,伙计…

菲尔:丹娜,这是我们的非常首先,这是第一条。

克里斯:对的。我想是第一个。是的。我们刚开始习惯播客的内容。

菲尔:才刚开始。

克里斯:不仅如此,它已经过时了。也许这是一个很好的机会,可以说:我们正在讨论的这个问题?它可能在一年左右的时间里结束并解决。伙计们,看看这方面的日期,因为热泵是一项迅速变化的技术。

菲尔:是的。多区域是相当新的。

克里斯:对的。

丹娜:是啊。超热多区域真的只存在了很短的一段时间。人们只是在研究电费账单的过程中才发现了这种情况。其中大部分都发生在寒冷的气候中,在那里我们有大量的供暖季节和“一半的负荷”时期。所以,一旦你到了纽约南部,这种事情就不会发生了。

克里斯:对的。它们的峰值负荷不是-它们的设计温度不是零下6度。

丹娜:是啊。一旦你说,“好吧,我们的供暖季节有一半是50度,”这真的不是什么大问题。

克里斯:对的。因此,在我们讨论解决方案和我们将采取的方法之前,也许现在是一个好时机。我们不一定要挑三菱的毛病。你在这里是因为你和三菱的关系。那么,他们是否在进行测试并试图找出如何解决这个问题?如何-而不是放入一个数字COP,然后,哒哒!这就是效率!

丹娜:我认为这实际上是三菱在美国市场上真正与众不同的事情之一,是与市场的接触程度,并试图为我们所有不同气候的建筑采用解决方案。围绕多区域的这种限制实际上并不仅限于三菱。事实上,三菱的产品比竞争对手的产品更能向下滚动。但他们都会看到这个。所以无论你是和富士通,大金还是LG设计,这些都是你需要考虑的事情。请注意,要找到关于其他一些限制的信息可能不那么容易。我希望每个人,不管你最喜欢什么口味,都要非常谨慎。

克里斯:作为设计师,你有35%的经验法则。也许这就是我们开始的地方。作为设计师,我们可以开始感觉或感觉到我们正在创建一个多区域系统,我们知道它将在下降之后抓住需求。

丹娜:是啊。这取决于你的尺寸。所以,当安装程序在那里时,它们并不都是大小调整的。但当我们谈论新建筑或重大改造时,我们谈论的是能源模型和手册j,我认为避免这种情况的关键策略之一,在任何情况下,都不要对你的能源模型过于保守。我见过很多在暖通空调方面有丰富经验的人,他们说,“嗯,它有时会下降到-20,所以我将在我的能源模型中使用-20。”

菲尔:对,对。最坏的情况。

黛娜:错了!

克里斯:这是错误的。

黛娜:这是不对的!因此,对于缅因州和新罕布什尔州的大部分地区(可能还有整个佛蒙特州),设计加热负荷在0到-6或-8之间。你可以进入一些极端情况,比如-10或-13,但在大多数情况下,它都在这个范围内。如果你把型号调到-20,你肯定会让你的系统变大。所以这是要避免的。

另一部分是,你一定要了解客户,了解他们对发行的需求,以及他们对系统如何交互的需求。但你真的不应该有一个单芯压缩机,超过计算的加热负荷超过20%。我想如果再往南一点,你可能会说不超过50%。

克丽丝:嗯。

黛娜:但是我认为,当你试图覆盖这些遥远的北部州的所有季节性时,你真的想要接近完全相同的热量负荷,或者高达120%。沿着同一条直线,我遇到的一件事在我的一些阅读从挪威的热泵协会(有很多经验在寒冷气候和已经做了很长时间),就是你可以找到的文档,他们说前面的理想效率成本的系统和系统的整体运行性能时你大小房子的热负荷的80%左右……

克丽丝:哇。

丹娜:这对我们来说似乎有点奇怪,因为我们会想,“嗯,当100%的时候会发生什么?”

菲尔:没错。

克里斯:所以,当我最需要它的时候,有20%的时间我没有它!

黛娜:所以,他们的建议是,你可以安装第二个热泵,或者你可以使用另一种形式的热量,比如在房子周围安装颗粒炉、木炉或电阻热。但这又回到了我们在前面的部分中包括的内容——讨论让系统一直处于海岸状态并一直运行。

因此,如果你要调整到80%,真的没有任何情况(非常非常有限的加热情况),你会低于不同热泵的低输出水平(如果你要调整到这个水平),然后你有一个增强热…

克丽丝:嗯。

黛娜:第二阶段的高温是为了适应像今天这样的极端天气。

克里斯:对的。

菲尔:对,太棒了,丹娜。我认为这是一个很酷的想法,一个很酷的经验法则。我的意思是,因为,克里斯,我知道你们做的事情和我们做的很像……

克丽丝:嗯。

菲尔:我们有时会有备用电力,我们还会有颗粒炉或柴炉。

克里斯:是的。比如你浴室的瓷砖地板上有电辐射,或者甚至是入口通道上有电辐射,或者你有一个小的辐射板。

菲尔:嗯。

克里斯:有时这就是我们处理区域问题的方式,当你很紧张的时候——“哦,这个房子里的这个系统能让浴室足够暖和吗?”

菲尔:没错。这是关于分销的。

克里斯:是关于分销的问题。但也许,你的电阻热只是一个助推器。它不是你的备份——它实际上是设计的次要部分。也许它可以……

黛娜:也是综合性的。

克里斯:集成!这是一个很棒的词。

丹娜:你的控制系统是集成的,所以是无缝的。你把温度设置在70华氏度,房子总体上满足这些条件,以保持舒适。所以,你可以用所有的热泵来实现,但是你需要考虑到不同系统的大小。或者你可以有备用的。

我们还没讲到管道,但是…

克里斯:对的。

黛娜:……为了引导我们走上这条路,三菱公司有导管系统,你可以添加一个模块,上面有他们所谓的烤面包机套件。

克丽丝:嗯。是的。

黛娜:它看起来很像烤面包机。你可以放一片很大的面包进去。

克里斯:嗯。非常有趣!(笑声)

黛娜:基本上当热泵的设定值温度下降时,它就会启动。所以,你把客厅的室温调到70华氏度,热泵在工作,但不知什么原因,外面太冷了,风太大了,它无法维持设定值温度。所以电[电阻元素]来补充它。这是完全无缝的。房主也不知道有什么不同。它打开的时间是所以有限——每年只有几个小时……

克丽丝:嗯。

黛娜:他们并没有注意到其中的差别。但如果他们试图在最冷的温度下容纳更多的热能,就需要一个大得多的系统,而且前期成本也会更高。整个季节的运营成本会更高。

克里斯:a用管道输送系统是另一种规避这个问题的方法。那就是,通过使用相同的-不是把一个卡带挂在墙上,那一个卡带现在有了不同的配置。它在你的天花板上。或者让我们说,它把空气输送到你卧室的一侧。它处理这个分区组件。

黛娜:对,没错。其中一个限制是,人们会把最小的头放在几个不同的卧室里,所以这促使他们有一个大的多区域系统。但所有的制造商都有管道系统,它们是细长的管道或全空气处理器,它们可以停放在二楼的几个相邻的房间里。

所以你可以说,“好吧,我要放一个单区域系统,可能会更大(比如15,000或18,000 BTUH一对一),完全专注于主要的生活空间和房子的核心。然后,我将在阁楼上放置一个多区域或一对一的管道单元,或者在一个可以通过管道进入几个较小卧室的追逐中。”它们要么都在相同的温度下,要么你可以使用自动阻尼器来控制和划分它们。

但是只有一个小尺寸的线圈,你就能保持一个均匀的温度,并提供相当均匀的冷却。我们已经见过很多这样的例子。这可能是提供这种分布的一个很好的解决方案。

克丽丝:嗯。

黛娜:这样所有的房间都能在需要的时候得到暖气或冷气,而不需要增加多个区域和多个室外设备。

克里斯:对的。但是同样,当你在做导管系统的时候也要知道你在做什么。现在你必须——你要把整个…

丹娜:做管道系统有一大堆数学和魔法。

克里斯:好!

黛娜:这必须要做得正确。当然,在缅因州,如果你在阁楼上做任何[管道],它肯定最好是刚性的。

克里斯:是的!

黛娜:而且是绝缘密封的。

克里斯:是的。正确的。因此,你会带来更多的成本,因为当复杂性增加时,成本也会增加。

菲尔:我的经验是,管道系统的费用通常是一对一系统的两倍。

克里斯:嗯。这就是你…?

菲尔:我也是这么听说的。

克里斯:我不知道我是否……这很有趣。

黛娜:我不……

克里斯:更多。

黛娜:肯定更多。要知道,管道工程可不便宜。这是劳动密集型的,特别是在正确的情况下,所以它肯定会增加成本。也许double是一个合适的匹配,但我不期望它超过这个值。

菲尔:没错。

克里斯:你的整个房子——这可能不是一个二元的决定——要么整个房子都有管道(或没有),要么它是一个分裂的系统。

菲尔:没错。

克丽丝:他们分开了。我不应该混淆。

菲尔:一对一的……

克里斯:对的。

菲尔:……而不是导管。

克里斯:对的。所以,你的建筑可能有一部分是管道,然后另一部分是…

丹:是的。这是完全正确的房主继续-当他们不熟悉热泵时,有些人会说,“啊,我不想在我的墙上看到它。”老实说,一旦热泵挂在你的墙上,我们曾与那些认为它们会成为一个真正的问题的人交谈过,几周后,他们就像,“我太爱它了,我可以原谅它一百次罪!”

克丽丝:嗯。

丹娜:但是,使用管道系统是使供暖系统隐形的一种方法。

克里斯:对的。

丹娜:你并没有真正看到它。

菲尔:那么,丹娜,在这种气候下,多区域的理想应用是什么?还有吗?

丹娜:哦,肯定有。我认为这真的归结于大小组件。一个典型的缅因州家庭-我是说,你们就是真的专注于高性能住宅,但是-缅因州的家庭需要防雨是非常常见的……

菲尔:嗯。

丹娜:但是现在要用800到900加仑的油。

克里斯:对的。

黛娜:缅因州有成千上万的这种类型的房子。所以,如果有人把一个三区或四区系统放在其中一个房子里,把一个大小适中的头放在他们的主要生活空间里,一个中等大小的头放在地下室或主卧室里,他们就依赖于这个核心系统。所以,在他们的主要生活空间里的核心单元可能是一个18000或24000 BTUH的单元(通常是开着、拉着、运行着),它可以非常高效,运行得非常好。

归根结底,当你开始慢慢降低负荷和更紧密的建筑时,你需要更多地认识到这一点。

克里斯:对的。

黛娜:有时候人们在做新建筑,即使他们不会说,“哦,我要遵守净零标准”,他们也会说,“到处喷泡沫!”

克里斯:是的。

丹娜:当你走在这条路上(或者承包商看到有人走在这条路上),这是一个很好的时间来真正考虑一对,以确保你不会太大。

克里斯:所以,我们已经有了一个综合的方法,我们已经使用了导管系统作为一种方法,还有什么是我们没有注意到的吗?就像,我不知道,是不是有人的袖子里有王牌或其他神奇的子弹来保持效率在可控范围内?

达纳:嗯,有一件事我们没有提到的是,这个任务的一部分,以及在高性能住宅中真正得到保证的多个单一区域的好处的一部分,是真正了解如何销售它。

它确实有优势。你有冗余。所以你能够,如果一个单位发生了什么,你不是完全没有热量,你确实可以控制整个过程。但人们通常担心外面有多个单位。事实证明,你可以在室外设置多个单元,让它们看起来很美观。因此,建筑师以富有创造力和寻找解决方案而闻名。所以这个挑战的一部分是对建筑师和工程师的挑战找到创新的方法来定位和定位这些室外单元,这样他们增强高效和美观地使用建筑。

克丽丝:嗯。太棒了!

菲尔:或者把它藏起来[空白]。

(笑声)

黛娜:对,也有很多方法。我见过一些疯狂的藏身之处。我在井边之类的地方见过一个。这太疯狂了。

克里斯:哦,对。是你告诉我的!他们建造了一个游泳池——一个隐藏他们机械系统的地方。我们不需要深入研究,因为那会变得很疯狂。

丹娜:是啊。

克里斯:丹娜,我想这就差不多了,除非你还有其他的建议,对吧?

黛娜:克里斯,菲尔,我真的很感谢你们今天请我来。我每天都对热泵感到非常兴奋,我很高兴能够在这个地方分享它。我真的很感谢你邀请我上节目。

克里斯:嗯,我们很感谢你的到来。

菲尔:是的,我们很感谢你给我们提供了这么详细的细节。我想我学到了很多。我觉得那很酷。

克里斯:对,我也是!所以我认为这将是一个对其他人有价值的播客。

菲尔:是的。这是克里斯和我经常谈论的事情之一。是什么我们想了解更多吗?

克里斯:对的。这就是我们做这个播客的原因。

菲尔:是的。

克里斯:如果我们发现自己在研究某件事,那我们就会说:“这是播客的主题。”

菲尔:是的。你今天有宠物用品给我们吗?

克丽丝:我有宠物用品!

菲尔:我想听(虽然我已经知道了)。

克里斯:对,没错。但是…

所以,它叫做“砾石”。不是碎石,而是Glavel有个“L”,就像在……

菲尔:听起来不错。

克里斯:太棒了。

菲尔:听起来是个很棒的产品,克里斯。

克里斯:哦,真恶心。(笑声)

克里斯:基本上就是玻璃。之所以这么发音是因为它是玻璃。如果你有一个劣质的回收玻璃,它的质量已经没有人想要了,即使是回收者也会说:“啊!这些东西!“——它被污染了,变成棕色、蓝色和绿色,或者已经被回收了八次,或者有什么污染……

现在,这是在欧洲发生的。你可以把空气引入玻璃中,所以它就像熔岩,像浮石。如果我把它交到你手里,我没有。事实上,我在这有个样本。有一袋。它是非常轻的熔岩或类似的东西。

菲尔:对,很奇怪。

克里斯:很奇怪,就像手里拿着很轻的浮石。

菲尔:是的。

克里斯:但是我们的想法是:让我们去除建筑物下面的泡沫。底板下有EPS或XPS泡沫。当你承受压力的时候,你还有其他选择吗?不是很多。几乎没有。所以,这是你实际上可以。它大约有R-2每英寸。你可以像碎石一样承受它。所以,你可以准备一块石板。而不是碎石,你有砾石,也许沙子或其他东西,你的蒸汽屏障和石板,砰!这就是我们在KTA和Briburn合作的学校所做的事情。

菲尔:没错。是的。

克里斯:我们将尝试——这是一个生活建筑挑战建筑——所以我们正在尝试到处都是石油产品。那么,我们可以不用泡沫吗?我们可以吗?我们尝试。

菲尔:克里斯,我们需要多少钱呢?如果是R-2…

克里斯:我们需要很多立方码的这种东西。

菲尔:嗯,我是说深度问题。

克里斯:至少一英尺。

菲尔:一英尺就能达到R-20。

克里斯:是的。

菲尔:还不错。

克里斯:是的。

菲尔:不止如此。

克丽丝:呃?

菲尔:一英尺有12英寸。(笑声)

克里斯:是的,谢谢!

菲尔:每英寸有R-2。这是R-24。

克丽丝:喝了一杯黄油朗姆酒后,数学就难了。(笑声)

是啊,你数学学得很好,而我数学很差。总之,有一家来自佛蒙特州的公司-哦,天哪,我希望我没说错-他们想在美国生产。他们正在加紧准备。我们希望他们的工厂能在我们的项目中上线。但如果他们没成功,我们就只能划船过去了。但如果这次成功了,我就会利用它所有时间。它应该是具有成本效益的,(是的!)我们不能依赖石油泡沫之类的东西。

菲尔:是的。杰出的!我好的。

克里斯:对,太好了!好吧。

那么,就剩下这首歌了,菲尔。

菲尔:哦!这首歌!

克里斯:对,我们今天吃什么?我知道你很为这个感到骄傲。

菲尔:(笑)。它一直是我最喜欢的乐队之一。中性牛奶酒店。

克里斯:对,我听说过。

菲尔:是的。是《在海上的飞机上》

丹娜:你们是道路比我酷。

克里斯:哦,是吗?

菲尔:只有几件事。大多数事情,可能不是。

克里斯:是的。我想说的是,基于这个播客,我不认为有人会说……

菲尔:“那些家伙真酷!”(笑声)

克丽丝:一群书呆子!所以,是的。好的。中性牛奶酒店。

菲尔:我们要放他们的歌。(等一下)……

克丽丝:是吗?

菲尔:“双头男孩。”

克丽丝:啊。

菲尔:看到了什么?分域。多个正面。

克里斯:他是个多面手。哦,那太好了。不错,菲尔。

菲尔,很高兴和你一起做播客。Dana……

菲尔:干杯!

丹娜:谢谢你的鸡尾酒。真的很棒!

菲尔:谢谢你参加我们的节目。伟大的乐趣。大家注意保暖。

克里斯:是的。我们下个月的播客再见,我们将很快决定一个伟大的话题。

菲尔:好。

克里斯:大家保重。

菲尔:再见。

[这一集以中性牛奶酒店的歌曲《双头男孩》(Two-Headed Boy)结束。]

19日的评论

  1. rhl_||# 1

    你好,编辑/作者可以把“正弦波”这个词修正为正态分布吗?这里没有正弦波。

    1. GBA编辑器
      马丁Holladay||# 3

      瑞安,
      好点。“钟形曲线”怎么样?

      1. rhl_||# 4

        当然,但正态分布更好一些。

        1. 专家成员
          Dana多赛特||# 5

          “高斯分布”会更好,在该表扬的地方表扬,留下非常有限的其他解释。

          1. GBA编辑器
            马丁Holladay||# 6

            来吧!这样做的目的是将读者的注意力引导到图像的特定部分,而不是让普通的建造者感到困惑。是时候讨论其他问题了。

          2. 专家成员
            彼得·恩格尔||# 8

            “高斯”分布和“正态”分布都不适用。它们只适用于均值正好在中间,并且曲线的其余部分遵循某些数学规则,其中之一是曲线围绕通过均值绘制的纵轴对称。加热和冷却曲线甚至不会很接近。“钟形曲线”可能更好,因为它没有任何具体的数学函数暗示的形状。

            马丁只是闷(下图)。

  2. rhl_||#2

    这是一篇有趣的文章。我假设所有这些都适用于冷却的情况。是否有相应的冷却数据(类似于这幅图)?

  3. joshdurston||# 7

    这是一次很棒的聆听。

  4. Patrick_OSullivan||# 9

    我听了很多播客。我怎么会不知道有这种东西呢?很棒的一集,现在我要回去听过去的一集。

  5. AndrisSkulte||# 10

    刚知道这个播客,并在DownCast应用上订阅了。

    是否有可能采取单一区域三菱迷你分裂,并增加第二个墙壁单位?我们相当开放的楼下需要在房子的每一端安装头部,但不是两个区域,单个单元的效率和“调低”比多区域压缩机更有吸引力。1600平方英尺的斗篷有4个室外单元似乎很愚蠢。

    是时候补上过去的剧集了。再接再厉!

  6. FluxCapacitor||# 11

    非常有益的。丹娜似乎是热泵专家的首选名字。

  7. charlie_sullivan||# 12

    像Chiltrix这样的空气转水热泵似乎很好地解决了这里讨论的大多数问题,既实现了驱使人们更好地进行多次分割的目标,又避免了多次分割的问题。他们面临的挑战是,很难找到具有合适技能的安装人员,但如果有足够多的人开始使用他们,这个问题就可以轻松解决。

    因为冷却剂只在室外机的一个非常短的工厂密封回路中循环,所以它们不受需要确保冷却剂在整个巨大系统中循环的多分段问题的影响。这还有一个额外的好处,那就是系统中高全球变暖潜能值的冷却剂的数量大大减少了,而且由于系统中的所有连接都是在工厂中制造的,释放强效温室气体的机会大大减少了。

    至于在每个小房间都提供热源的愿望,无论这种愿望是否合理,小型面板散热器可以降低到你想要的低热量输出,而且添加到系统中也不贵。与壁挂式微型裂头相比,其细长的风机盘管壁挂式单元具有较低的视觉冲击。

    根据我的经验,很难找到正确安装住宅冷冻水系统的人。在我的房子里(GSHP,不是Chiltrix),我需要自己安装管道隔热层——我雇佣的水管工更倾向于把它扯下来,而不是穿上。但这并不是一项很难学的技能。系统设计也是一项需要学习的技能,但这并不一定需要某个当地人,如果我们认真对待高效的加热电气化,就值得让人们正确地做这件事。

    也许这可以成为未来播客的一个话题——让chiltrix的人作为嘉宾,和/或将其中一个设计到项目中的人。

    1. Jon_R||# 13

      从概念上讲,使用风机盘管的Chiltrix和使用多分离器的Chiltrix非常相似——水和制冷剂在设计/安装复杂性方面应该是相同的。但这里有一个熟悉度/支持度的问题。

    2. jameshowison||# 14

      Chiltrix上有除霜循环吗?Mitsu单位的除霜周期比他们宣传的要吵得多,我们不得不花钱把单位从外面的卧室移走。

      我想知道基于空气-水的系统是否可以使用之前创建的热水来进行除霜?

  8. jameshowison||# 15

    是否有任何努力将“加热/冷却”负荷更改为全年预期负荷的折线图可视化(垂直轴负荷,水平轴年度日)。然后可以将每个单元的工作范围绘制为曲线上的阴影区(随室外温度变化)。负荷曲线中在阴影部分上方的部分是系统容量不足的时期,在阴影部分下方的部分是系统周期短的时期。

    如果一个房间一个房间地做,那么就可以识别出可能由于制冷剂流动而导致过热的房间,当一个单元需要加热而其他单元不需要时。

    mitu软件可以/应该做到这一点,但它甚至不能识别头部单元的最小容量。

  9. jameshowison||# 16

    有人能说明了解系统是否存在这些问题所需的流程吗?数据是否可以从机组本身收集,或者你需要在电线上安装什么?我想问的是,计算实际服役CoP需要什么?

    1. charlie_sullivan||# 17

      空气源系统很难直接测量在役CoP。制造商可以开发一个模型,允许根据控制系统可以访问的变量来估计它,但这将只是一个估计。

      如果你记录电力消耗,你当然可以看到短周期发生。这样你就能从定性上了解它的运作情况。但是如果没有热测量,你也不知道COP。

      对微小裂缝中流出的空气进行热测量是很困难的。你可以得到一个温度,但并不是所有的空气都处于完全相同的温度,测量空气流量就更难了。

      如果有水将热量输送到热泵,测量温度和流速就容易得多。如果你在源端(在地源热泵中)或输出端(在水循环热传递系统中)有这些,你就可以相当容易地得到相当精确的COP测量。

    2. Jon_R||# 18

      >需要什么来计算实际在役CoP?

      在我看来,确定这一加热的准确方法是隔天运行电阻热,并分别计量。超过一个月或更长时间,应该没有什么错误。

      1. jameshowison||# 19

        遗憾的是,这两种方法都行不通,因为我既没有电阻热,也没有地源或水循环输送。知道一段时间(例如一个月)的加热/冷却天数和电力消耗是否有效?假设相关电路上有一些消耗传感器。

        让我沮丧的是,他们被允许宣传特定的CoP编号,但在安装过程中却无法验证。

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