在我居住和建造的东南部，我们主要依靠管道暖通空调系统供暖和(特别是)制冷。因此，当我在8月初参加韦斯特福德建筑科学研讨会时，我非常兴奋地参加了大卫·希尔关于暖通空调系统的演讲，尤其是乔博士的介绍转述了塞缪尔·克莱门斯的观察:“让我们陷入麻烦的并不是我们不知道的事情;是我们知道的事情，并不是那么回事。”

我特别感兴趣的情况是，新的研究反驳了公认的最佳实践背后的假设，因为这些重新评估导致了行业的微调和改进。David Hill关于管道设计的演讲充满了这些。我从中得到的“启示”是:

• 为了检查我们的管道拆卸和安装方式，
• 在风机出口和主干或分区系统中通向主干的分区阀的裂口之间放置一个“阀门”。
• 仔细观察过滤器的位置和弯曲管道的柔软性
• 在设计阶段开始做所有这些，这样我们就有足够的空间在薄板板消除改进的机会之前实施深思熟虑的管道设计。

压降寄生虫影响设备的效率和耐用性

管道系统通过增加静压和减少通过空气处理器的空气流量而导致HVAC性能变差。在热泵典型的30度温升下，空气每31 CFM只能输送1000 BTUh。(煤气炉通常会在温度上升30-60度的情况下运行。)一个2½吨(30,000 BTUh)的热泵上升30度将需要移动31 cfm/Kbtu x 30 Kbtu = 960 cfm。

静压和流量与风机所需的电力直接相关，风机用80%的能量来克服静压，只有20%的能量来产生空气速度。这就是为什么无管道迷你分体设备的SEER评级比带管道/盒式选项的完全相同的型号要好得多。管的事。

这里的数字是无穷小的- 0.011 PSI

静态压降通常用“水柱英寸”(缩写为“inAq”或“inH20”)或每平方英寸磅(PSI)来表示。1 PSI = 27.68 inH2O = 2.3英尺的水头= 0.68大气压= 6895帕斯卡(牛顿每平方米)。

管件在一定长度的管道中产生的压降表示为“等效管道长度”，即与管件具有相同横截面积的直管道长度，该长度将产生相同的静压降。

空气处理器通常设计为在0.3 inH20或大约75帕斯卡或0.011 PSI的静压下运行。与我在管道设计中习惯处理的18英尺水头= 7.8 PSI的数字相比，这里的数字是无穷小的。

了解静压是很重要的，因为一个2½吨(30,000 BTUh)的热泵需要移动960 cfm才能在30度的温度上升下传递热量，但如果静压过高，空气流量将减少，限制了它从盘管中去除热量并将其转移到家中的能力。

多达80%的ECM电机比它们所取代的PSC电机使用更多的功率

典型的1/3马力PSC电机设计为在0.30 inH2O下移动1,000 cfm，同时绘制335瓦。在较高的静压为0.6 inH2O时，同样的电机只能输出400 cfm，但只消耗240瓦，因为鼓风机轮叶片只是简单地再循环越来越大的空气百分比，做更少的工作，从而消耗更少的功率。带有ECM鼓风机的类似装置可以在0.3 inH20下提供1,000 cfm，功率为225瓦;ECM电机在0.6 inH20的较高静压下仍将提供1,000 cfm，但将消耗350瓦。换句话说，在更高的静压下，ECM电机继续提供1,000 cfm(与PSC电机不同，PSC电机由于过滤器堵塞而提供更少的空气)。加文·希利评论说，他已经看到了4吨和5吨燃气炉与ECM鼓风机，图纸900至1200瓦。

大卫·希尔认为，在暖通空调系统中，多达80%的节能ECM电机实际上比它们所取代的PSC电机消耗更多的电力(但它们在将空气通过线圈输送到室内方面做得更好)。

如果由于0.6 inH2O的静压，鼓风机只能输出400cfm，那么热量的移动能力就会降低60%，多余的热量会在机柜中积聚，并通过制冷剂返回到压缩机。损坏的设备在高温/制冷剂压力下运行，将更多的热量返回到室外压缩机。它运行的时间更长，难度更大，效率也大大降低，一方面是因为它要加热已经很热的制冷剂，另一方面是因为热量无法到达家中以满足恒温器的要求。

“导管”只能解决10%的管道损失

在管道设计中，太多的注意力集中在管道摩擦造成的压力损失上。部分原因是建筑师没有给暖通空调人员足够的空间来利用更好的干线配件和机柜优化的机会，因此管道长度和尺寸最终成为他们唯一可以控制的变量。

虽然紧拉且支撑良好的柔性管道比松弛或支撑不良的柔性管道损失更小，但使用导管计算器计算的摩擦分量并不是主要的罪魁祸首，仅占损失的10%。炉或空气处理柜的“系统效应”，以及鼓风机进出口附近的盘管和过滤器损失占30%，其次重要。管道配件占损失的60%，因此在实际应用中更为重要。

逃避机会和松鼠笼合气道

改进的第一个机会是在机柜的回风侧和供气侧都给予空气处理机呼吸的空间。“evase”是一种增大尺寸的管道，当它远离空气处理器时，它的横截面可能会从矩形变为圆形，它有助于将空气从空气处理器中引出，就像摩托车上响亮的“扩音器管道”有助于将废气从歧管中引出一样。

当我们观察空气如何从离心(鼠笼式)鼓风机中逸出时，我们发现它以不同的速度移动，这取决于它位于出口截面的位置。如果我们能给它三倍的管道直径达到平衡之前，要求它改变方向，更多的能量在快速气流将传递给周围的边缘和靠近喉部的较慢的空气，更少的将失去系统的影响。

在选择最佳气流特性的机柜时，我们将更好地服务于将空气通过线圈并通过鼓风机出口的设备，而不是通过鼓风机进入机柜并通过线圈出口的设备。

不要以一定角度或湍流撞击过滤器

同样地，当我们观察过滤器的静压影响时，我们发现，我们非常感兴趣的是将过滤器与气流平开，而不是将其置于肘部出口处的剧烈扰动气流中，或者将其与气流成一定角度，这通常发生在空气处理器的进气口上。

干净过滤器和脏过滤器的压力曲线的差异也相当令人震惊。在一个例子中，ECM系统中，清洁过滤器在0.2 inH20下运行，1100 CFM，功耗225瓦，脏过滤器在0.5 inH20下运行，1100 CFM，功耗320瓦。如果空气处理机上有PSC电机，那么流量将减少40-50%。

我的结论是，在空调外壳内有100%回风管道的家庭中，在格栅中安装多个空气过滤器可能是一个好主意，因为它们在过滤器的整个区域内具有均匀的面速度，并且易于维修，而不是在机械室中。

小心你的手肘和眼睛，尤其是在主干线上

我们能做的最重要的事情就是更仔细地观察肘部和后备箱里的起飞。当空气以直角管道从躯干流出时，管道的鞋跟形状远不如喉道形状重要。根据ASHRAE管道配件数据库的数据，在500 fpm的风速下，一个8×14弯头的方跟和方喉的管道长度相当于39英尺。如果你把鞋跟半径缩小，相当于下降到36英尺。但如果我们让鞋跟成方形，以喉咙为半径，等效长度就会下降到13英尺!

这里发生了什么?当空气通过尖锐的喉部时，就会产生涡流——喉部下游的一个湍流口袋(类似于你在白水皮划艇时休息的涡流)。不幸的是，这种涡流会减小可用管径并限制流量。(在热水分配中，同样的涡流将冷热混合在一起，增加了热水将冷热推开并到达固定装置所需的时间。)方形鞋跟也会被湍流堵塞，但在这种情况下，它会变成一个半径的鞋跟，有更多的阻力，而且不会限制横截面积。

这是我曾祖父告诉我的

弯头在暖通空调系统中减少流量的方式类似于它们在热水分配系统中增加输送时间的方式。

这让我有机会分享我曾祖父书中的一些图片，1892年NH纳舒厄制造的管道和管件中水流的实验他在书中通过实验证明，“对于商用弯头来说，曲率半径超过相应管径的三倍，收效甚微。”

有“转动风向标”吗?

第一个弯头与一个方喉和脚跟，但与转动叶片安装在1 1/2“OC等效的管道长度为4英尺!叶片将气流分成1.5英寸的薄片，每个薄片都以一种有效地最小化涡流大小的方式单独定向。

增加叶片的尺寸和间距进一步减少了有效长度，但增加了生产的难度和放置错误的可能性，如果叶片随着时间的推移而松动，就会受到限制。使用具有光滑后跟和喉部的弯头和三个全长叶片可以将有效管道长度减少到一英尺!

从第三方暖通空调设计师开始，给那些“铁人门环”一些练习手艺的空间

让你的暖通空调承包商采用这些做法似乎可能会产生不同类型的静压。我有一个足够困难的时间，只是让我的实现弧形鳍天花板寄存器与室内用品。但是我已经很成功地雇佣了一个第三方工程师来做我的手工J, S和D计算，然后在打印(又名“有趣的文件”)上包括机械室的平面图和部分。

暖通空调安装人员很快意识到，通过引入第三方工程师来负责计算和管道设计，他们对系统性能的责任将受到积极影响。如果你不计算并画出你希望实现的目标，就没有地方开始讨论或合作。

从机械室，后备箱和最长的跑步开始。尽量减少配件的数量，至少在你的起跳和肘部的咽喉处放置45度的扣板(如果不是半径的话)。将过滤器从空气处理器拉到一个干净，不受干扰的平行空气流动的地方，在那里它们可以很容易地被房主检查和维修。在空气处理机的供气侧设计一个通风室。

识别和纠正不良管道设计中的压降寄生虫的机会是之前它们被石膏板覆盖着。