图片来源:Carl Seville
能源书呆子的更多思考
在绿色建筑顾问网站上，读者经常会问有关房间间温度不平衡的问题——当一个家庭使用无管道小裂缝或木炉等点源加热器时，可能会出现这种不平衡。这是一个典型的问题:“我想安装一个浴室风扇，将空气从温暖的房间转移到凉爽的房间。这种方法足以平衡两个房间之间的温度吗?”
斯科特·吉布森在他的问答聚焦文章中很好地总结了这样一场讨论，“浴室风扇可以用来散发热量吗?”但在这个问题上还有更多要说的。在本文中，我希望彻底解决这个问题。
我们可以把这个问题分成几个部分:
- 首先是一些数学。我们需要知道在寒冷的房间里通过外墙和窗户损失了多少热量。我们还需要知道有多少热量通过隔断墙(在某些情况下，地板组件或天花板组件)将寒冷的房间与相邻的温暖的房间隔开。
- 接下来，我们需要用数学来计算出浴室风扇能传递多少热量。
- 然后我们就可以把我们学到的关于冬季空间供暖的知识应用到夏季制冷的问题上。
- 最后，我们可以看看解决房间间温度不平衡的不同选择，以确定哪种方法最有意义。
墙壁和窗户的规格很重要
在寒冷的夜晚，任何特定房间的外墙和窗户会损失多少热量?要回答特定房间的问题，我们需要知道外墙的面积、窗户的面积以及相关的r值(或u因子)。
外墙区域…
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27日评论
那么，为什么开着门会有用呢?
我真的不认为开着门会比专用风扇有更高的空气/热量流动，但这似乎确实有很大的不同。为什么?
编辑:
别介意。我看到了上面的讨论，但在我看来，一扇敞开的门推动300 CFM似乎很疯狂……
打开大门，渗透
不错的文章。
这里是一个源打开门流量计算。5F时得到322 CFM。
http://members.questline.com/Article.aspx?articleID=21224&accountID=1289&nl=11875
一个20英寸的箱式风扇通过开放的门口辅助空气运动，可以有效地移动1000+ CFM。
如果一个管道风机吹进一个封闭的房间，并稍微加压(比如3帕斯卡)，在大多数情况下，不会因为室外空气的渗透而损失热量。我假设所使用的值反映了相当多风的设计条件。
小心“补充”热量——如果卧室的温度比房子的其他地方高1度，它总是能提供卧室100%以上的热量。
使用Nick Welch的好程序，简单地在外部更改为0F，它在0,100和300 CFM时产生62F, 66F和69F。
对Stephen G的回应
斯蒂芬,
Q。“为什么开着门有用?”
答:在分子水平上，空气中的分子——主要是氮气，但也有氧气和其他分子——只要温度高于绝对零度，它们就会不停地跳动。靠近敞开的门道的分子能够弹跳穿过敞开的门道。这是一种机制，可以让臭网球鞋上的分子到达10英尺外你的鼻子。
空气也通过对流运动。空气在静止的房间里容易分层，较热的空气靠近天花板，较冷的空气靠近地板。(冬天，天花板和地板上的小漏风加剧了这种分层。)如果走廊比卧室温度高4华氏度，那么不同温度的地层就会在敞开的门口相遇。在任何给定的地层中，走廊里较热的空气都会倾向于向上斜着通过门口进入较冷的卧室。当空气通过门口进入卧室时，卧室地板上的冷空气通过敞开的门口水平移动到走廊，形成对流。
回复Jon R
乔恩·R,
你写道，“如果一个管道风扇吹进一个封闭的房间，并稍微加压(比如3帕斯卡)，在大多数情况下，不会因为室外空气渗透而损失热量。”
但是没有等量的渗出就不可能有渗透。给房间加压会增加气体的外流;当然，补充空气是由增压风扇推入房间的空气。这是好还是坏?你决定。
显然，如果增压风扇将室内空气从走廊或客厅推到卧室，那么室外空气就会进入热包层的裂缝——可能是走廊或客厅的裂缝——以取代由于增压而离开卧室的渗漏空气。
另一种策略(可能)
我在考虑卧室闭门供暖的问题，我突然想到Minotair, CERV或其他基于热泵的通风设备将有足够的能力处理许多房子的这些房间。当然，问题不仅仅是拥有足够的容量。我还没有弄清楚它是如何工作的，但我将在这里分享我不成熟的想法，以防其他人愿意帮助完成它们。
显然，新鲜空气的供应需要在这些卧室里。Minotair控制着污浊空气的感觉温度(我不知道CERV)。如果不新鲜的空气回流到浴室，那么该装置在浴室变冷之前不会呼叫供暖，然后在卧室达到设定值时也不会停止产生热量。为了确保该设备在正确的时间提供加热和冷却，你要么需要将不新鲜的空气送回卧室，要么修改该设备以使用远程温度传感器。如果退货和用品都在卧室里，房子的其他部分是否通风良好?将机组改装为使用远程温度传感器是否可行?
对里德鲍德温的回应
•里德
如果客厅是通过无管道的小缝加热的，你基本上是在建议房主可以购买并安装一个额外的热泵——在这种情况下，一个由CERV或Minotair制造的热泵——来加热较冷的卧室或卧室。
当然，只要有正确的管道、控制装置和恒温器设置，这种方法是可行的。但是你的建议仍然意味着房子需要第二个热泵来处理卧室的加热负荷。我不明白为什么这个建议比简单地安装一个管道微型裂缝来处理客厅和卧室更好。
"如果管道风扇吹进
“如果一个管道风机吹进一个封闭的房间，并稍微加压(比如3帕斯卡)，在大多数情况下，不会因为室外空气渗透而损失热量。”
Martin说的没错，更准确地说应该是“……没有闭门房间热量损失……”。其他地方也有化妆渗透，但这与本文的主题无关。
一个非恒温分区的管道系统不会很好地调节负载的非比例变化(例如，一个房间的太阳能增益而不是另一个)。
回应马丁
我认为这是一个不成熟的想法，因为我既没有说服自己这是一个好主意，也没有说服自己这是一个坏主意。我同意你的观点，当卧室靠近家庭娱乐室时，一个单一的管道迷你裂缝会更可取。对于原文来说，接近是一个合理的假设。
如果卧室都在二楼呢?在这种情况下，卧室的管道迷你隔断也将是一个增量单元，可能比热泵通风机比传统ERV的增量成本更昂贵。(我假设一个全管道、平衡的通风系统已经在预算中。)在这种情况下，卧室里的大部分新鲜空气供应会使通风系统的主要工作表现不佳吗?
HRV的优势
HRV连接热泵的优点是避免额外的管道。但我怀疑它们的设计能够独立控制进入特定房间的新鲜空气和热量。例如，有人关闭收银机来创造一个凉爽的卧室，就没有通风的空气。
对里德鲍德温的回应
•里德
在这一点上我支持乔恩。Minotair和CERV控制器的主要目的是实现良好的通风性能——热量回收功能(通过空气源热泵)是一个好处，但这些设备不是由恒温器控制的，它们也不是为了提供空间加热作为主要功能。
魔盒
首先，Bravo回答了一个有争议的问题，并给出了一节关于逐个房间负荷计算的课程。
其次，虽然认识到Minotair和CERV的设计是为了提供通风，但我最近花了很多时间思考这些事情。当我考虑到我当地的Habitat分公司正在建造一所只需要大约400立方厘米或更少的暖气和冷气的房子时，我希望某个地方的某个人正在尝试设计一个带有一套管道的单一盒子，可以加热、冷却和通风的高性能住宅。如果有人不是，那就太可惜了，因为这是完全可能的，而且我认为，这对扩大可负担的高性能住房至关重要。
我同意——这是可能的
我同意——有可能建造一些东西，为每个房间提供量身定制的冷热组合，通风和湿度，并通过专用管道输送。这比正在讨论的任何事情都能让人感到舒服。
每个房间都有一个风机盘管的Chiltrix热泵+ HRV管道是我能想到的最接近的东西。而且也不是特别贵。
回复Andy Kosick(评论#11)
安迪,
设计一个“神奇的盒子”是可能的，它提供空间加热、冷却、通风，甚至生活热水。在过去的20年里，有几家公司一直致力于开发这种设备，其中一些甚至已经在加拿大、欧洲和美国上市。
这有点像销售带有内置磁带播放器、DVD播放器和对讲机的电视。你能做到的。但是当设备中的一个部件坏了，你要么把它送到修理厂，要么把整个设备都扔掉。
有时，单独的设备更有意义。
这里有很棒的信息
在我看来，这可能也说明了正确使用管道的重要性，并通过管道热泵系统的房间热损失分析来使用房间。我们正在考虑在我们的房子里使用三菱管道装置，使用多位置和水平管道室内机。我对之前的东西没有太多的经验，但是看起来这些系统的温度和热空气的体积比管道煤气炉要小得多。当使用管道多分流系统，为多个房间使用一个恒温器时，似乎需要更精确地让正确的空气流向每个房间。
对凯文·坎菲尔德的回应
凯文,
如果你正在设计一个供暖系统——不管哪种类型的供暖系统——第一步是逐个房间进行热量损失计算。
无论房间是否有管道连接到火炉，或管道连接到无管道的微型裂缝，或通过管道连接到锅炉的底板辐射，如果不准确了解每个房间的设计热负荷，就不能设计系统。
如果你在逐个房间的热负荷计算上做得不好，居住者会感到不舒服——无论热量来自熔炉、锅炉还是热泵。
回应马丁
马丁,
谢谢。我正在和当地的能源顾问一起解决这个问题。我还没有发现任何一家暖通空调公司愿意做到这一点。我同意你的观点，没有分析，一个人只是猜测。
对凯文·坎菲尔德的回应
凯文,
你的报告——“我还没有发现一家暖通空调公司愿意做这么详细的工作”——很常见，但却令人愤怒。建筑规范要求，在安装供暖系统之前，必须逐个房间进行人工J计算，但这一规定被广泛忽视，也很少得到执行。
有关更多信息，请参见使用手动J和手动D节能．
这不是对科学的怀疑，只是疯狂地认为风扇不会帮助将热量/凉爽传递到相邻的房间，然而这里和其他地方的所有文章都确保我们堵塞了天花板上灯具周围的洞或穿过螺柱的电线。我知道，完全不同的数学，让人兴奋。没有双关语的意思。
Harriz,
密封天花板和墙壁上的洞的建议是阻止潮湿的暖空气进入外部组件，当它碰到冷的表面时可能会凝结。在房间之间移动空气是试图改变整个空间的温度。这两者完全无关。
完全?哈哈最大的区别在于目的和δ t。否则，它就是暖空气穿过一个洞。
干杯!
迈克
真的!
一如既往的好文章!
问题:这种方法对较小的房间有用吗，比如40-70sf的浴室?
我们的场景是:我正在弗吉尼亚改造一套带小棚天窗的旧鳕鱼角，楼上的两间卧室使用了三菱SLZ天花板盒式磁带。这两间房都有附属浴室(分别为40和70平方英尺)，没有任何用品(管道或水平管道披萨盒根本装不下)的衣橱。我们正在用封闭的单元隔离天花板甲板的下面，所以所有(slz和风扇/跳风管)都将在信封内，总的来说，房子将相当紧密。确保浴室舒适，温度尽可能接近卧室。
我们的一个想法是使用内联风扇(浴缸风扇或交流无限风扇等)与一个跳跃管道移动空调空气从卧室到浴室加压浴室和推动空气回到卧室为SLZ条件。也可能会稍微增加温度，但是就像你们注意到的，几度的温暖空气并没有多大作用。我可能没有看到你所有的计算，但我没有看到CFM从门下退出，回到卧室，并通过迷你裂缝重新调整的计算。如果以适当的速率交换空气，它就能保持接近目标温度，也许我完全搞错了
其他的想法是使用自动循环的浴室风扇，每隔一段时间就能从卧室吸入足够的空气来调节浴室(不喜欢把调节过的空气倾倒在室外)。或者当浴室门打开时，只依靠房间间的被动热/空气交换。
任何帮助或输入将非常感激!
杰克,
正如文章所述，你不能用浴室风扇把72度的房间的热量转移到68度(或70度)的房间。热量并不多。
不用浴室的时候，把浴室门开着就行了。
很抱歉白费口舌，只是想更好地理解它
公式“BTUh =风扇的cfm•delta-T•1.08”是否解释了被推出浴室的空气?这些空气不会被加热或冷却以克服delta，而是会被抽回主房间的卡带中。也许这是我不理解的方程的原因。如果我把一个100cfm的直列风扇放在一个5x9x8'的浴室(360cf)，我将大约。每3.6分钟换一次空气，即每小时16次。
另一种想法是，根据卧室中跳跃管道入口的位置，它可能靠近盒式磁带的供应叶片方向，可能比目标/平均温度有更高/更低的热/冷温度，可能比目标温度高4度，使浴室有8度的delta。
在我看来，这种方法只是试图通过保持足够高的ACH来使两个房间更像一个开放的房间。采用风机动力跳风管来抵消墙体隔断。或者，对于一个40平方英尺的浴室来说，这可能是一个极端的过度，就在一个9k BTU的磁带旁边。
杰克,
浴室里的空气量保持不变，所以:
排出的立方英尺空气=吸入的立方英尺空气
如果我们通过风扇将空气输送到浴室，向房间增加80立方厘米的空气，那么80立方厘米的空气同时离开了浴室。大部分空气可能会转移到相邻的卧室，但部分空气将通过小裂缝从浴室的外墙和天花板排出。传热方程假设离开浴室的空气温度与浴室内空气的平均温度相同。所以如果浴室是68度，离开浴室的空气也是68度。如果你将72度的空气从卧室引入浴室，那么浴室唯一增加的热量就是72度空气中所含的热量。
啊，有道理，抱歉。我想我刚才说的是脑洞。
你知道现在有多普遍的家庭在每个卧室都有迷你分割/磁带，而在这样的小浴室里没有供应吗?(40和70sf)。
杰克,
在没有迷你隔断的小房间里是否需要补充热量是一个经常出现的话题。我个人的偏好是包括一个电阻加热器作为保险。如果事实证明它每年只需要很短一段时间，也许可以使用一个可以去掉的，就像这样:https://www.convectair.ca/en/products/120v-plugin/apero
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