nedávno jsem odešel po 30 letech jako rezidenční dodavatel. Moje žena a já nyní žijeme v novém domě, který jsem postavil v Coloradu. Je to vysoko v horách (Nadmořská výška: 10,000 Stop; stupeň vytápění dny: 8,500) a má 2,000 čtverečních stop podmíněného prostoru vyhřívaného sálavým podlahovým topným systémem.
autorův Colorado home má 2000 čtverečních stop podmíněného prostoru., Jeho kombinované průměrné náklady na teplo a horkou vodu jsou pouze $ 20 za měsíc, číslo, které připisuje těsné konstrukci, naprogramované termostaty, a účinnost jeho ohřívače vody bez nádrže.
zatímco většina sálavých systémů získává svou horkou vodu buď z ohřívače vody typu nádrže nebo litinového kotle, teplo mého domova a horká voda pro domácnost (TUV) jsou poskytovány jediným Tankless Rinnai — nebo „na vyžádání“ — ohřívač vody. Rinnai spotřebovává podstatně méně energie než ohřívač typu nádrže a stojí méně instalace než kotel s výměníkem tepla.,
ohřívače vody bez nádrže jsou osvědčenou technologií se záznamem mnoha let pro ohřev TUV (viz „Instalace ohřívačů vody na vyžádání“, 2/06). Ale protože jen málo dodavatelů má zkušenosti s jejich používáním pro sálavé teplo, informace o spolehlivém návrhu systému mohou být těžké najít. V mém případě, zdokonalování systému trvalo nějaký pokus a omyl.
považuji úsilí za užitečné: během dvou let jsem měl systém, náklady na teplo a teplou vodu pro dvě osoby v průměru méně než $20 za měsíc.,
je důležité si uvědomit, ačkoli, že můj dům je super-izolované (R-35 stěn, R-50 a R-60 ve střeše) a využívá vynikající sluneční expozice. Pokud je slunce venku, což je často v této oblasti, nepotřebujeme teplo vůbec během dne. Doplňujeme také naše potřeby vytápění ve večerních hodinách s kamna na dřevo, které jsme si pro pohodlí i atmosféru.
nakonec používáme naprogramovaný termostat, který omezuje teplotu na 62 ° F uprostřed dne a v noci a 70 ° F od 6 do 8 hodin a 6 do 10 hodin
proč Tankless?,
ohřívače vody bez nádrže zabírají velmi málo místa (důl měří 13 1/2 palce široký o 23 palce vysoký o 9 palců hluboký), lze namontovat na jakoukoli vnější stěnu a nabídnout téměř nekonečnou horkou vodu.
Navzdory tomu, že jednotky nejsou běžně používá pro sálavé teplo, jsou ideálním zdrojem tepla pro tuto aplikaci, protože jejich výstupní teploty mohou být snadno přizpůsobeny potřebám sálavého systému. My Rinnai poskytuje vodu až do 180°F, což je více než dostatečné pro 110°F až 120°F potřebné ke spuštění mého sálavého systému., (Mnoho jednotek tankless pro TUV má maximální výstupní teplotu 140°F, ale ty, které se používají pro vytápění, by měly mít vyšší limity.)
ekonomie použití ohřívače vody bez nádrže pro zásobování TUV i vytápění je také docela atraktivní. Celkové náklady na můj systém byl kolem $ 5,000, bez práce: $ 1,100 pro ohřívač tankless, $1,400 pro potrubí PEX, a $2,400 pro různé komponenty, ovládací prvky, a kování.
přestože jsem mohl dostat jednotku typu nádrže za pouhých 200 dolarů, dodatečné náklady na model bez nádrže jsou více než kompenzovány jeho úsporami energie., Energetická účinnost topného zařízení je vyjádřena jako desetinné číslo nazývané jeho energetický faktor nebo EF. Ohřívač vody bez nádrže má mezi EF .82 a .87, což znamená, že převádí 82 procent na 87 procent svého energetického vstupu na teplo. Tankové jednotky mají kolem EF .59, takže spotřebovávají podstatně více energie než jejich protějšky bez tanků.
jednou z výjimek je Polaris by American Water Heater Co., který má EF přibližně .95. Nicméně, jeho $ 3,000 cena-téměř třikrát tolik jako můj Rinnai – byla příliš vysoká pro mě ospravedlnit., Mohl jsem také použít litinový kotel; jeho EF .80 se blíží tankless, ale cena byla více než $3,000.
výběr ohřívače vody bez nádrže
ohřívač vody bez nádrže může být napájen elektřinou, zemním plynem nebo propanem. Uvažoval jsem pouze o modelech poháněných propanem, protože nemám zemní plyn, kde žiji, a protože cena, kterou platím za elektřinu, nezpůsobila ekonomicky proveditelnou elektrickou jednotku.
Moje jednotka je direct-vent model, který využívá venkovní vzduch pro spalování je důležitým prvkem v pevné, dobře izolovaných domů., Teoreticky může být instalován na jakékoli vnější stěně a dokonce i venku v některých teplých klimatických podmínkách. Nainstaloval jsem důl v mudroomu poblíž panelu elektrického obvodu.
moje jediná stížnost je, že hladina hluku mého ohřívače může být občas nevhodná. Mudroom v mém domě je vedle ložnice v prvním patře a v době těžké poptávky se tanková jednotka „přepíná“ a vytváří docela hlasitý hluk. Kdybych to musel udělat znovu, nepokládal bych jednotku vedle ložnice.
ohřívač obsahuje dálkový ovladač s digitálním monitorem, který mi umožňuje zvýšit nebo snížit teplotu vody vycházející z jednotky. Nastavil jsem ji na 140 ° F, což je dost horké, aby vyhovovalo všem mým potřebám dřevěnými a dlaždicovými podlahami., Ale instalatér přítel, který instaloval jeden v domě s kobercem podlahy musel zvýšit výstupní teplotu na 170 ° F, protože koberce podlahy jsou asi nejtěžší k ohřevu s podlahovým sálavým systémem.
dálkový ovladač plní i další funkce. Může zobrazit 12 nebo více chybových zpráv, které vás upozorní na provozní problémy. Může také zobrazit rychlost, kterou voda protéká ohřívačem, a skutečnou výstupní teplotu.
nejdůležitější součástí výběru ohřívače bez nádrže je zajištění správné velikosti., Správné dimenzování vyžaduje, abyste získali přesný obraz o požadavcích na vytápění konkrétního domu. Chcete-li to provést, musíte provést výpočet tepelných ztrát.
četné zdroje na internetu nabízejí metody výpočtu tepelných ztrát-nebo software, který to dokáže — buď za nominální poplatek, nebo zdarma.
Uponor (dříve Wirsbo), dodavatel polyethylenových trubek PEX, nabízí software na adrese www.uponor.com to nejen vypočítá vaše tepelné ztráty, ale také vám pomůže navrhnout distribuční systém., Software neuvádí zdroj tepla,ale bude fungovat i pro tankless jako pro ohřívač nádrže nebo kotle. Je k dispozici zdarma na zkušební bázi, kterým společnost znamená 15 použití nebo design sezení. Pokud zjistíte, že software je užitečný, můžete si koupit trvalou kopii.
obecně by dobře izolovaný nový dům neměl vyžadovat mnohem více než 15 Btu na čtvereční stopu za hodinu. Za 2000 metrů čtverečních je to 30 000 Btu za hodinu.
ani špatně izolovaný dům této velikosti by neměl potřebovat více než 60 000 Btu za hodinu., Většina jednotek, které byste měli zvážit, bude mít výstupy nejméně 150 000 Btu za hodinu; ve většině případů bude velikost určena požadavky na TUV v domácnosti (viz „Jak Velikost ohřívače bez nádrže“).
jak Velikost ohřívače bez nádrže
správné dimenzování vyžaduje, abyste věděli, kolik vody bude dům používat během špiček, přibližnou teplotu městského přívodu vody nebo studny a kolik ohřívač potřebuje k ohřevu vody, aby dosáhl potřebné teploty.
níže uvedená tabulka ukazuje průtoky vzorků pro různé spotřebiče a příslušenství., Níže uvedený graf ukazuje křivku průtoku teploty pro ohřívač vzorku, v tomto případě s výkonem 180 000 Btu. Určete, kolik svítidel nebo spotřebičů bude provozováno současně, sečtěte jejich průtoky a poté se podívejte na křivku, abyste zjistili, zda tato jednotka splní potřeby domova.
Předpokládejme, že domov bude vyžadovat zvýšení teploty o 75°F., (To je rozdíl v teplotě mezi 40°F studniční vody a požadovanou výstupní teplotu 115°F) vertikální 75°F line splňuje křivka při průtoku asi 4,5 litrů za minutu (gpm).
Tato jednotka by stačilo spustit sprchu (2,5 gpm) a kohoutek (1,5 gpm) ve stejnou dobu. Nicméně, to by neposkytlo dostatek teplé vody pro dvě sprchy v 5 gpm každý. V takovém případě by řešením bylo instalace dvou ohřívačů nebo instalace jednoho ohřívače s větší kapacitou.,
přestože se prodávají především pro domácí teplou vodu, ohřívače bez nádrže jsou ve skutečnosti vhodné pro sálavé vytápění, které pracuje při nízkých teplotách ve srovnání například s podlahovou deskou s horkou vodou. Takže použití jednotky pro sálavé vytápění má obecně malý nebo žádný vliv na výpočet velikosti.,
křivka teploty vzorku pro jednotku na vyžádání
výstup v Btu ohřívače dostatečně velký, aby dodával a domácí potřeby teplé vody v domácnosti obvykle postačují k uspokojení potřeb vytápění. V případě, že topné oběhy se stalo, že běží ve stejnou dobu jako teplé užitkové vody, teplota v topných smyček může mírně klesnout. Ale protože domácí horká voda se používá pouze přerušovaně, byl by to zřídka problém.,
například v mém systému sálavých podlah je voda vracející se do topné jednotky z topných smyček pouze 10°F až 20°F pod výstupní teplotou zóny 110°F až 120°F-mnohem vyšší než vstupní voda 40°F.jakmile je voda v topných smyčkách zpočátku zahřátá, musí topná jednotka zvýšit vratnou vodu pouze o 10°F až 20°F.
jiné systémy mohou mít vyšší teplotu přívodní vody, vyšší konstrukční teplotu nebo větší poptávka po vytápění., Ale téměř ve všech případech nebude sálavá podlahová voda ve smyčkách nikdy nižší než pokojová teplota. Nezapomeňte se poradit se zástupcem výrobce, než se rozhodnete, který ohřívač bez nádrže koupit.
navrhování distribučního systému
Když jsem poprvé začal zkoumat použití tankless pro sálavé teplo, našel jsem na internetu několik zdrojů, které doporučily použití otevřeného distribučního systému, ve kterém přívod TUV protéká sálavými smyčkami., Nemám rád otevřené systémy (ve skutečnosti je některé státy zakazují); stagnující oblasti se mohou vyvinout v topných smyčkách, zejména v létě, což umožňuje růst bakterií — včetně těch, které způsobují legionářskou chorobu.
odstranil jsem zdravotní problémy pomocí uzavřeného systému, ve kterém jsou TUV a topné smyčky zcela oddělené. Voda ohřívaná ohřívačem bez nádrže protéká přímo podlahovou trubkou, zatímco výměník tepla poskytuje teplo pro přívod TUV.,
domácí teplovodní systém., V mém systému TUV voda ze studny vstupuje do výměníku tepla a pak jde do dřezů, sprch, myčky a tak dále. Koupil jsem si výměník tepla s plochou deskou od www.houseneeds.com za $250 (takové výrobky jsou k dispozici také v instalatérských dodavatelských domech). Důl je hodnocen na 240 000 Btu za hodinu-o něco nižší, než moje výpočty naznačovaly, že bych mohl potřebovat. Přesto se mohu osprchovat a současně spustit myčku., Nezkoušel jsem spustit dvě sprchy současně, ale hlavní vana, kterou často používáme, má čtyři nástěnné trysky, z nichž každá rozptýlí téměř tolik vody jako sprchová hlavice. Jsme schopni je bez problémů ovládat.
v dobře navrženém uzavřeném systému bude výměník tepla v primární smyčce, zatímco každá topná zóna bude napájena vlastní sekundární smyčkou, jako na obrázku 2.
naučil jsem se tvrdě, že výměník tepla pro TUV musí být v primární smyčce., Původně jsem ji nainstaloval do vlastní sekundární smyčky, ale zjistil jsem, že topné zóny by ukradly dostatek vody, aby výměník tepla zabránil dodávání dostatečné teplé vody do kohoutků, a že se to stalo, i když tepelné smyčky nebyly aktivní. Takže jsem znovu nakonfiguroval potrubí a nyní veškerá voda v systému protéká výměníkem tepla před odesláním do sekundárních smyček.
primární smyčka potřebuje čerpadlo jmenovité pro nejméně 6 galonů za minutu při 30 stopách hlavy,což je míra tlaku vytvořeného sloupcem vody o výšce 30 stop., Čerpadlo jmenovité na 30 stop hlavy bude fungovat, dokud nebude dosaženo tohoto tlaku, na kterém místě již nemůže dodávat vodu.
podtržení primárního čerpadla způsobí selhání. Ve skutečnosti, snažil jsem se ušetřit peníze pomocí čerpadla s nižší kapacitou na primární smyčce, ale do kohoutků by to nepřineslo dostatek horké vody; nakonec jsem musel koupit čerpadlo s větší kapacitou.
před výběrem výměníku tepla musíte také znát potřeby teplé vody. Jak jsem již zmínil, výstup ohřívače vody je nastaven na 140°F., Při dodávce s vodou o teplotě 140°F dodává můj výměník tepla vodu při teplotě asi 130 ° F, což je dostatečně vysoké pro sprchy a myčku.
topné zóny. Každá z mých dvou topných zón obsahuje směšovací ventil, který snižuje teplotu dolů-na 120°F pro suterénní zónu a 110°F pro zónu hlavního patra. (Chtěl jsem, aby teplota v hlavním patře byla nižší, aby byla chráněna předělaná podlaha z tvrdého dřeva, kterou jsem instaloval v obývacím pokoji.)
vzhledem k tomu, výměník tepla dostane horkou vodu jako první, běží sálavé zóny zároveň nemá vliv na teplotu TUV., Způsobuje to menší změnu teploty vody v sálavé podlaze, ale to je málo znepokojující, protože TUV je zřídka zapnutý déle než několik minut najednou.
Občas, obě zóny termostaty a TUV bude volat pro ohřívač vody, takže je důležité, aby všechny elektrické připojení na jeden obvod. Žádná z elektrických součástí nevyžaduje mnoho energie.
výběr komponent
Pokud instalujete systém s kombinací sálavého tepla a ohřívače vody bez nádrže, budete potřebovat různé čerpadla, spínače a armatury.,
ohřívač by měl mít příjem vody-filtr obrazovky a nezbytné odvzdušňovací potrubí pro spalování a odvod vzduchu.
Rinnai prodává volitelnou vodovodní soupravu, která se skládá ze dvou odtoků kotle, přetlakového ventilu a kulových ventilů. Koupil jsem ho a nainstaloval další odtoky kotle, aby se usnadnilo čištění systému vzduchu., Pokud používáte Směšovací ventily, potřebujete také měřidlo teploty po proudu od každého ventilu, abyste mohli sledovat teplotu vody v podlahovém systému.
vzhledem k pomalým časům odezvy pro sálavé teplo v podlaze je nezbytné používat programovatelné termostaty. Například Mám rád nižší pokojové teploty v noci. Trvá to asi dvě hodiny poté, co termostat vypne teplo, aby se vzduch v místnosti začal ochlazovat. Ráno ohřívač ohřívá podlahu asi tři hodiny, než vzduch v místnosti dosáhne své konstrukční teploty., Můj programovatelný termostat bere tyto podmínky v úvahu.
aby můj systém fungoval správně, zjistil jsem, že termostaty, které aktivují zónová čerpadla, musí také zapnout čerpadlo primární smyčky. Nejprve jsem připojil své termostaty k páru relé, která zapnula čerpadla zóny, ale ne čerpadlo primární smyčky. Nakonec jsem je nahradil jediným relé taco SR503-EXP, které se připojuje až ke třem termostatům. Nyní, když termostat vyžaduje teplo, termostat zapne čerpadlo pro tuto zónu i čerpadlo primární smyčky.,
viděl jsem některé návrhy systémů, které nechávají primární čerpadlo neustále zapnuté, ale považuji to za plýtvání energií.
Průtokový spínač pro teplou užitkovou vodu. Něco, být si vědom je, že většina tankless ohřívače mají vnitřní průtokový spínač, který zapne hořák při průtoku 1/2 galon za minutu (gpm) nebo vyšší. To je v pořádku pro sprchování, ale nepřetržitý nízký průtok horké vody — například můžete použít pro oplachování nádobí nebo při holení — nezpůsobí požár ohřívače, což znamená, že voda po krátké době zchladne.,
abych se ujistil, že mohu získat nízký průtok horké vody, přidal jsem standardní přepínač průtoku 120cv (McDonnell & Miller Series FS6, k dispozici z několika zdrojů na internetu, včetně State Supply Co., www.statesupply.com), která uzavírá kontakty na 0.12 gpm. Průtokový spínač aktivuje primární čerpadlo, které vytváří dostatečný průtok ohřívačem, aby způsobilo jeho požár. To fungovalo dobře, což zaručuje, že voda zůstává horká i při nízkém průtoku.,
zpětný pohled
kromě umístění ohřívače bych v tomto bodě nezměnil nic o mém systému. Opravdu se mi líbí úspora místa a flexibilita, kterou mi dává k úpravě teploty designu., A protože mám relativně malý, dobře izolovaný dům, ohřívač běží pouze šest až sedm hodin denně-nebo méně – i v nejchladnějších dnech roku, což by mělo přinést poměrně dlouhou životnost.
Bob Gleason byl vyškolen jako strojní inženýr a vlastnil obecnou smluvní firmu po dobu 30 let. Nyní v důchodu, žije v Twin Lakes, Colo.