Jeg har for nylig pensioneret efter 30 år som boligentreprenør. Min kone og jeg bor nu i et nyt hjem, jeg byggede i Colorado. Det er højt i bjergene (højde: 10.000 fod; opvarmningsgradsdage: 8.500) og har 2.000 kvadratmeter konditioneret rum opvarmet af et strålende Gulvvarmesystem.
forfatteren ‘ s Colorado hjem har 2.000 kvadratmeter med aircondition plads., Hans samlede gennemsnitlige omkostninger til varme og varmt vand er kun $20 per måned, et tal han kreditter til stram konstruktion, programmerede termostater, og effektiviteten af hans tankless vandvarmer.mens de fleste strålingssystemer får deres varme vand fra enten en tank-type vandvarmer eller en støbejernskedel, leveres mit hjems varme og varmt brugsvand (varmt vand) begge af en enkelt Rinnai tankless-eller “on demand” — vandvarmer. Rinnai bruger betydeligt mindre energi end en tank-type varmelegeme og koster mindre at installere end en kedel med en varmeveksler.,
Tankless vandvarmere er en gennemprøvet teknologi med en track record på mange år til opvarmning varmt vand (se “Installation on-Demand vandvarmere,” 2/06). Men da få entreprenører har erfaring med at bruge dem til strålevarme, kan information om pålideligt systemdesign være svært at finde. I mit tilfælde, perfektionere et system tog nogle trial and error.
Jeg anser indsatsen værd: i løbet af de to år, jeg har haft systemet, har varme-og varmtvandsomkostninger for to personer i gennemsnit mindre end $20 pr.,
det er dog vigtigt at bemærke, at mit hus er superisoleret (R-35 vægge, R-50 til R-60 i taget) og drager fordel af fremragende soleksponering. Hvis solen er ude, som den ofte er i dette område, har vi slet ikke brug for varme i løbet af dagen. Vi supplerer også vores varmebehov om aftenen med en brændeovn, som vi nyder for både komfort og atmosfære.
Endelig, og vi bruger en programmeret termostat, der begrænser temperaturen til 62°C i midten af dagen og natten, og 70°F fra 6 til 8 om morgenen og 6 til 10 p.m.
Hvorfor Tankless?,
Tankless vandvarmere optager meget lidt plads (mine måler 13 1/2 tommer bred med 23 tommer høj med 9 tommer dyb), kan monteres på enhver udvendig væg og tilbyder næsten uendeligt varmt vand.
På trods af at enhederne ikke almindeligvis anvendes til strålevarme, er de en ideel varmekilde til denne applikation, fordi deres udgangstemperaturer let kan tilpasses strålingssystemets behov. Min Rinnai giver vand på op til 180.F, hvilket er mere end tilstrækkeligt til 110 to F til 120. F, der er nødvendigt for at køre mit radiant system., (Mange af de tankless enheder til varmtvands har en maksimal udgangstemperatur på 140 F F, men dem, der anvendes til opvarmning bør have højere grænser.)
økonomien ved at bruge en tankless vandvarmer til at levere både varmt vand og opvarmning er også ret attraktive. De samlede omkostninger for mit system var omkring $ 5.000, ikke inklusive arbejdskraft: $1.100 for tankless varmelegeme, $1.400 for PE.slangen og $ 2.400 for de forskellige komponenter, kontroller og fittings.
selvom jeg kunne have fået en tank-type enhed for så lidt som $200, er de ekstra omkostninger ved tankless-modellen mere end opvejet af dens energibesparelser., Et varmeapparats energieffektivitet udtrykkes som en decimal kaldet dens energifaktor eller EF. En tankless vandvarmer har en EF mellem .82 og .87, hvilket betyder, at det konverterer 82 procent til 87 procent af sin energiindgang til varme. Tank-type enheder har en EF omkring .59, så de bruger betydeligt mere energi end deres tankless modstykker.
en undtagelse er Polaris af American Waterater Heater Co., som har en EF på ca .95. Men dens $ 3.000 omkostninger-næsten tre gange så meget som min Rinnai — var for høj for mig at retfærdiggøre., Jeg kunne også have brugt en støbejern kedel; dens EF af .80 er tæt på en tankless, men prisen var mere end $3.000.
valg af tankless varmer
en tankless vandvarmer kan drives af elektricitet, naturgas eller propan. Jeg overvejede kun propan-drevne modeller, fordi jeg ikke har naturgas, hvor jeg bor, og fordi den pris, jeg betaler for elektricitet, ikke gjorde en elektrisk enhed økonomisk gennemførlig.
min enhed er en direkte udluftningsmodel, der bruger udendørsluft til forbrænding, en vigtig funktion i et stramt, velisoleret hjem., Teoretisk set kan den installeres på enhver udvendig væg og endda udenfor i nogle varme klimaer. Jeg installerede min i mudroom nær det elektriske kredsløbspanel.
min eneste klage er, at støjniveauet på min varmeapparat til tider kan være stødende. Mudroom i mit hus ligger ved siden af soveværelset på første sal, og i tider med stor efterspørgsel “overspændes den tankløse enhed” og skaber en ganske høj lyd. Hvis jeg skulle gøre det igen, ville jeg ikke placere enheden ved siden af et soveværelse.
varmeapparatet indeholder en fjernbetjening med en digital skærm, der lader mig hæve eller sænke temperaturen på vandet, der kommer ud af enheden. Jeg satte den på 140 F F, hvilket er varmt nok til at imødekomme alle mine behov med træ-og flisegulve., Men en blikkenslager ven, der installerede en i et hjem med tæppebelagte gulve måtte hæve udgangstemperaturen til 170.F, som tæppebelagte gulve er om de mest vanskelige at varme med en i-gulv strålende system.
fjernbetjeningen udfører også andre funktioner. Det kan vise 12 eller flere fejlmeddelelser, der advarer dig om driftsproblemer. Det kan også vise den hastighed, at vand strømmer gennem varmeren, og den faktiske udgangstemperatur.
den vigtigste del af at vælge en tankless varmelegeme er at sikre, at den er korrekt dimensioneret., Korrekt dimensionering kræver, at du får et præcist billede af et bestemt hjem opvarmning krav. For at gøre det skal du køre en varmetabsberegning.mange kilder på internettet tilbyder metoder til beregning af varmetab — eller Soft .are, der kan gøre det — enten til en nominel afgift eller gratis.
Uponor (tidligere Wirsbo), en leverandør af polyethylen (PEX-rør, tilbyder software på www.uponor.com der vil ikke kun beregne dit varmetab, men også hjælpe dig med at designe distribution system., Soft .aren angiver ikke en varmekilde, men det vil fungere så godt for en tankless som for en tank-type varmelegeme eller en kedel. Det er tilgængeligt gratis på prøvebasis, hvorved virksomheden betyder 15 anvendelser eller design sessioner. Hvis du finder soft .aren nyttig, kan du købe en permanent kopi.
generelt bør et velisoleret nyt hus ikke kræve meget mere end 15 Btu pr. For 2.000 kvadratfod er det 30.000 Btu i timen.
selv et dårligt isoleret hus af denne størrelse bør ikke have brug for mere end 60,000 BTU pr., De fleste af de enheder, du bør overveje, vil have udgange på mindst 150,000 BTU i timen; i de fleste tilfælde vil dimensionering blive bestemt af hjemmets VARMTVANDSKRAV (se “sådan dimensioneres en Tankless varmelegeme”).
sådan dimensioneres en Tankless varmelegeme
korrekt dimensionering kræver, at du ved, hvor meget vand hjemmet vil bruge i spidsbelastningsperioder, den omtrentlige temperatur i byens vandforsyning eller brøndvand, og hvor meget varmeapparatet skal opvarme det vand for at nå den nødvendige temperatur.tabellen nedenfor viser prøvestrømshastigheder for forskellige apparater og inventar., Grafen nedenfor viser temperaturflo .kurven for en prøvevarmer, i dette tilfælde en med en ydelse på 180.000 BTU. Bestem, hvor mange armaturer eller apparater der skal betjenes på samme tid, tilføj deres strømningshastigheder, se derefter på kurven for at afgøre, om denne enhed vil imødekomme hjemmets behov.
Antage, at hjem vil kræve en temperatur stigning på 75°F., (Det er forskellen i temperatur mellem 40 well f godt vand og den krævede output temperatur på 115 F. F.) Den lodrette 75 line F linje opfylder kurven ved en strømningshastighed på omkring 4,5 gallon per minut (gpm).
denne enhed ville være tilstrækkelig til at køre et brusebad (2,5 gpm) og en vandhane (1,5 gpm) på samme tid. Det ville dog ikke give nok varmt vand til to brusere ved 5 gpm hver. I så fald ville løsningen være at installere to varmeapparater eller at installere en varmelegeme med større kapacitet.,
selvom de primært sælges til varmt brugsvand, er tankløse varmeapparater faktisk velegnede til strålevarme, der fungerer ved lave temperaturer sammenlignet med f.eks. Så brug af enheden til strålevarme har generelt ringe eller ingen effekt på størrelsesberegningen.,
Prøvens Temperatur Kurven for en On-Demand-Enhed
output i Btu af en radiator, der er stort nok til at levere en hjem er varmt behov for vand er typisk tilstrækkeligt til at opfylde sin varme behov. Hvis varmecirkulatorerne tilfældigvis kører på samme tid som varmt brugsvand, kan temperaturen i varmesløjferne falde lidt. Men fordi varmt brugsvand kun bruges intermitterende, ville dette sjældent være et problem.,
For eksempel, i min strålende-gulvtæppe system, vandet vender tilbage til den varme enhed fra de varme sløjfer er kun 10°C til 20°C under den zone design-output temperatur på 110°F til 120°F — meget højere end den indgående godt vand er 40°F. Så når vandet i den varme sløjfer er oprindeligt opvarmet, den varme enhed har til at rejse tilbage i vandet kun omkring 10°C til 20°F.
Andre systemer kan have en højere indkommende vand temperatur, en højere design-temperatur, eller en større varme efterspørgsel., Men i næsten alle tilfælde vil det strålende gulvvand i løkkerne aldrig være lavere end stuetemperatur. Sørg for at konsultere en producentens repræsentant, inden du beslutter, hvilken tankless varmelegeme der skal købes.
design af distributionssystemet
da jeg først begyndte at undersøge brugen af tankless til strålevarme, fandt jeg flere kilder på internettet, der anbefalede at bruge et åbent distributionssystem, hvor varmtvandsforsyningen strømmer gennem strålingssløjferne., Jeg kan ikke lide åbne systemer (faktisk forbyder nogle stater dem); stagnerende områder kan udvikle sig i varmesløjferne, især om sommeren, hvilket tillader vækst af bakterier — inklusive dem, der forårsager legionærsyge.
Jeg eliminerede sundhedsmæssige bekymringer ved at bruge et lukket system, hvor varmtvands-og varmesløjferne er helt adskilte. Vand opvarmet af tankless varmelegeme strømmer direkte gennem gulvslangen, mens en varmeveksler giver varme til varmtvandsforsyningen.,
det indenlandske varmtvandssystem., I mit VARMTVANDSSYSTEM kommer vand fra brønden ind i varmeveksleren og går derefter til dræn, brusere, opvaskemaskine og så videre. Jeg købte min fladpladevarmeveksler fra www.houseneeds.com for $ 250 (sådanne produkter er også tilgængelige på VVS supply houses). Mine er bedømt til 240,000 BTU i timen — noget lavere end mine beregninger indikerede, at jeg muligvis har brug for. Alligevel kan jeg tage et brusebad og køre opvaskemaskinen på samme tid., Jeg har ikke prøvet at køre to brusere samtidigt, men hovedbadet, som vi ofte bruger, har fire vægmonterede stråler, som hver spreder næsten lige så meget vand som et brusehoved. Vi kan betjene dem uden problemer.
i et veldesignet lukket system vil varmeveksleren være i den primære sløjfe, mens hver opvarmnings zoneone vil blive fodret med sin egen sekundære sløjfe, som i figur 2.
Jeg lærte den hårde måde, at varmeveksleren til varmtvand skal være i den primære sløjfe., Jeg installerede det oprindeligt i sin egen sekundære sløjfe, men fandt ud af, at varme zonesonerne ville stjæle nok vand til at forhindre varmeveksleren i at levere tilstrækkeligt varmt vand til vandhanerne, og at dette skete, selv når varmesløjferne ikke var aktive. Så jeg omkonfigurerede rørledningen, og nu strømmer alt vandet i systemet gennem varmeveksleren, før det sendes til sekundære sløjfer.
den primære sløjfe har brug for en pumpe, der er klassificeret i mindst 6 gallon pr.minut ved 30 fod af hovedet, hvilket er målet for trykket skabt af en vandkolonne 30 fod høj., En pumpe, der er normeret til 30 fødder af hovedet, udfører, indtil dette tryk er nået, på hvilket tidspunkt det ikke længere kan levere vand.
Underdimensionering af primærpumpen vil medføre fejl. Faktisk forsøgte jeg at spare penge ved at bruge en pumpe med lavere kapacitet på den primære sløjfe, men det ville ikke levere nok varmt vand til vandhanerne; til sidst måtte jeg købe en pumpe med større kapacitet.
Du skal også kende dine varmtvandsbehov, før du vælger en varmeveksler. Som jeg nævnte tidligere, er min vandvarmers udgang indstillet til 140 F. F., Når leveres med 140 water f Vand, Min varmeveksler leverer vand ved en temperatur på omkring 130.F, som er høj nok til brusere og opvaskemaskinen.
varme zonesoner. Hver af mine to varme .oner inkluderer en blandeventil til at smøre temperaturen ned til 120 F F for kælder zoneonen og 110.F for hovedgulvet. (Jeg ønskede, at stuetemperaturen var lavere for at beskytte prefinished hårdttræsgulv, jeg installerede i stuen.)
da varmeveksleren først får varmt vand, påvirker kørsel af strålings zonesoner på samme tid ikke varmtvandstemperaturen., Det forårsager en mindre ændring i vandtemperaturen på strålende gulv, men dette er af ringe bekymring, fordi varmtvandet sjældent er tændt i mere end flere minutter ad gangen.
lejlighedsvis vil både thermonetermostater og varmtvand kræve, at vandvarmeren er tændt, så det er vigtigt at holde alle de elektriske forbindelser på et kredsløb. Ingen af de elektriske komponenter kræver meget strøm.
valg af komponenter
Hvis du installerer et system med en kombination af strålevarme og en tankløs vandvarmer, har du brug for en række pumper, kontakter og fittings.,
Det varmer skal have et vand-filter for skærm, og de nødvendige afløbsrør til forbrænding og udsugning.Rinnai sælger et valgfrit VVS-kit, der består af to kedelafløb, en trykaflastningsventil og kugleventiler. Jeg købte det og installerede yderligere kedelafløb for at lette rensning af luftsystemet., Hvis du bruger blandeventiler, har du også brug for en temperaturmåler nedstrøms fra hver ventil, så du kan overvåge temperaturen på vandet i gulvsystemet.
på grund af de langsomme responstider for strålevarme i gulvet er det vigtigt at bruge programmerbare termostater. For eksempel kan jeg godt lide lavere stuetemperaturer om natten. Det tager cirka to timer efter, at termostaten slukker for varmen, så luften i rummet begynder at afkøle. Om morgenen opvarmer varmeapparatet gulvet i ca. tre timer, før rumluften når sin designtemperatur., Min programmerbare termostat tager disse forhold i betragtning.
for at mit system skal fungere korrekt, har jeg fundet ud af, at de termostater, der aktiverer zoneonepumperne, også skal tænde for den primære sløjfepumpe. Først, jeg tilsluttede mine termostater til et par relæer, der tændte pumpsonepumperne, men ikke den primære sløjfepumpe. Jeg endte med at erstatte dem med et enkelt Taco SR503-e .p relæ, der forbinder til så mange som tre termostater. Nu, når en termostat kræver varme, tænder termostaten pumpen for den zoneone såvel som den primære sløjfepumpe.,
Jeg har set nogle systemdesign, der forlader den primære pumpe konstant, men jeg anser det for spild af energi.
Strømningsafbryder til varmt brugsvand. Noget at være opmærksom på er, at de fleste tankless varmeapparater har en intern strømningsafbryder, der aktiverer brænderen med en strømningshastighed på 1/2 gallon pr. Dette er fint til brusebad, men en kontinuerlig lav strøm af varmt vand — som du måske bruger til skylning af opvask eller under barbering — vil ikke få varmeapparatet til at brænde, hvilket betyder, at vandet løber koldt efter kort tid.,
for at sikre, At jeg kan få en lav strøm af varmt vand, jeg har tilføjet en standard 120CV flow switch (en McDonnell & Miller Serie FS6, tilgængelige fra forskellige kilder på Internettet, herunder Udbuddet Co., www.statesupply.com) der lukker kontakter ved 0,12 gpm. Flo .kontakten aktiverer den primære pumpe, hvilket skaber tilstrækkelig strømning gennem varmeren til at få den til at brænde. Dette har fungeret godt, hvilket garanterer, at vandet forbliver varmt selv ved en lav strømningshastighed.,
bakspejlet
bortset fra placeringen af varmeren, ville jeg ikke ændre noget ved mit system på dette tidspunkt. Jeg kan virkelig godt lide pladsbesparelserne og den fleksibilitet, det giver mig til at justere designtemperaturer., Og fordi jeg har et relativt lille, velisoleret hus, kører varmeapparatet kun seks til syv timer om dagen — eller mindre – på selv de koldeste dage i året, hvilket skulle give en temmelig lang levetid.Bob Gleason var uddannet maskiningeniør og ejede en generel kontraktvirksomhed i 30 år. Nu pensioneret, han bor i T .in Lakes, Colo.