m-am retras recent după 30 de ani ca antreprenor rezidențial. Soția mea și cu mine trăim acum într-o casă nouă pe care am construit-o în Colorado. Este înalt în munți (altitudine: 10.000 de picioare; grad de încălzire zile: 8.500) și are 2.000 de metri pătrați de spațiu condiționat încălzit de un sistem de încălzire prin pardoseală radiantă.
autorul lui Colorado casa are 2.000 de metri pătrați de spațiu condiționat., Costurile sale medii combinate pentru căldură și apă caldă sunt de numai 20 de dolari pe lună, o cifră pe care o acordă construcției strânse, termostatelor programate și eficienței încălzitorului său de apă fără rezervor.în timp ce majoritatea sistemelor radiante își obțin apa caldă fie de la un încălzitor de apă de tip rezervor, fie de la un cazan din fontă, căldura casei Mele și apa caldă menajeră (ACM) sunt ambele furnizate de un singur încălzitor de apă Rinnai fără rezervor-sau „la cerere”. Rinnai utilizează considerabil mai puțină energie decât un încălzitor de tip rezervor și costă mai puțin pentru instalare decât un cazan cu schimbător de căldură.,încălzitoarele de apă fără rezervor sunt o tehnologie dovedită, cu un istoric de mulți ani pentru încălzirea apei calde menajere (a se vedea „instalarea încălzitoarelor de apă la cerere”, 2/06). Dar, deoarece puțini contractori au experiență în utilizarea lor pentru căldură radiantă, informații despre proiectarea fiabilă a sistemului pot fi greu de găsit. În cazul meu, perfecționarea unui sistem a luat unele încercări și erori.consider că efortul merită: în cei doi ani în care am avut sistemul, costurile de căldură și apă caldă pentru două persoane au fost în medie mai mici de 20 USD pe lună.,este important să rețineți, totuși, că casa mea este super-izolată (pereții R-35, R-50 până la R-60 în acoperiș) și profită de o expunere solară excelentă. Dacă soarele este afară, care este adesea în această zonă, nu avem nevoie de căldură deloc în timpul zilei. De asemenea, ne suplimentăm necesarul de încălzire seara cu o sobă pe lemne, de care ne bucurăm atât pentru confort, cât și pentru ambianță.în cele din urmă, folosim un termostat programat care limitează temperatura la 62°F în mijlocul zilei și noaptea și 70°F de la 6 la 8 A. M. și 6 la 10 p. m.
de ce Tankless?,încălzitoarele de apă fără rezervor ocupă foarte puțin spațiu (mina măsoară 13 1/2 inci lățime cu 23 inci înălțime cu 9 inci adâncime), poate fi montată pe orice perete exterior și oferă apă caldă aproape nesfârșită.în ciuda faptului că unitățile nu sunt utilizate în mod obișnuit pentru căldură radiantă, ele sunt o sursă de căldură ideală pentru această aplicație, deoarece temperaturile lor de ieșire pot fi ușor adaptate la nevoile sistemului radiant. Rinnai meu oferă apă de până la 180°F, care este mai mult decât suficient pentru 110°F la 120°F necesare pentru a rula sistemul meu radiant., (Multe dintre unitățile fără rezervor pentru apă caldă au o temperatură maximă de ieșire de 140°F, dar cele utilizate pentru încălzire ar trebui să aibă limite mai mari.economia utilizării unui încălzitor de apă fără rezervor pentru a furniza atât apă caldă, cât și încălzire sunt, de asemenea, destul de atractive. Costul Total pentru sistemul meu a fost în jur de $5,000, fără a include forța de muncă: $1,100 pentru încălzitorul fără rezervor, $1,400 pentru tubulatura PEX și $2,400 pentru diferitele componente, controale și fitinguri.deși aș fi putut obține o unitate de tip rezervor pentru doar 200 de dolari, costul suplimentar al modelului tankless este mai mult decât compensat de economiile sale de energie., Eficiența energetică a unui aparat de încălzire este exprimată ca o zecimală numită factorul său energetic sau EF. Un încălzitor de apă tankless are un EF între .82 și .87, ceea ce înseamnă că convertește 82 la sută la 87 la sută din aportul său de energie la căldură. Unitățile de tip rezervor au un EF în jur .59, deci folosesc mult mai multă energie decât omologii lor fără rezervor.o excepție este Polaris de către American Water Heater Co., care are un EF de aproximativ .95. Cu toate acestea, costul său de 3.000 de dolari — de aproape trei ori mai mare decât Rinnai — ul meu-a fost prea mare pentru mine pentru a justifica., Aș fi putut folosi și un cazan din fontă; EF-ul său de .80 este aproape de cea a unui tankless, dar costul a fost mai mult de 3.000$.
selectarea unui încălzitor fără rezervor
un încălzitor de apă fără rezervor poate fi alimentat cu energie electrică, gaze naturale sau propan. Am luat în considerare doar modele alimentate cu propan, deoarece nu am gaz natural unde locuiesc și pentru că prețul pe care îl plătesc pentru energie electrică nu a făcut o unitate electrică fezabilă din punct de vedere economic.unitatea mea este un model direct-vent, care utilizează aerul exterior pentru ardere, o caracteristică importantă într-o casă strânsă, bine izolată., Teoretic, poate fi instalat pe orice perete exterior și chiar în exterior în unele climate calde. Am instalat-o pe a mea în camera de noroi lângă panoul circuitului electric.
singura mea plângere este că nivelul de zgomot al încălzitorului meu poate fi uneori inacceptabil. Camera de noroi din Casa Mea se află lângă dormitorul de la primul etaj, iar în perioadele de cerere mare, unitatea fără rezervor „se ridică”, creând un zgomot destul de puternic. Dacă ar trebui să o fac din nou, nu aș plasa unitatea lângă un dormitor.încălzitorul include o telecomandă cu un monitor digital care îmi permite să ridic sau să scad temperatura apei care iese din unitate. Am setat-o la 140°F, care este suficient de fierbinte pentru a satisface toate nevoile mele cu podele din lemn și țiglă., Dar un prieten instalator care a instalat unul într-o casă cu podele mochetate a trebuit să ridice temperatura de ieșire la 170°F, deoarece podelele mochetate sunt aproximativ cele mai dificil de încălzit cu un sistem radiant în podea.
telecomanda îndeplinește și alte funcții. Poate afișa 12 sau mai multe mesaje de eroare care vă avertizează asupra problemelor de operare. Se poate afișa, de asemenea, rata care apa curge prin încălzire, și temperatura reală de ieșire.cea mai importantă parte a selectării unui încălzitor fără rezervor este să vă asigurați că este dimensionat corespunzător., Dimensionarea corectă necesită să obțineți o imagine exactă a cerințelor de încălzire ale unei anumite case. Pentru a face acest lucru, trebuie să executați un calcul al pierderilor de căldură.numeroase surse de pe internet oferă metode de calculare a pierderilor de căldură — sau software care o poate face — fie pentru o taxă nominală, fie gratuit.Uponor (fostul Wirsbo), un furnizor de tuburi din polietilenă PEX, oferă software la www.uponor.com acest lucru nu numai că vă va calcula pierderile de căldură, dar vă va ajuta și să proiectați sistemul de distribuție., Software-ul nu specifică o sursă de căldură, dar va funcționa la fel de bine pentru un tankless ca pentru un încălzitor de tip rezervor sau un cazan. Este disponibil gratuit pe bază de încercare, prin care compania înseamnă 15 utilizări sau sesiuni de design. Dacă găsiți software-ul util, puteți cumpăra o copie permanentă.în general, o casă nouă bine izolată nu ar trebui să necesite mult mai mult de 15 Btu pe metru pătrat pe oră. Pentru 2.000 de metri pătrați, asta înseamnă 30.000 Btu pe oră.chiar și o casă slab izolată de această dimensiune nu ar trebui să aibă nevoie de mai mult de 60.000 Btu pe oră., Majoritatea unităților pe care ar trebui să le luați în considerare vor avea ieșiri de cel puțin 150,000 Btu pe oră; în majoritatea cazurilor, dimensionarea va fi determinată de cerințele de apă caldă ale casei (a se vedea „cum să dimensionați un încălzitor fără rezervor”).dimensionarea corectă necesită să știți cât de multă apă va folosi casa în perioadele de vârf, temperatura aproximativă a alimentării cu apă a orașului sau a apei din puț și cât de mult trebuie să încălzească încălzitorul pentru a atinge temperatura necesară.tabelul de mai jos prezintă debitele de eșantionare pentru diverse aparate și corpuri de iluminat., Graficul de mai jos arată curba de curgere a temperaturii pentru un încălzitor de probă, în acest caz unul cu o putere de 180.000 Btu. Determina cât de multe corpuri sau aparate vor fi operate în același timp, adăuga până debitele lor, apoi uita-te la curba pentru a determina dacă această unitate va satisface nevoile acasă.
să Presupunem că casa va necesita o creștere a temperaturii de 75°F., (Aceasta este diferența de temperatură dintre apa de 40 ° F și temperatura de ieșire necesară de 115°F.) linia verticală de 75 ° F îndeplinește curba la un debit de aproximativ 4,5 galoane pe minut (gpm).această unitate ar fi suficientă pentru a rula un duș (2,5 gpm) și un robinet (1,5 gpm) în același timp. Cu toate acestea, nu ar oferi suficientă apă caldă pentru două dușuri la 5 gpm fiecare. În acest caz, soluția ar fi instalarea a două încălzitoare sau instalarea unui încălzitor cu o capacitate mai mare.,deși sunt vândute în principal pentru apă caldă menajeră, încălzitoarele fără rezervor sunt de fapt potrivite pentru încălzirea radiantă, care funcționează la temperaturi scăzute în comparație cu, de exemplu, placa de bază cu apă caldă. Deci, utilizarea unității pentru încălzire radiantă are, în general, un efect redus sau deloc asupra calculului de dimensionare.,
Temperatura Probei Curba pentru un On-Demand Unitate
ieșire în Btu de un radiator suficient de mare pentru a furniza o casă caldă menajeră necesarul de apă este de obicei suficient pentru a satisface nevoile de încălzire, precum și. Dacă circulatoarele de încălzire funcționează în același timp cu apa caldă menajeră, temperatura din buclele de încălzire poate scădea ușor. Dar, deoarece apa caldă menajeră este folosită doar intermitent, aceasta ar fi rareori o problemă.,
De exemplu, în radianta-sistem de podea, apa se întoarce la unitatea de încălzire de încălzire bucle este de numai 10°C la 20°F sub zona de design de ieșire temperatura de 110°C la 120°F — mult mai mare decât cel de intrare și de apă este de 40°F. Astfel încât o dată apă în sistemul de încălzire bucle a fost inițial încălzit, unitatea de încălzire a pentru a ridica apa de retur doar aproximativ 10°C la 20°F.
Alte sisteme pot avea o mai mare temperatura apei de intrare, o mai mare temperatura de proiectare, sau mai mare cerere de încălzire., Dar, în aproape toate cazurile, apa de podea radiantă în bucle nu va fi niciodată mai mică decât temperatura camerei. Asigurați-vă că consultați un reprezentant al producătorului înainte de a decide ce încălzitor fără rezervor să cumpărați.
proiectarea sistemului de distribuție
când am început cercetarea utilizării tankless pentru căldură radiantă, am găsit mai multe surse pe Internet care au recomandat utilizarea unui sistem de distribuție deschis, în care alimentarea cu apă caldă curge prin buclele radiante., Nu — mi plac sistemele deschise (de fapt, unele state le interzic); zonele stagnante se pot dezvolta în buclele de încălzire, mai ales vara, permițând creșterea bacteriilor-inclusiv a celor care provoacă boala legionarilor.am eliminat problemele de sănătate prin utilizarea unui sistem închis, în care buclele de apă caldă și încălzire sunt total separate. Apa încălzită de încălzitorul fără rezervor curge direct prin tubul de podea, în timp ce un schimbător de căldură asigură căldură pentru alimentarea cu apă caldă.,
sistemul de apă caldă menajeră., În sistemul meu de apă caldă, apa din puț intră în schimbătorul de căldură și apoi merge la chiuvete, dușuri, mașina de spălat vase și așa mai departe. Mi-am cumpărat schimbătorul de căldură cu plăci plate de la www.houseneeds.com pentru 250 USD (astfel de produse sunt disponibile și la casele de aprovizionare cu instalații sanitare). Al meu este evaluat la 240.000 Btu pe oră-ceva mai mic decât calculele mele au indicat că aș putea avea nevoie. Chiar și așa, pot să fac un duș și să conduc mașina de spălat vase în același timp., Nu am încercat să ruleze două dușuri simultan, dar baia principală, pe care le folosim frecvent, are patru jeturi montate pe perete, fiecare dintre care dispersează aproape la fel de multă apă ca un cap de duș. Putem să-i operăm fără probleme.într-un sistem închis bine proiectat, schimbătorul de căldură va fi în bucla primară, în timp ce fiecare zonă de încălzire va fi alimentată de bucla secundară proprie, ca în Figura 2.
am învățat greu că schimbătorul de căldură pentru apă caldă trebuie să fie în bucla primară., L-am instalat inițial în propria buclă secundară, dar am constatat că zonele de încălzire ar fura suficientă apă pentru a împiedica schimbătorul de căldură să livreze suficientă apă caldă la robinete și că acest lucru s-a întâmplat chiar și atunci când buclele de căldură nu erau active. Așa că am reconfigurat conductele, iar acum toată apa din sistem curge prin schimbătorul de căldură înainte de a fi trimisă la buclele secundare.bucla primară are nevoie de o pompă evaluată pentru cel puțin 6 galoane pe minut la 30 de picioare de cap, care este măsura presiunii create de o coloană de apă de 30 de picioare înălțime., O pompă evaluată la 30 de picioare de cap va funcționa până când se atinge această presiune, moment în care nu mai poate furniza apă.
Subdimensionarea pompei primare va cauza defectarea. De fapt, am încercat să economisesc bani folosind o pompă de capacitate mai mică pe bucla primară, dar nu ar livra suficientă apă caldă la robinete; în cele din urmă a trebuit să cumpăr o pompă de capacitate mai mare.de asemenea, trebuie să cunoașteți nevoile dvs. de apă caldă înainte de a alege un schimbător de căldură. Așa cum am menționat anterior, puterea încălzitorului meu de apă este setată la 140°F., Când este furnizat cu apa de 140 ° F, schimbătorul meu de căldură furnizează apă la o temperatură de aproximativ 130°F, care este suficient de mare pentru dușuri și mașina de spălat vase.zonele de încălzire. Fiecare dintre cele două zone de încălzire include o supapă de amestec pentru a reduce temperatura până la 120°F pentru zona de subsol și 110°F pentru zona de podea principală. (Am vrut ca temperatura podelei principale să fie mai mică pentru a proteja podeaua din lemn de esență tare prefinisată pe care am instalat-o în camera de zi.deoarece schimbătorul de căldură primește mai întâi apa caldă, rularea zonelor radiante în același timp nu afectează temperatura apei calde menajere., Provoacă o schimbare minoră în radiantă-etaj temperatura apei, dar aceasta este de mică îngrijorare, deoarece ACM este rareori mai mult de câteva minute la un moment dat.Ocazional, atât termostatele de zonă, cât și apa caldă vor solicita ca încălzitorul de apă să fie pornit, deci este important să păstrați toate conexiunile electrice pe un singur circuit. Niciuna dintre componentele electrice nu necesită multă putere.Dacă instalați un sistem cu o combinație de căldură radiantă și un încălzitor de apă fără rezervor, veți avea nevoie de o varietate de pompe, întrerupătoare și fitinguri.,
încălzire ar trebui să aibă un aport de apa-filtru de ecran și necesare conducta de aerisire pentru ardere și de evacuare a aerului.Rinnai vinde un kit de instalații sanitare opțional, care constă din două canale de scurgere a cazanului, o supapă de presiune și supape cu bilă. L-am cumpărat și am instalat canale de scurgere suplimentare pentru a facilita curățarea sistemului de aer., Dacă utilizați supape de amestec, aveți nevoie și de un indicator de temperatură în aval de fiecare supapă, astfel încât să puteți monitoriza temperatura apei din sistemul de podea.din cauza timpilor de răspuns lent pentru căldură radiantă în podea, este esențial să se utilizeze termostate programabile. De exemplu, îmi plac temperaturile mai scăzute noaptea. Este nevoie de aproximativ două ore după ce termostatul oprește căldura pentru ca aerul din cameră să înceapă să se răcească. Dimineața, încălzitorul încălzește podeaua timp de aproximativ trei ore înainte ca aerul din cameră să atingă temperatura de proiectare., Termostatul meu programabil ia în considerare aceste condiții.pentru ca sistemul meu să funcționeze corect, am constatat că termostatele care activează pompele zone trebuie să pornească și pompa cu buclă primară. La început, mi-am conectat termostatele la o pereche de relee care au pornit pompele zone, dar nu și pompa cu buclă primară. Am ajuns să le înlocuiesc cu un singur releu Taco SR503-EXP care se conectează la trei termostate. Acum, când un termostat solicită căldură, termostatul pornește pompa pentru acea zonă, precum și pompa cu buclă primară.,am văzut câteva modele de sistem care lasă pompa primară pornită constant, dar consider că este o risipă de energie.
comutator de debit pentru apă caldă menajeră. Ceva de care trebuie să știți este că majoritatea încălzitoarelor fără rezervor au un comutator de debit intern care activează arzătorul la un debit de 1/2 galon pe minut (gpm) sau mai mare. Acest lucru este bine pentru duș, dar un flux continuu scăzut de apă caldă — cum ar fi s — ar putea folosi pentru clătirea vaselor sau în timpul bărbieritului-nu va provoca focul încălzitorului, ceea ce înseamnă că apa se va răci după un timp scurt.,
Pentru a se asigura că pot obține un debit scăzut de apă fierbinte, am adaugat un standard 120CP comutator de debit (un McDonnell & Miller Serie FS6, disponibil de la mai multe surse de pe Internet, inclusiv de Stat Supply Co., www.statesupply.com) care închide contactele la 0.12 gpm. Comutatorul de debit activează pompa Primară, ceea ce creează un flux suficient prin încălzitor pentru a provoca focul. Acest lucru a funcționat bine, garantând că apa rămâne fierbinte chiar și la un debit scăzut.,
Retrospectiv
în Afară de locația de încălzire, nu aș schimba nimic despre sistemul meu în acest moment. Îmi place foarte mult economiile de spațiu și flexibilitatea pe care mi-o oferă pentru a regla temperaturile de proiectare., Și pentru că am o casă relativ mică, bine izolată, încălzitorul funcționează doar șase până la șapte ore pe zi-sau mai puțin — chiar și în cele mai reci zile ale anului, ceea ce ar trebui să ofere o durată de funcționare destul de lungă.Bob Gleason a fost instruit ca inginer mecanic și a deținut o afacere generală de contractare timp de 30 de ani. Acum pensionat, locuiește în Twin Lakes, Colo.