剧情简介:暖通空调项目经理乔恩·哈罗德描述了人气的激增无管道热泵有时也被称为微裂。他描述了热泵故障的主要原因;包括制冷剂和冷凝水泄漏、解冻问题、过滤器堵塞和温度问题、如何确保良好的安装,以及教育客户有关常见陷阱的重要性。
无管道热泵越来越受欢迎。这种增长的部分原因是技术的进步,使它们能够在寒冷的气候中表现良好。最近化石燃料价格的上涨,以及旨在通过建筑电气化减少碳排放的国家和公用事业项目,也起到了一定作用。最近颁布的降低通货膨胀法将通过增加联邦税收抵免和资助新的退税来进一步促进热泵的采用。
无管道热泵的蓬勃发展为该领域带来了新的安装人员。有些人来自传统的暖通背景,更熟悉传统的炉子、锅炉和空调。其他人——电工、家庭表演承包商、木匠——来自相关行业;有些人是承包行业的新手。
在基本技能和所需工具方面,成为无管道热泵安装人员的障碍相对较低。但是,尽管它们看起来简单,无管道热泵可能是不可原谅的设计和工艺差。一个糟糕的无管道安装可能成为业主和承包商的噩梦。而不好的结果会导致不好的宣传,减缓热泵的采用。
一些容易避免的错误导致了我在无管道系统上看到的大多数问题。如果你是承包商,注意这些关键细节可以避免代价高昂的回调。如果你是一个房主,了解这些陷阱可以帮助确保你的新系统无故障。
正确的安装意味着制冷剂回路无泄漏
热泵的工作原理是在室内和室外之间传递热量。携带热量的液体被称为制冷剂。当制冷剂在系统中移动时,其压力会升高或降低,并在气态和液态之间来回变化。当制冷剂进入系统的暖侧时,制冷剂被压缩,从而提高其温度。在加热模式下,这种高温高压气体在室内线圈中凝结,将热量传递到室内空气中。当制冷剂(现在是一种温暖的液体)从室内线圈返回时,它经过一个计量装置,其温度和压力下降。制冷剂在较低的压力下蒸发,从室外冷空气中吸收热量。在夏天,这个过程正好相反;室内盘管成为吸热蒸发器,热的高压制冷剂在室外盘管中凝结,释放热量。
无管道热泵有时被称为“minisplits。”管道热泵和无管道热泵都是“分离”系统;他们的室内和室外线圈在不同的设备中。无管道热泵不是通过管道系统分配空调空气,而是使用安装在墙壁或天花板上的独立头部,直接吹进它们所服务的空间。“迷你裂缝”指的是在无管道系统中可获得的更小的Btu输出(小至6000 Btu,而大多数管道系统为18,000至60,000 Btu)。在这里,我主要关注无管道热泵,但许多相同的问题也适用于管道系统。
重要的联系
![热泵到机组的示意图](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/03124629/H314HA_dwg1.jpg)
成功的无管道热泵安装需要注意室内机和室外机的放置以及它们之间的相互连接。放置考虑因素包括视觉和声音的影响,气流,防止损坏,以及最小和最大允许的线路设置长度。制冷剂管路必须无泄漏且完全绝缘。电源电路和通信电缆的尺寸和安装必须符合国家电气规范以及制造商的说明。凝结水管道必须正确倾斜,没有疏水阀或向上倾斜,不得终止于土壤或覆盖物。所有系统组件必须得到正确的支持。
为了使制冷剂电路正常工作,制冷剂电路需要无泄漏。制冷剂含量略低的系统将运行效率低下,难以达到额定输出。一个非常低的系统可能会完全关闭。低制冷剂运行会对压缩机等关键部件造成额外的磨损。而且,由于现代热泵中使用的R-410A等制冷剂是强效温室气体,泄漏是一个主要的环境问题。
热泵的室内机和室外机用铜管连接,称为线路组。在无管道系统中,连接通常采用耀斑接头。制作精良的耀斑可以提供持久、无泄漏的连接。扩口仍然是连接无管道管线组的最常用技术,但也有其他方法可用。钎焊(类似于焊接铜管道的工艺)广泛用于常规热泵和空调,也可用于无管道系统。压接和推接配件也越来越受欢迎。如果使用这些替代配件,请仔细遵循制造商的说明。无论连接类型如何,在添加制冷剂之前都应进行彻底的泄漏检查。没有一个测试可以检测到所有的泄漏,但是四步方法可以捕获所有的大型泄漏和大多数较小的泄漏。
可防止冷凝水泄漏
在夏天,热泵冷却和除湿室内空气。当通过室内线圈的空气冷却到露点时,水分凝结并滴入下面的排水盘。在典型的无管道安装中,携带冷凝水的软管从室内机后部穿过外墙。软管连接排水管。排水管将冷凝水输送到墙的底部,然后滴落到地面上。
如果盘、软管或排水管堵塞或倾斜不正确,冷凝水就会倒流,通常会顺着室内机后面的墙壁流下。在安装过程中防止冷凝液泄漏时,有一些关键的要点。第一种是将室内机水平安装或向排水盘上的开口略微倾斜。在凝析液排水管穿墙钻孔时,钻孔方向应朝向外部,排水软管出墙时应向下倾斜。为了保持软管的正确位置,在将整个软管穿过墙壁之前,将其粘在制冷剂管的存根下面。外部冷凝水排水管应由刚性或半刚性材料制成,如PEX或PVC。检查所有软管和管道连接是否正确夹紧,并确保外部排水管以最小1 / 4英寸的螺距连续向下倾斜。定期固定,防止移动或下垂。将排水管的底部终止在地面之上——不要将其淹没在水坑中,也不要将其埋在土壤或覆盖物中。
在每次安装时测试冷凝水排水。随着系统关闭,倒几夸脱水慢慢线圈。在经过有条件和无条件空间的绝缘较差的线路组上也会形成冷凝。作为一种有效的措施,彻底的管线绝缘是值得的,但它最大的好处是防止凝析液滴落。
冷凝水问题往往在夏季炎热潮湿的第一周突然出现。一旦系统安装,定期维护,包括清洗排水盘和管道,是防止冷凝水泄漏的关键。
在低温下会出现解冻问题
为了在冬天吸收热量,热泵必须使其室外盘管比经过它的空气更冷。当室外温度低于40°F时,线圈温度降至冰点以下,就会结霜。过多的霜冻会阻塞通过盘管的气流,从而阻止热泵有效运行。为了清除这种霜冻,热泵必须定期进行除霜循环。系统停止加热并暂时逆转制冷剂流动,从室内获取热量并使用它来加热室外线圈。室外风机关闭,加快熔化过程。为了最大限度地减少舒适度问题,无管道机组通常将室内风扇调至低速,并调整百叶,将冷空气引向上方,远离居住者。
一些简单的步骤可以防止许多与解冻相关的回调。首先,对房主进行除霜周期的教育,这是寒冷天气操作的正常和必要部分。让业主知道系统会定期停止加热,并轻轻吹凉风,可以避免像“这东西有自己的想法!”
保护室外机免受大量水的侵害也很重要。集中的融雪或大雨落在室外机上,会导致室外机线圈结冰过多。如果可能的话,将室外机放置在远离滴水线和屋顶山谷的地方。在大雪或雨水泛滥的地方,考虑一个保护性的屋顶或遮阳篷。在北方气候条件下,将室外设备抬升到雪深以上对它们的运行很重要。抬高装置还可以让融水从除霜循环中自由排出。在人行道附近放置室外设备时要小心,因为融水会重新结冰,造成滑倒的危险。
在较冷的气候条件下,可以使用排水盘加热器,这是一种小型电阻线圈,可以防止解冻过程中融化的水在室外机内部重新结冰。如果没有这个加热器,冰就会堆积起来,最终堵塞并损坏线圈。许多设计用于寒冷气候的热泵已经安装了排水盘加热器。
制作耀斑配件的三个步骤
在无管道热泵系统中,室内机和室外机用铜线组和耀斑接头连接。制作精良的耀斑对于持久、无泄漏的连接至关重要。
第一步:准备管子
![把铜管切成正方形](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/03142942/H314HA_IMG_3355-700x613.jpg)
![把铜的薄唇磨平](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/03143030/H314HA_IMG_3376-700x613.jpg)
![将喇叭口螺母滑到油管上](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/03143114/H314HA_IMG_3391-700x613.jpg)
第二步:伪造信号弹
![将油管插入正确大小的孔中](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/03143151/H314HA_IMG_3395-700x544.jpg)
![夹紧油管](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/07114301/W-H314HA_tubing.jpg)
第三步:连接配件
![带旋转手柄的膨胀管](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/03143236/H314HA_IMG_3414.jpg)
![检查耀斑](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/07114358/W-H314HA_inspect-flare-700x408.jpg)
![给照明弹上油](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/07114428/W-H315HA_flare-700x408.jpg)
![将铜照明弹对准黄铜照明弹锥](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/03143338/H314HA_IMG_3436-700x445.jpg)
![手动拧紧喇叭口螺母](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/03143407/H314HA_IMG_3440-700x613.jpg)
温度问题是最棘手的
在无管道安装的常见问题中,涉及温度控制的问题是最难解决的。在这里,我将涉及一些常见的问题。以下指南假设您已经修复了涉及绝缘和漏气的任何明显缺陷,并进行了准确的加热和冷却负荷计算;这些步骤对于使用任何系统类型交付良好的结果都是至关重要的。
其中一个问题涉及到无管控制器上的设定点与生活空间中测量的温度之间的不匹配。这个问题是无管道系统设计中固有的。室内温度传感器安装在无管头本身。对于高管壁无导管头,这意味着传感器通常离地面6英尺或7英尺。由于暖空气有上升的趋势,而且传感器靠近温暖的室内线圈,这意味着它所感应到的温度往往比室内较低位置的居住者所感受到的温度要高几度。缓解这一问题的一种方法是安装至少6英寸的无导管封头。到8英寸。降低吊顶以下温度分层的影响。这也允许头部吸入略冷的空气,提高传热效率。使用中高风扇速度也可以减少温度分层,并提供更好的混合在房间里。 Another solution is a remote thermostat, which allows the ductless head to sense temperature closer to occupant level.
无论采用哪种解决方案,对房主进行无管道温度传感的教育是很重要的。我鼓励房主选择一个他们感到舒适的设定值,即使这个设定值比他们过去设置的恒温器高几度。
另一个与温度相关的问题是针对多层无管道系统的。在这些系统中,多个室内磁头连接到单个室外机。一个典型的例子可能是,一个室外机连接到客厅的大头和三个卧室的小头。当只有一个较小的区域需要热量时,问题就出现了。室外机可以降低输出,但仅此而已;大多数多区域室外机可以调节到最大容量的三分之一左右。如果散热头不能满足室外机的最小输出,系统可能会将制冷剂从其他散热头排出,在这些区域造成不必要的加热或冷却。它还可能循环开关,导致额外的噪音、效率损失和系统磨损。
避免这个问题的一种方法是使用多个单区热泵(“一对一”)而不是多区系统。单区热泵通常比多区系统调节得低得多。这个问题也可以通过使用管道空气处理器来解决,为一组房间服务。例如,如果一个三居室的房子里所有的卧室都在同一个区域,它们可以共用一个紧凑的空气处理器,而不是每个卧室都有自己的头部。空气处理器,为所有卧室提供加热和冷却,可以更好地处理室外机的最小输出。
设计不佳的多层系统还存在效率损失和噪声等问题。虽然围绕多区域室外单元设计整个房屋的解决方案很诱人,但我总是强调要考虑其他选择。
防止制冷剂泄漏的四项试验
制冷剂泄漏是无管道热泵系统回调的最常见原因之一。它们可以以各种方式表现出来:对供暖或制冷不足的抱怨,错误代码和间歇性锁定,室内或室外线圈结冰,以及高额的能源账单。如果不加以解决,制冷剂泄漏会大大缩短设备的使用寿命。它们也是一个严重的环境问题;普通制冷剂的全球变暖潜能值是二氧化碳的数千倍。在将制冷剂添加到可能泄漏的系统之前,安装人员可以使用四种测试来确保制冷剂管道是紧密的。每种测试都有其优点和局限性;这四种方法加在一起,可以捕捉几乎所有的大泄漏和许多小泄漏。
彻底测试给安装增加的额外时间将被避免的回调所弥补。参与热泵项目的总承包商、项目经理和消费者应该坚持这些测试,并记录通过的结果,以确保工作符合他们的舒适、耐用和环境管理标准。
1.站立压力测试包括用高压氮气填充管路。该测试擅长捕捉大泄漏,但其灵敏度受到测试持续时间(通常为45分钟至24小时)、室外温度变化引起的压力波动以及压力表分辨率的限制。这里显示的是一个模拟压力表,它可以读取到大约1psi。
![数字计](https://s3.amazonaws.com/finehomebuilding.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2023/03/06114605/H314HA_IMG_3444-1.jpg)
2.气泡测试是在系统处于压力下进行的,比静压试验对小泄漏更敏感。对于气泡测试,在照明弹上喷洒或涂抹一种经过批准的泄漏测试溶液。如果大约10分钟后形成气泡,这意味着存在泄漏,必须重新进行耀斑。
3.真空衰减试验在向管路组充注制冷剂之前进行。在这一点上,线组已经被抽到一个很深的真空中,以除去空气和水分。真空水平是用灵敏的微米计测量的。为了通过测试,系统必须在泵关闭后保持深度真空。
4.最后的测试是用电子制冷剂检漏仪.一旦制冷剂被释放到系统中,检漏仪就会经过照明弹和其他配件。这提供了在现场捕捉泄漏的最后机会。它还可以检查其他方法无法测试的组件,如服务阀门和访问端口。
复杂的电子设备需要防雷保护
现代寒冷气候热泵配备了精密的电子设备。它们的电路板包含电源控制电路,可以将交流电转换为变频直流电信号,允许压缩机根据加热或冷却需求加速或减速。传感器和微处理器还协调压缩机、室内和室外风扇以及制冷剂计量阀的运行,在各种室内和室外条件下优化系统。
这些微处理器和电路板对寒冷气候热泵的运行至关重要,也是它们的致命弱点。电子设备可能会被电涌损坏或摧毁,无论是在一次灾难性事件中,还是在一系列较低水平的电涌中逐渐损坏或摧毁。这种损坏会使系统无法运行。烧坏的电路板无法修复;它需要更换。
幸运的是,在热泵系统中添加浪涌保护很容易,也很便宜。电涌保护器的工作原理是将电流从电器分流到地面。暖通空调防雷器通常安装在室外断线处。在面板上切断电路的电源,断开连接被打开,并从底部或侧面移除一个敲除器。浪涌保护器的电线和螺纹接头通过敲除器,设备用锁紧螺母固定。两根黑色线接进线,绿色线接地线。断开的连接被关闭,电路重新通电。整个过程不到15分钟。
虽然作为新安装的一部分,增加电涌保护确实会增加一定的前期成本,但它可以避免未来更大的麻烦。而且一旦安装,浪涌保护器基本上无需维护。应指示房主监控指示灯LED,以确保设备仍处于活动状态,并在LED熄灭时要求更换。作为预防性维护的一部分,服务技术人员还应检查浪涌保护器。为避免损坏设备,应及时更换磨损的防雷器。
脏的过滤器很容易清洗
一个常见但很容易解决的无管道回调是由阻塞的过滤器引起的。这通常表现为对加热或冷却不足的抱怨。无管道系统实现其高效率评级的方法之一是最小化风扇能量。低功率风扇的缺点是不能克服气流的阻力。无管道过滤器由粗塑料网制成。清洁后,它们可以让空气自由流动。但它们很容易被宠物毛发、蜘蛛网和其他家庭灰尘堵塞。如果室内线圈没有良好的流动,无管头就失去了加热和冷却的能力。
清洗无管道过滤器大约需要10分钟。我更喜欢带有小刷子附件的手持吸尘器。过滤器需要清洗的频率取决于灰尘负荷,尤其是脱落宠物的数量和大小。在一些家庭中,过滤器需要每两到三周清洗一次;在其他国家,每两个月就足够了。
为了确保客户在我们的年度服务访问期间保持过滤器清洁,我们需要更好的客户教育。抽出时间让客户一步一步地完成操作和维护是很重要的。不要告诉他们需要清洗过滤器;给他们一个动手示范。
仔细的关注很有帮助
当我们寻求扩大无管道热泵安装,回调预防是关键。回调成本高昂,令承包商沮丧,令房主沮丧。有很多信息需要吸收,所以我喜欢给客户留下一页纸的指南,其中涵盖了关键点,包括操作、过滤器清洗、年度服务和保修范围的最佳实践。通过客户教育,以及对系统设计和安装的关键细节的仔细关注,可以避免一些最常见的回调。
乔恩·哈罗德(jon Harrod)是纽约伊萨卡的作家、暖通空调项目经理和建筑科学顾问
罗德尼·迪亚兹摄影。
从好的住宅建筑#314
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