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溫濕度記錄儀 處理日常生活熱水使用投訴
- 2019-04-23-


一位有能源意識的房主抱怨早晨和晚上洗澡的熱水不足,尤其是在溫暖的月份。然而,在一天中的其他時間,以及在寒冷的冬季,熱水充足-接近超過120攝氏度的燙傷溫度-居住者將恒溫器設置為製造商推薦的節能設置,自安裝以來一直保持不變。在第一次使用期間,衝洗熱水池和積累的沉積物不能顯著提高熱水溫度。


在進行法醫分析之前,房主懷疑熱水器應該更換-估計需要8000-包括零件和勞動力。為了解決這個謎團,Buildera使用電池驅動的四通道溫度記錄儀對熱水係統和恒溫器滯後進行了科學分析。為了幫助承包商,房主,檢查員和物業維護經理挑戰熱水問題,本申請說明詳細說明了故障排除方法、實用技巧和解決方案。

 


關鍵事實


熱水溫度不穩定,特別是在早上或晚上第一次使用時。

熱水不足在較溫暖的(夏季)月份更常見,但通常在較冷(冬季)的月份更熱。

連續陣雨(在30-120分鍾內),第二次淋浴有足夠的熱水,而第一次淋浴沒有足夠的熱水。

每個淋浴都有獨立的熱水閥和冷水閥,而不是新型的壓力平衡閥或限溫混合閥。

這座2500平方英尺的住宅建於1994年。

牆壁、天花板、地板和熱水管道按照加州標題-施工時實施的24項能源標準進行了絕緣。

熱水點包括三個浴室,一個廚房和帶水槽的洗衣房。

該加熱器為12年50加侖ge天然氣儲罐式雙犧牲陽極加熱器。

水箱位於一樓公用設施壁櫥內,外有燃燒空氣進氣口。

評價時的熱水器年齡約為9年。

Robert Shaw型R110RTSP恒溫器的工作溫度為120 F

從熱水爐到第一次淋浴的管道大約為15英尺(5米)。

輸水係統為3/4“L型銅進出口

係統包括絕緣的1/2“銅循環管路,返回熱水器底部,這是房主以前為了節約能源而禁用的。

Hot-Water Thermostat Temp.Settings燃氣熱水加熱原理實用評述


盡管北美越來越多地采用無油箱熱水器,但天然氣和電蓄熱器在大多數單一家庭、輕型商業和多單元住宅中占主導地位。操作簡單和更有效的設計提供能源因素(EF)之間的0.60至0.90及以上。為了清晰起見,本應用說明重點放在傳統的帶中心煙道的儲氣熱水器上,盡管許多安全原則,包括防燙傷,也與電動和高效率的氣體模型有關。


圖2顯示了一個典型的燃氣熱水器恒溫器,它的模擬刻度盤具有連續可變的設置,從度假模式到熱(一些製造商將頂部標為非常熱)。在這一刻度範圍內,溫度從60至80 F的低到150至160 F的高不等。坦克製造商、EPA(環境保護局)和許多市政當局建議為能源效率和減輕燙傷設定120 F的目標。然而,OSHA,美國管道工程師協會(ASPE)和軍團菌專家建議至少140 F-水殺死有害細菌[1-3]。


為了減少意外燙傷和控製每月賬單,大多數有能源意識的房主將熱水器設置為建議的120 F設置。圖3顯示了健康成年人的恒溫器設置與燙傷時間之間的關係。注意,嬰兒、兒童和老年人的皮膚較薄或反應時間較慢,因此更容易遭受不可逆轉的燒傷,即使在中度高溫下也是如此。業主和維修人員必須特別注意防止這些住戶燙傷。例如,暴露在140華氏度水中的成年人在5秒內就會遭受不可逆轉的二度或三度燒傷。顯然,這種熱水是極其危險的,可能對最有複原力的成年人造成嚴重傷害,更不用說兒童、殘疾人或老年人了。


調溫器對出水溫度控製差


許多房主和不知情的承包商合理地假定,恒溫器的設置是一個準確的水溫度的代名詞。雖然較高的恒溫器設置確實會產生較高的平均溫度,但當溫度變化很大時,平均值就沒有意義了。


Thermostat Setting vs. Scald Time熱分層-也被稱為熱堆積-在儲罐頂部產生比底部更熱的水[4]。有時溫差可能高達15到30度。當使用將熱水從水箱頂部拉出時,入口供應壓力通過內傾角管將冷水強迫到水箱底部。這將指導冷水最接近加熱元件,以獲得最佳的加熱效率。上升的熱量迫使更多的浮力熱水(因此更多的熱量)到水箱頂部,而較冷的流入水充滿底部。熱水需求的頻繁爆發-例如幾次打開或關閉水龍頭,或洗衣機循環-導致連續的冷水湧入,使恒溫器衝擊進入二次加熱循環。


由於大多數恒溫器測量的溫度在儲罐底部,當頂部的水已經達到目標溫度時,這種額外的循環會導致最高熱水溫度的上升甚至高於120 F的恒溫器設定。此外,ANSI標準Z21.10.1-2013允許恒溫器精度的±10 F變化,現場工程師報告的範圍甚至更寬[5]。在極端情況下,允許熱堆積的允許溫度上升30度以上的目標恒溫器設置。因此,即使在120攝氏度的名義溫度下,熱水器也能產生比預期溫度高得多的溫度。這一可變性使居住者麵臨嚴重和不可預測的燙傷風險,即使是在標準的120 F恒溫環境下也是如此。


寒淋浴綜合征


相反的情況也發生了,其中恒溫器滯後和待機熱損失產生的水溫比預期的要低得多。不像強製空氣爐,空氣溫度保持在幾度內的目標恒溫器設置,熱水器恒溫器有一個非常廣泛的遲滯之間的開關點。這一範圍-高達20-30度-消除了快速循環和過度的能量損失。這意味著,盡管調溫裝置的溫度為120℃,但在幾個小時不使用之後,實際水箱水溫可能會降至90至100 F,尤其是在氣溫最低的一夜之間。水箱水溫將繼續下降,直到待機損失導致溫度降至最低恒溫器跳閘點以下,或直到突然對熱水的需求導致冷水湧出,使恒溫器觸發新的加熱循環。


在使用時,淋浴的典型舒適範圍是105-110 F,由於熱水器和噴頭之間的熱損失,管道沿線的溫度損失是典型的2到5度。因此,如果要享受108華氏度的淋浴,熱水器出口處的最低可接受溫度應至少為110-113℃,前提是沒有冷水混合。鑒於上述討論,可以肯定的是,即使將恒溫器設置為120 F,淋浴頭的實際水溫也可降至90至95 F-遠遠低於令人滿意的淋浴的可接受溫度。難怪許多消費者抱怨冷水澡,認為他們的水箱或恒溫器有缺陷。


Quad-Channel Temp. Logger使用多通道記錄器的法醫分析-它在數據中


盡管房主傾向於損壞熱水器,但Buildera沒有偏見地對待潛在問題進行了調查。相反,采用多通道測溫儀的公正的科學方法指導了所有的測量和文件工作。一個簡單的解決辦法可能是提高刻度盤溫度,看看發生了什麽,這會混淆潛在的原因和影響,以及增加無意燙傷。

如前所述,該係統還包括1/2“循環管路和Grundfos泵。由於擔心過早的銅管腐蝕、循環損失帶來的能源消耗增加以及水泵的運行電力,業主先前已經關閉了循環係統。


為了減輕這些擔憂,循環泵提供了一種實用的方法來觸發恒溫器,對能源使用的影響可以忽略不計。回程中溫熱的水一夜接近環境空氣溫度,使恒溫器進入加熱循環.在對泵計時器進行編程時,恒溫器被重新設置為120 F。在早上5:30,自動啟動水泵僅幾分鍾,迫使回程中的冷卻水絆倒恒溫器,從而使水重新加熱。到第一位居住者早晨洗澡時,熱水供應已經達到120華氏度的目標。這為至少兩次背靠背淋浴提供了充足的熱水。


進一步改進


雖然最後一種方法提供了可行的補救辦法,但它依賴於與占用者同步的泵站時間表。此外,它仍然使熱水循環容易滋生有害細菌,如軍團菌.解決這一困境的最終辦法是犧牲一些能源效率,以換取將儲罐溫度提高到135至140 F,足以殺死細菌。然而,為了避免燙傷,必須在熱水出口後安裝ASSE認可的溫度補償混合值,方法是與冷水混合。這樣,從細菌的角度看,儲罐可以保持在安全的溫度下,而120 F的輸出可以減輕燙傷的風險。


這提供了額外的好處,較慢的熱水消耗在淋浴,因為水箱的熱容量儲備遠遠超過目標溫度。雖然由於備用損失和隨後的混合損失增加,這種方法的能源效率較低,但它確保了居住者一天中的任何季節或時間都有充足的熱水供應。然而,請注意,軍團菌可以在高達122℃的溫度下繼續活動,因此ASHRAE現在建議在整個熱水供應和返回過程中不低於124 F。考慮到這些較熱的溫度,抗燙傷水龍頭和混合閥在使用時是必不可少的安全措施。


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