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温湿度记录仪 处理日常生活热水使用投诉
- 2019-04-23 -


一位有能源意识的房主抱怨早晨和晚上洗澡的热水不足,尤其是在温暖的月份。然而,在一天中的其他时间,以及在寒冷的冬季,热水充足-接近超过120摄氏度的烫伤温度-居住者将恒温器设置为制造商推荐的节能设置,自安装以来一直保持不变。在第一次使用期间,冲洗热水池和积累的沉积物不能显著提高热水温度。


在进行法医分析之前,房主怀疑热水器应该更换-估计需要8000-包括零件和劳动力。为了解决这个谜团,Buildera使用电池驱动的四通道温度记录仪对热水系统和恒温器滞后进行了科学分析。为了帮助承包商,房主,检查员和物业维护经理挑战热水问题,本申请说明详细说明了故障排除方法、实用技巧和解决方案。

 


关键事实


热水温度不稳定,特别是在早上或晚上第一次使用时。

热水不足在较温暖的(夏季)月份更常见,但通常在较冷(冬季)的月份更热。

连续阵雨(在30-120分钟内),第二次淋浴有足够的热水,而第一次淋浴没有足够的热水。

每个淋浴都有独立的热水阀和冷水阀,而不是新型的压力平衡阀或限温混合阀。

这座2500平方英尺的住宅建于1994年。

墙壁、天花板、地板和热水管道按照加州标题-施工时实施的24项能源标准进行了绝缘。

热水点包括三个浴室,一个厨房和带水槽的洗衣房。

该加热器为12年50加仑ge天然气储罐式双牺牲阳极加热器。

水箱位于一楼公用设施壁橱内,外有燃烧空气进气口。

评价时的热水器年龄约为9年。

Robert Shaw型R110RTSP恒温器的工作温度为120 F

从热水炉到第一次淋浴的管道大约为15英尺(5米)。

输水系统为3/4“L型铜进出口

系统包括绝缘的1/2“铜循环管路,返回热水器底部,这是房主以前为了节约能源而禁用的。

Hot-Water Thermostat Temp.Settings燃气热水加热原理实用评述


尽管北美越来越多地采用无油箱热水器,但天然气和电蓄热器在大多数单一家庭、轻型商业和多单元住宅中占主导地位。操作简单和更有效的设计提供能源因素(EF)之间的0.60至0.90及以上。为了清晰起见,本应用说明重点放在传统的带中心烟道的储气热水器上,尽管许多安全原则,包括防烫伤,也与电动和高效率的气体模型有关。


图2显示了一个典型的燃气热水器恒温器,它的模拟刻度盘具有连续可变的设置,从度假模式到热(一些制造商将顶部标为非常热)。在这一刻度范围内,温度从60至80 F的低到150至160 F的高不等。坦克制造商、EPA(环境保护局)和许多市政当局建议为能源效率和减轻烫伤设定120 F的目标。然而,OSHA,美国管道工程师协会(ASPE)和军团菌专家建议至少140 F-水杀死有害细菌[1-3]。


为了减少意外烫伤和控制每月账单,大多数有能源意识的房主将热水器设置为建议的120 F设置。图3显示了健康成年人的恒温器设置与烫伤时间之间的关系。注意,婴儿、儿童和老年人的皮肤较薄或反应时间较慢,因此更容易遭受不可逆转的烧伤,即使在中度高温下也是如此。业主和维修人员必须特别注意防止这些住户烫伤。例如,暴露在140华氏度水中的成年人在5秒内就会遭受不可逆转的二度或三度烧伤。显然,这种热水是极其危险的,可能对最有复原力的成年人造成严重伤害,更不用说儿童、残疾人或老年人了。


调温器对出水温度控制差


许多房主和不知情的承包商合理地假定,恒温器的设置是一个准确的水温度的代名词。虽然较高的恒温器设置确实会产生较高的平均温度,但当温度变化很大时,平均值就没有意义了。


Thermostat Setting vs. Scald Time热分层-也被称为热堆积-在储罐顶部产生比底部更热的水[4]。有时温差可能高达15到30度。当使用将热水从水箱顶部拉出时,入口供应压力通过内倾角管将冷水强迫到水箱底部。这将指导冷水最接近加热元件,以获得最佳的加热效率。上升的热量迫使更多的浮力热水(因此更多的热量)到水箱顶部,而较冷的流入水充满底部。热水需求的频繁爆发-例如几次打开或关闭水龙头,或洗衣机循环-导致连续的冷水涌入,使恒温器冲击进入二次加热循环。


由于大多数恒温器测量的温度在储罐底部,当顶部的水已经达到目标温度时,这种额外的循环会导致最高热水温度的上升甚至高于120 F的恒温器设定。此外,ANSI标准Z21.10.1-2013允许恒温器精度的±10 F变化,现场工程师报告的范围甚至更宽[5]。在极端情况下,允许热堆积的允许温度上升30度以上的目标恒温器设置。因此,即使在120摄氏度的名义温度下,热水器也能产生比预期温度高得多的温度。这一可变性使居住者面临严重和不可预测的烫伤风险,即使是在标准的120 F恒温环境下也是如此。


寒淋浴综合征


相反的情况也发生了,其中恒温器滞后和待机热损失产生的水温比预期的要低得多。不像强制空气炉,空气温度保持在几度内的目标恒温器设置,热水器恒温器有一个非常广泛的迟滞之间的开关点。这一范围-高达20-30度-消除了快速循环和过度的能量损失。这意味着,尽管调温装置的温度为120℃,但在几个小时不使用之后,实际水箱水温可能会降至90至100 F,尤其是在气温最低的一夜之间。水箱水温将继续下降,直到待机损失导致温度降至最低恒温器跳闸点以下,或直到突然对热水的需求导致冷水涌出,使恒温器触发新的加热循环。


在使用时,淋浴的典型舒适范围是105-110 F,由于热水器和喷头之间的热损失,管道沿线的温度损失是典型的2到5度。因此,如果要享受108华氏度的淋浴,热水器出口处的最低可接受温度应至少为110-113℃,前提是没有冷水混合。鉴于上述讨论,可以肯定的是,即使将恒温器设置为120 F,淋浴头的实际水温也可降至90至95 F-远远低于令人满意的淋浴的可接受温度。难怪许多消费者抱怨冷水澡,认为他们的水箱或恒温器有缺陷。


Quad-Channel Temp. Logger使用多通道记录器的法医分析-它在数据中


尽管房主倾向于损坏热水器,但Buildera没有偏见地对待潜在问题进行了调查。相反,采用多通道测温仪的公正的科学方法指导了所有的测量和文件工作。一个简单的解决办法可能是提高刻度盘温度,看看发生了什么,这会混淆潜在的原因和影响,以及增加无意烫伤。

如前所述,该系统还包括1/2“循环管路和Grundfos泵。由于担心过早的铜管腐蚀、循环损失带来的能源消耗增加以及水泵的运行电力,业主先前已经关闭了循环系统。


为了减轻这些担忧,循环泵提供了一种实用的方法来触发恒温器,对能源使用的影响可以忽略不计。回程中温热的水一夜接近环境空气温度,使恒温器进入加热循环.在对泵计时器进行编程时,恒温器被重新设置为120 F。在早上5:30,自动启动水泵仅几分钟,迫使回程中的冷却水绊倒恒温器,从而使水重新加热。到第一位居住者早晨洗澡时,热水供应已经达到120华氏度的目标。这为至少两次背靠背淋浴提供了充足的热水。


进一步改进


虽然最后一种方法提供了可行的补救办法,但它依赖于与占用者同步的泵站时间表。此外,它仍然使热水循环容易滋生有害细菌,如军团菌.解决这一困境的最终办法是牺牲一些能源效率,以换取将储罐温度提高到135至140 F,足以杀死细菌。然而,为了避免烫伤,必须在热水出口后安装ASSE认可的温度补偿混合值,方法是与冷水混合。这样,从细菌的角度看,储罐可以保持在安全的温度下,而120 F的输出可以减轻烫伤的风险。


这提供了额外的好处,较慢的热水消耗在淋浴,因为水箱的热容量储备远远超过目标温度。虽然由于备用损失和随后的混合损失增加,这种方法的能源效率较低,但它确保了居住者一天中的任何季节或时间都有充足的热水供应。然而,请注意,军团菌可以在高达122℃的温度下继续活动,因此ASHRAE现在建议在整个热水供应和返回过程中不低于124 F。考虑到这些较热的温度,抗烫伤水龙头和混合阀在使用时是必不可少的安全措施。


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