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暖气空调加湿器净化器DIY


为了解决夏天热,冬天干,春天过敏问题,最近DIY换了家里的暖气,加装热泵,中央加湿器,电子过滤器。考研一个月,研读各类文献规则800页,两个人摸着石头过河花了三天时间安装了主要系统,然后又花了几个晚上收尾调试,这个是到目前为止做过最复杂,难度最大的DIY工程,下至匍匐爬到deck和老鼠作伴打洞,上至高大上的主板挑线让所有设备团结工作,中间各种抓马问题,最后都得到了顺利解决,系统也通过了各项验收。

先说说为啥DIY吧,一来学点新东西可以防止老年痴呆,同时解决问题的过程也比较有意思。也没有找人做碰到无良公司/个人花钱买罪受的风险。再就是自己比较挑剔,对马虎工程看不顺眼,省点麻烦也能省点💰。家里的事像车子,房子相关的,基本都DIY了。对于我自己来讲,DIY最大的动力其实还在于那么一点点成就感。冬天来了,每天早上起来暖暖的,虽说天下所有的暖气也许都会冒热气,但自己装的暖气还是会感觉到一点点不一样得温暖

很多人有问这个DIY成本多少?主要设备4K刀,配料300刀,因为节能高效PSE奖励了350刀,所有成本4K左右。quote了三家公司类似的系统平均12K再加税,这次DIY可以免费喝咖啡N多年

这个hobby其实和很多事一样,会上瘾,要谨慎。自己做也不是说动手蛮干,是有遵守很多规则的。挑几个主要的,大概分享下这次过程中学习了解到的一些经验。大家都是有房一族,也会碰到某些方面雷同的问题,希望对大家有用。

Plan,Permit,Inspction

先说这个,要动房子或电路,一般会涉及到Permit问题。Electric和Building mechanic分属state和city的jurisdiction。两个系统独立运作,要分别单独进行。可以简单的划分,电的归state,非电的归city。电的code对于理工出身的比较好查,也比较好理解,拉个线,得考虑线的粗细,户外和户内线的种类,接头,保护,breaker匹配等等。剩下的归city管的部分就很多很杂,像煤气管子粗细,压力。进气管的进气方式和气量。进排气管子的大小,弯头数量,管子的斜度,固定距离,开口距地的高度。做个水泥墩挖个坑挖哪,挖多深,多厚,离地面多高,啥结构等等很多繁琐的规定,一般不接触的还真不知道。这方面的知识一来很仔细看各个设备安装手册,会涉及大部分,再就是查网上相关信息。了解的差不多有疑问再到city问,最后提交plan到city,涉及户外的经常需要提供施工图,大学学的工程制图终于派上用场。然后交钱拿permit,完工再inspection。听起来就很烦不是,操作起来也是不容易,特别是碰到比较吹毛求疵的inspector,可以增加很多工程量,甚至返工都不定。

没打算DIY前,叫了几个公司quote,所有公司都会老实申请电的permit,这个没有出事着火了后果很严重。但几乎大多数公司都会绕过city的inspection,一来只要不是野蛮施工,一般不会出事。二来要求实在太多,流程也复杂,来来去去人工成本增加不少。这次仔细学习了这些code,其实有些规定也许有些比较保守,但放在那其实都是有道理的,code大多都是出现实际问题过后不停修正的结果,所以每年会加新的内容,只会越来越严格。只要能遵循这些规定,就应该很安全。自己DIY的话,毕竟不是专业,即使做了很多研究,有些地方还是有可能考虑不周,让有经验的人验收一下,这个过程还是不能少,强烈建议DIY按游戏规则来。

 

这个工程除了操作冷却剂R410A需要执照外,其它所有的屋主都可以DIY。冷却剂的执照可以网上免费获得,开卷考试,半个小时了事。所以这个工程是百分百可以DIY的。下面简单说说流程。

设备购买

不查不知道,查了才知道虽然暖气的品牌无数,但主要设备厂家就只有几家,OEM的主要区别在外壳铁皮厚度,油漆的颜色,贴牌不同。很多品牌个人不能购买,最后挑了个大众品牌网上有卖的line,声音小,效率高,保修长。

 


水泥墩

Heat pump有近三百磅,放在外面最好得做个水泥墩,没有好的基础过个十年八年会倾斜。这个貌似技术含量不高,还可以顺路研究一下水泥的原理,在不同温度下硬化指数曲线这部分也很有意思。但扛了十袋80磅的水泥外加石头子海拔提升一层楼,挖坑,铺钢筋,加水搅拌制作近千磅的水泥墩之后。在床上揉着酸痛的腰看着天花板发呆时,严重怀疑自己哪根筋搭错了揽下这摊子事

 

装暖气之:废气出气管

高效率的暖气现在都有96%以上的热效率,废气没什么热量了,但燃烧后水汽成分很高,旧式的金属管会被腐蚀是不能用的,code要求Sch.40的PVC管。这就得在车库屋顶挖洞导出或外墙打洞侧面出。我家siding貌似有水泥成分,废掉两个圆锯,爬到deck下,在狭小的空间里和🐭作伴,锯下来的灰都掉在脸上,也不是一件很好玩的事。这个关键要工具给力。

 

装暖气之:天然气

华州的规定是如果屋主自己动煤气管线,是不需要执照的。如果他人非屋主,则需要执照。这个动煤气管线听起来很危险,其实还行,天然气管子压力很低,要搞漏了还真不容易。自己动手的话屋外用扳手转90度关掉总开关,打开灶台烧掉剩余的气就可以操作了。

 

Heat pump电力

这个得拉240伏30安培的独立电线,我家的panel上次装太阳能还有之前的电车充电器已经用光了所有的circuit位置,为了避免再安装单独的sub panel,用了两个紧凑型的breaker总算是腾出了位置,省掉了做sub panel大麻烦。主线靠着墙用PVC管子从后院拉到前院。heat pump本身根据code需要安装单独的disconnect。

 

Line set之:拉铜管

冷却剂有两个铜管,一个是细的的液体管,一个是粗的气体管。冷却液通过汽化吸热和液化释放热量来实现热交换到达制冷和加热的目的。这就要求把这两个管子从屋外拉倒屋内,拐弯要一次成功还不能把铜管折了。这个我们用了专门的弯管器折腾了一个晚上,终于搞成功,没有用额外的任何接头,这样直接减少了下一步焊接过程。

 

Line set之:铜管焊接 Braze

要把室内机和室外机连起来,铜管焊接必不可少,这算是整个工程里技术含量最高的一部分。焊接分两种,低温的flare,高温的braze。前者简单容易,拿个便携的喷头就能搞定。后者复杂,但优点就是牢固,震动高压都不会泄漏。Braze把铜管加温到一千多度铜的融化点,再融进含银的焊条把两个管子的铜融合在一起。但在这个温度下,铜管内部会和氧气发生氧化反应,形成黑色残渣污染冷却剂,所以在焊接过程中管子内要充氮气防止氧化。焊接也需要用乙炔气,才能达到一千多度的高温。这两样东西平常店里找不到的,也是找了好久在专门的焊接店才租到。

 

抽真空调节冷却剂

焊接好后,整个系统需要抽真空,再放冷却剂。以前的系统是用氟利昂,因为众所周知破坏臭氧层,现在的系统都改用R410A了。一般系统带的冷却剂都不大够,得再加点。这个可以雇人做,或者网上搞了免费执照,亚麻上买压力表,温度表,再到craigslist上买一瓶冷却剂,也是可以DIY的。调节冷却剂也是个技术活。基本原理是通过测量液体管和蒸发管的压力,转换成相应的冷凝温度,再对比两个管子的实际温度,换算出super heat和sub cooling两个温度,再进一步推算出压缩机和蒸发器中冷却剂的量。最后根据环境温度调节到合适的量,使整个系统工作在最佳效率最高状态。

   

接线:强电和弱电

240v热泵和暖气的120v没有太多的悬念。但各个设备之间近三十根的控制线却颇费了些周折,主要是线有很多接法来实现不同的功能。最后还涉及到主板跳线,仿佛又回到了大学攒机子时代。翻了好几个晚上的说明书,翻了好几遍才最后搞明白。这个可以算是大家喜闻乐见的白领活。

   

系统的设定

温控器用的是Nest,因为有热泵和furnace两个加热算是duel fuel系统,里面也很多设置。说到Nest也算是这个公司的粉丝了,从他家的主打产品智能温控器,烟雾报警器,到不误正业卖的毛毯,都在第一时间跟了,除了recall了两次,都还满意。智能家居的概念还是很不错的。举个例子,出门滑雪,检测家里没人,暖气自动关掉了。还可以自己写个程序,自动检测到在离开雪场回家的路上,家里的暖气就打开了,回家就暖烘烘的,还是很便利的。

 

装好的外机:

   

装好的内机:

 
Q:heat pump和gas暖气,AC的区别;

A:Heat Pump的工作原理是通过电能把热量从室外转移到室内,或相反,所以它的效率可以非常高,一度电可以转移3,4度电所能产生的能量(相对于COP 3,4)。Heat pump冬天制热时,热效率随着环境温度的下降而降低,因为环境温度越低,转移热量所做的功越大。举个例子说我家的Heatpump在室外温度47F时COP=4.04, 40F时COP=3.73,35F时COP=3.52,30F时COP=3.12。根据西雅图地区的电费和天然气费,在COP3的时候用Heat Pump和96%的Gas furnace的成本基本持平,所以温控器上设置35F以上用Heat pump,35F以下用Gas Furnace。AC只是一个方向的,但Heat Pump可以双向,也就是既能制冷也能制热。这几年西雅图越来越热,这次DIY是一定要装制冷的。而装AC和Heat pump的程序几乎是一模一样,只是Heat pump的外机比AC的外机贵了几百刀而已。所以我们的情况从经济的角度无脑上Heat pump,几年省下来的天然气费用就回本了和只装AC的差价。


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