剧情简介:在购买新热水器时,大多数购买决定都是在压力下迅速做出的,这意味着效率被抛在了一边。这篇文章概述了不同类型的节能热水器无坦克电动和燃气模型,电动热泵机组以及冷凝气体模型,并解释了如何测量它们的效率,以及根据燃料来源购买哪种装置最合理。
美泰格的一个长期广告宣传中,有一个和蔼可亲但工作不多的修理工,他整天躺在办公椅上打盹,因为他卖的电器很少需要关注。“我是城里最孤独的人,”他叹息着抱怨道。
这个故事情节可能会让约翰·迈尔斯想起,他是桑登国际在美国的热泵热水器业务的Eco Systems的负责人。尽管他所代表的产品是市场上最高效的热水器之一,但迈尔斯仍在等待突破性的一年,当消费者和暖通空调专家最终意识到热泵热水器所提供的独特优势时。
麦尔斯在电话中说,它们远远超过了市面上的任何产品,但只占据了1%多一点的市场份额——去年美国销售了800多万台家用热水器,其中大约10万台是热泵电器,而山登只占了其中很小的一部分。
迈尔斯说:“这是一个很难解决的问题。”
尽管热泵热水器在日本和欧洲大获成功,但许多美国消费者对它并不熟悉。与其他类型的空气源热泵(包括用于空间供暖的设备)一样,它们从空气中提取余热,而不直接燃烧任何燃料。但它们只是众多住宅用水供暖选择中的一种。带有整体储罐的热水器由天然气或电力驱动,是该行业的老备用产品。制造商已经提高了燃气车型的能源效率,使用冷凝燃烧器可以从烟气中榨取几乎所有的潜在热量。也有各种按需式无水箱热水器,它们没有与储罐相关的待机损耗。
屋主可能会关注价格和容量,但效率很重要。美国能源部(DOE)估计,家庭热水占家庭总能源使用量的14%到18%,比所有其他家用电器的总和还要多,仅次于空间供暖。按平均每天64加仑的热水计算,美国家庭每年要花费400到600美元。
随着时间的推移,这些数字加起来可以省下一大笔钱,但购买决定往往是在被迫的情况下迅速做出的。迈尔斯估计,超过75%的热水器都是在紧急情况下出售的,也就是说,只有当现有的热水器出现漏水或其他故障时才会出售。房主可能会买水管工车上的东西,而不是最有效地生产热水的东西。那太糟了。做一点功课对降低能源成本大有帮助。
后果热水器
![]() |
![]() |
这些所谓的“按需”热水器通常因其小巧的体积和源源不断的热水而被选择,最常见的是燃气(Bradford White Infiniti),但也有电动型号(Rheem Professional Classic和Stiebel Eltron Tempra Plus)。因为它们按需加热水,所以热水产量以加仑/分钟(gpm)来衡量,并取决于进入加热器的水的温度。比较一个品牌与另一个品牌的gpm评分并不简单,因为这些计算中使用的温度经常不同,并不能反映实际使用情况。
政府如何衡量效率
当人们购买新车时,要考虑的一个因素是一加仑汽油能行驶多少英里。美国能源部为热水器开发了一个类似的指标,称为均匀能量因子(UEF)。它基于美国能源部管理的标准化测试,并对性能进行数字排名——UEF越高,能源效率越高。uef范围从0.6到0.95的燃气和电动型号,到高达3.7的热泵热水器。
UEF并没有出现在能源指南标签上,你可以在当地大卖场的热水器上看到。这是因为,在美国,有三个独立的机构在处理这个问题。根据电器标准意识项目的Chris Granda的说法,美国环保署负责“能源之星”计划,美国能源部制定最低能源标准并管理UEF测试,联邦贸易委员会(FTC)负责消费者在商店中看到的标签。格兰达说:“你之所以在能源标签上看不到UEF,是因为负责制定和管理UEF的美国能源部没有人与联邦贸易委员会进行沟通。”
美国联邦贸易委员会为EnergyGuide标签列出了另外两个数字:估计每年的热水成本,以及器具在使用的第一个小时将产生的热水量(第一个小时额定值,或FHR)。你可以从制造商或能源部维护的在线数据库中找到UEF评级。
对欧盟联盟还有其他一些重要的警告。评级是基于热水使用的四个等级——非常小、低、中、高。能源部警告消费者不要将一种使用类别的UEF与另一种使用类别的UEF进行比较。如果你试图在单一容量类别中找到最高效的电储存热水器,比较uef(如果有的话)将是有用的。当比较一个“非常小”的热水家庭和一个“中等”的热水家庭时,就不那么容易了,当试图在燃气型和电动型之间做出选择时,就更不容易了。
格兰达说,UEF仍然很重要,因为它是每个人都能理解的通用指标,而且可以可靠地复制。
热泵热水器
![]() |
![]() |
这种类型的大多数热水器将热泵与传统的电阻盘管相结合,当热泵不能满足需求时,就会激活电阻盘管。(虽然热泵效率很高,但工作速度很慢。)当比较型号时,考虑第一小时额定值,这是热水器每小时可以提供的热水的加仑数(从满水箱开始)。
大多数热泵热水器将热泵压缩机和水箱组合成一个整体。桑登公司的SanCO2系统在美国是独一无二的。它是一个分体式系统,室内是储罐,室外是单独的压缩机。更独特的是,它使用二氧化碳而不是氢氟碳化合物作为制冷剂。 |
如果电是燃料,使用热泵机组
虽然热泵热水器的成本高于电阻加热盘管供电的热水器,但它们的效率要高得多。在最好的情况下,一个标准的电热水器理论上的能源效率可以达到100%——电中所有的能量潜能都转化为热水。但是热泵热水器能以热水的形式提供三倍或更多的能量,通常UEF大于3(当谈到热泵时,这有时被称为性能系数)。
另一个需要考虑的问题是热泵热水器可以安装在哪里。热泵将降低该地区的空气温度,这在秋冬季节的一些气候区可能会出现问题。还有最小的空间要求。例如,A.O.史密斯建议热泵热水器安装在总容积不小于750铜的空间中。安装可以在较小的空间,通过管道套件控制空气从哪里吸入和排气到哪里。
Sanden公司的SanCO2与该领域的其他公司有两个不同之处。首先,压缩机在外面,储存在里面;它们之间只通过水管和通信电缆连接。这将压缩机的噪音排除在房子之外,并消除了任何对冷却空间的担忧。其次,该装置使用二氧化碳而不是传统制冷剂。由于全球变暖的潜势为1,二氧化碳所带来的环境风险要比热泵中通常使用的氟碳化合物低得多。据迈尔斯说,该技术产生的水温也比其他热泵热水器高,而且没有任何备用电阻线圈。
Sanden最大的问题是成本。迈尔斯说,一个住宅系统的价格约为3500美元,是市场上其他热泵热水器价格的两倍。他补充说,高效和其他好处应该会帮助该公司在美国发展,但这些电器现在面临着与无管道迷你芯片曾经面临的同样艰巨的挑战。
“某些行业有巨大的惯性,”他说。“可悲的是,暖通空调行业就是其中之一。小裂口花了20多年的时间才发展到现在的地步,不再像看到白犀牛一样。每个人都习惯于只看第一个成本,而不计算生命周期成本。如果你看到这个,你会说,‘我的热水在未来10年里每年将花费500或600美元——6000美元。如果我再投资几千美元,这个数字就会突然变得微不足道。”
冷凝热水器
![]() |
![]() |
冷凝式热水器是标准燃气热水器的升级版,从废气中提取余热,提高效率,降低烟气温度,后者允许通过塑料管直接排放。这样做的代价是更高的价格,制造商认为,这可以通过在使用寿命中节省的电费来抵消。在效率方面,它们远低于热泵,但成本更低,生产热水的速度也比热泵快,热效率通常比标准的燃气罐热水器高5%至10%。
最好的气体模型是冷凝
虽然不是市场上效率最高的,但在许多市场上,燃烧天然气的水箱式热水器是提供家庭热水的一种经济的方式。这一类有两种基本的选择:标准和冷凝。传统的燃气热水器将废气排放到砖石或金属烟道中。冷凝装置包括一个额外的热交换器,在烟气排出之前将余热从烟气中抽走。效率提高了,排气温度下降了。烟囱的温度足够低,可以使用塑料管道而不是传统的烟囱排气。
Bradford White Corp.的助理产品经理基思•库利加(Keith Kuliga)说,冷凝式燃气热水器的热效率通常比非冷凝式热水器高5%至10%。
无罐(按需)热水器也有冷凝和非冷凝两种型号。冷凝模式更贵,但也更高效。Rinnai列出了非冷凝模型的UEF从0.79到0.82;对于冷凝模型,范围从0.85到0.93的高点。它们也比传统的罐式燃气装置更高效。美国能源部的热水器目录显示,无罐式燃气设备的统一能效通常在0.80到0.90之间,甚至更高,而罐式热水器的统一能效从0.60开始。
无缸电加热器是另一种选择,它们报告的uef非常高,高达0.98。但是这种热效率带来了一些不便——主要是巨大的功耗。例如,Rheem的RTEX-24在240v电压下可产生100安培的电流,需要3个40安培的断路器。考虑到一些老房子的地下室仍然有100安培的面板,用来运行房子里所有的电器和插头,而新家的标准是200安培,这是很大的电。批评人士还指出,电力需求间歇性但显著的激增是电网面临的一个问题。
未来是什么?
目前,电动热泵热水器在效率方面处于相当领先的地位,尽管它的初始成本更高。至少有两种甚至更多的新兴技术可以帮助降低节能水加热的前期成本。
一种是热泵热水器,它的压缩机是燃气驱动的,而不是电。该技术正处于西北能源效率联盟(NEEA)所称的“初级阶段”,正在开发住宅市场,但尚未商业化。
NEEA的高级项目经理亚伦·维纳(Aaron Winer)说,一家制造商预计将在2022年将这种热水器投放市场。更大的商用单元已经可用。这些电器的UEF可以达到1.2到1.4的范围,比目前可用的最高效的燃气热水器提高了一大步,但仍远低于电热泵热水器的效率。
“这些设备之间的一个很大的区别是,目前可用的技术成本在4000美元左右的设备和安装,”Winer在电子邮件中说,“而一个气体热泵热水器的成本预计为3000美元或更低——而这一切都提供了显著更高的能源节约水平。”
提高效率的另一个方面不在于设备本身,而在于如何使用它。“我们看到了基于系统方法的改进技术和/或解决方案,”NEEA的另一位高级项目经理杰夫•威克斯(Geoff Wickes)表示。“水暖器材;耗水少的电器;更短、更合适的管道运行;排泄水热回收;正确使用按需循环泵;以及更好的管道绝缘。”
制造商也开始采用Wi-Fi技术。对于家庭来说,这种设备可以更好地控制何时以及如何生产热水。对公用事业公司来说,这意味着有可能更好地管理电网负载,避免新建发电厂。以Rinnai为例,该公司现在在一些无水箱加热器上提供Wi-Fi功能,并表示它们可以与亚马逊(Amazon)的Alexa设备等智能家居技术搭配使用,让房主能够精确控制热水循环系统。一个叫做Aquanta的第三方设备是一个附加组件,它允许远程控制热水器。
对制造商的另一个要求是越来越大的压力,要求淘汰任何燃烧任何燃料的东西——木材、石油、天然气——用电力驱动的器具取而代之。理想情况下,电力来自可再生能源。即使是完全投资于天然气技术的公司,如Rinnai,也敏锐地意识到了这一趋势。
与此同时,热泵热水器制造商的问题是如何让他们的市场份额走出地下室。
迈尔斯说:“这里面有很多部分,尤其是至少75%的热水器都是为紧急需要的客户准备的。”
更好地了解消费者对潜在节约的理解将会有所帮助,政府和公用事业公司的退税以及政府在效率方面更果断的指示也会有所帮助。还有水管工。
迈尔斯说:“大多数水管工都讨厌新技术,特别是当他们安装了一个燃气或电热水器,5到10年都见不到它,然后再在那个时候更换它。”“这样做的结果是,除非房主真的想要,否则他们不愿意安装他们可能不得不维修的新产品,他们将失去一笔销售。
迈尔斯总结道:“在每年420万台燃气热水器的销售中,无缸产品用了20多年才占到20%左右。”
更多关于热水器的资料
十大违反热水器规范的行为-安装水箱热水器看起来很容易,但这些常见的错误可能会危及生命。
水箱热水器安装的怪癖和提示—安装无缸式天然气热水器和丙烷热水器时,应考虑规范和设备要求。
如何安装无缸热水器-优点包括无穷无尽的热水和紧凑的设计,但安装意味着在一个小空间很多管道。
从FineHomebuilding # 291
要查看整篇文章,请点击查看PDF下面的按钮。