利与弊:住宅应用中的瞬时热水

Jahnavi Sajip
作者:Jahnavi Sajip
2021年6月14日
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    这个美国能源部已经确定,水加热占美国家庭平均能源消耗的14%到18%,这意味着每年400- 600美元,使其成为第二大能源支出。水暖费是由三个主要因素决定的:加热器的类型、能源来源和消费习惯。

    由于热水是建筑物的基本需求,特别是在纽约等北部各州,建筑物业主必须确保选择更适合其需求的加热器类型。在大多数情况下,两个主要选项是:

    • 带储罐的传统热水器。
    • 一种瞬时或无水箱的热水器,当水流过时,热水器中的水被完全加热。

    无论选择哪种类型的加热器,两者电动和燃气模型都有。平均而言,一个拥有无水箱热水器的家庭每年在热水上的花费要少100美元,但这并不意味着必须忽视储能热水器。每种选择都有优点和缺点。


    过度的工程设计抬高了成本,却没有任何好处。

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    按燃料来源分类的瞬时加热器

    有电动和燃气无罐加热器,尽管它们的主要工作原理相同,但两种类型之间存在一些关键区别:

    燃气无罐加热器

    这些加热器通常提供降低运营成本因为它们依靠气体运行,并且可以处理比电加热器更高的流量,在更大的型号上通常高达5 GPM。然而,燃气瞬时加热器通常需要对燃气服务入口进行升级,从而增加其前期成本;他们还需要一个烟囱来清除烟气。

    一般来说,如果现有的气体装置适合该装置,并且已经安装了烟囱,那么以燃气为燃料的无罐加热器是符合成本效益的。否则,相关气体安装和烟囱的前期成本会抵消项目的收益。

    无槽电加热器

    这些加热器依靠电力运行,其运行成本往往高于燃气加热器,但其前期成本降低了——电气安装比燃气管道更容易升级,而且这些加热器不需要烟囱。

    与燃气加热器相比,无油箱电加热器的流量有一个缺点:即使是最大型号的加热器,其流量通常也限制在2 GPM以下。然而,这可以通过简单地并联安装更多装置来补偿。在升级现有热水系统时,由于前期成本优势,无水箱电加热器往往是获胜的选择。

    哪一个是最好的选择?

    没有一种加热器比另一种更好——一些项目更倾向于燃气,而另一些则更倾向于电力。

    • 煤气取暖器更适合新装置,或对热水有较高需求的现有工程,以及煤气装置和烟囱足够的地方。
    • 当供热需求相对较低,或者客户更喜欢在多个地点使用就地取暖器时,升级现有装置而不提供燃气取暖器时,电暖器通常是首选。

    当现场条件适用于两种选择时,可以根据财务表现做出决定:与现有安装相比,哪种加热器类型能提供最高的净节省?

    瞬时热水的优点

    无论能源是什么,无水箱热水器都具有多种性能特点,使其成为许多美国家庭的首选。

    瞬时加热器结构紧凑

    热水箱是传统加热装置中最大的设备,当空间有限时,这可能是个问题。因此,无水箱热水器在单人公寓、小房子和其他类似大小的住宅中很常见。

    尺寸优势尤其适用于使用点加热器,它可以很容易地安装在水槽、淋浴或水龙头旁边的墙上。

    瞬时加热器在大多数应用中节省能源

    储存式热水器不断消耗能源,只是为了让水箱中的水保持在一个所需的温度。这种能源浪费可以通过无箱加热器来避免,尽管不同的项目节省的能源不同,但在极端情况下可以超过30%。

    尽管这种情况并不常见,但也有一些情况下,无油箱电加热器的运行成本可能高于基于存储的加热器;如果采用每小时电价,并且加热器在峰值电价时被广泛使用,则会发生这种情况。

    新装置的设计灵活性

    瞬时加热器的另一个显著优点是,由于不使用储罐,因此在安装配置方面具有灵活性:

    • 一个单一的加热器可以部署为整个家庭。
    • 可在战略位置使用多点加热器。
    • 这两种方法的结合。

    当有一致且可预测的热水负荷要求机组满负荷时,建议使用单台加热器。另一方面,使用点加热器是最好的选择,当只有几个地方的消费量可变时,例如一个小公寓的两个浴室和一个厨房水龙头。

    无油箱加热器具有卓越的使用寿命

    无水箱加热器的另一个显著优点是其使用寿命长:通常可使用20年或更长时间,而热泵和传统存储加热器通常可使用10至15年。只有太阳能加热器的使用寿命与无水箱加热器相当。

    无油罐加热器在前期成本方面可能显得昂贵,但考虑到它取代了两台传统加热器的使用寿命。您将避免更换存储加热器的成本,以及相关的人工成本。

    太阳能热水器的协同作用

    当与太阳能热水器结合使用时,无水箱加热器可以提供良好的效果:

    • 太阳能集热器有一个储水箱,弥补了瞬时加热器的主要局限性之一。
    • 无水箱加热器允许太阳能集热器提供一致的输出:在阳光不能提供一致的加热由于天气条件,无水箱加热器可以覆盖任何缝隙。

    基本上,无水箱加热器根据需要提供热水,而太阳能集热器提供免费加热和储存。当这两种类型的加热器结合使用时,其结果是热水的可靠供应。

    瞬时热水的缺点

    瞬时热水系统提供可靠的性能,但它们并非没有限制。与任何工程决策一样,在安装之前都要考虑利弊。

    无水箱加热器无法储存热水

    由于没有水箱,瞬时加热器无法储存热水供日后使用,在几种情况下,这可能是一个问题。

    如果燃气或电力公司由于日常维护或紧急情况必须中断其服务,则受影响的客户将无法获得热水,直到热源恢复。有了储水加热器,就可以让水箱装满热水作为备用。

    电储能加热器可以利用每小时的电价,在能源便宜时最大限度地消耗能源,在电价高时只使用储存的热水。这在无油箱加热器中是不可能的;如果在高峰需求期间需要热水,除了消耗昂贵的电力,别无选择.

    无水箱加热器的效率低于热泵

    正如美国能源部所说,使用无水箱加热器,美国家庭平均每年可节省100美元,但使用热泵的家庭平均每年可节省300美元。此外,热泵还可以使用热水箱——它们提供最高的效率,而不会放弃储能的便利性。

    热泵的唯一限制是,它们基本上是反向运行的冰箱,因此它们的响应比无水箱加热器慢。它们的前期成本也较高,但通常是最节能的选择。现在有一些热泵模型可以利用地热来发电提高他们的效率,为他们的主人节省更多的钱.

    无油箱加热器可能提供不一致的温度

    传统的热水器有一个热水蓄水池,使系统更容易在恒定的温度下供水。另一方面,无水箱加热器在通过时必须将水温提高到特定值,并且它们可能无法响应需求的突然变化:

    • 在使用中央无水箱加热器的家庭中,热水消耗量的突然下降可能会导致温度急剧上升。然后,加热器将调整操作以满足新的需求,但过渡期间出现的过热水可能会导致不适甚至轻微烧伤。
    • 反过来也适用:热水消耗的突然增加可能会导致温度下降,而加热器增加其输出以满足更高的流量。

    当中央瞬时加热器负荷变化时,温度波动通常是一个问题。当各种无水箱加热器独立使用时,热水温度趋于一致,因为卫浴设备不要互相影响。

    如何比较无油箱加热器?

    承担一个项目为电动和燃气无油箱加热器提供合适的条件,决定最佳选择的关键因素是运营成本。所有加热器都有一个能量系数(EF),它是衡量装置如何有效使用能量输入的一个指标。然而,具有最高EF的加热器不一定是最便宜的操作-也有必要考虑燃料成本。

    • 如果两个取暖器使用相同的能源,EF最高的取暖器的运行成本最低。
    • 当能源不同时,必须同时根据EF和能源单价来估计运营成本。

    结束语

    瞬时热水系统具有体积小、能效高、使用寿命长的优点。然而,他们放弃了储存热水供日后使用的能力,当热水需求急剧变化时,温度可能会波动。

    为了确定最适合您的应用的热水器,我们建议您与有资质的工程公司取得联系。它们可以帮助您选择更符合项目条件和需求的选项,同时优化总拥有成本。

    标签建筑规范

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