图片来源:通用电器
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上周我写了“混合”热水器,一个相对较新的类型的热水器,包括存储和后果模型的特性。本周我将介绍另一种类型的热水器,也称为“混合”(混淆):热泵热水器。这些生产两倍热水为每个单元的电力消耗和其他类型的电热水器(存储或后果)。
你会听到很多关于热泵热水器在接下来的几年里,因为在2015年生效的新联邦法规要求更大的电热水器,热泵功能可以更低。
为什么值得仔细考虑热水
之前在热泵热水器,是什么让他们做出选择,值得花一分钟说为什么我如此关注关注水加热在最近这个博客。作为住宅能耗的一小部分,热水已成为越来越重要的在过去的几十年里。
1978年,水加热占大约14%的家庭的平均能量消耗,根据美国能源部,66%为空间供暖。到2005年,这些百分比已经转移到20%和41%,分别。我认为这不是因为我们的热水器使用更多的能量,而是我们的房子更好的绝缘和加热系统更有效率。
在一个高效被动式住宅建筑(德国标准构建低能耗住宅越来越受欢迎在美国),这不是不寻常的水加热成为最大的能源消费国,并且它可以高达两倍的空间供暖。
电阻与热泵热水
直到最近,几乎所有的电热水器依赖电阻热量。电流流过一个特殊元素高电阻,和电能直接转化成热量。电的转换成热量几乎是100%的效率——尽管热损失的电力存储类型热水器总是导致整体效率低于100%。(注意,如果我们看主或源发电厂使用能量来产生电力,效率低得多)。
热泵热水器是非常不同的。电不是直接转换成热量;它是用来移动热从一个地方到另一个地方。这是违反直觉的,因为热量从一个寒冷的地方(室内空气热水器所在地)到一个温暖的地方(储罐的水)。
这看似神奇的过程,因为一个专业制冷剂流体交替冷凝和蒸发在一个封闭的循环。这个过程依赖于相变制冷剂的捕获和释放大量的热量。
制冷剂循环的详细解释超出了这个博客的范围。相信我,它的工作原理。(同样的基本原理应用于冰箱、中提取热量在保温箱和转储到厨房。)
最终的结果是,每千瓦小时(kWh)的电力消耗,产生两个或两个以上的千瓦时的热水。的能源因素,这通常被认为是衡量效率,是2.0到2.5对于大多数热泵热水器市场上,而100%的有效电阻热水器能源仅为1.0倍。
在这些热水器越来越感兴趣
有几个热泵热水器市场上已经几十年了,但是这些从来没有真正达到了主流。改变了在过去的几年里,然而,作为最大的热水器制造商,包括同史密斯Rheem,和通用电气都介绍了热泵热水器。
虽然标准电热水器没有移动部件,热泵热水器有压缩机(压缩制冷剂蒸汽使其凝结成液体)和球迷在热交换器(室内空气流通,这样从模型中提取热量)。
比其他热水器吵着
请注意,这些机械部件产生的噪音——通常明显胜过一个冰箱。热泵热水器我检查从55到65分贝噪音评级(dB),这是一个大范围的变化(65 dB十倍大声55分贝)。大多数冰箱是40 - 50分贝。
如果你对噪声特别敏感,没有听觉上与世隔绝的地方安装,节能的热泵热水器可能不值得。
新的热水器规则要求热泵热水器
新联邦法规由于踢在4月16日,2015年,需要电热水器大于55加仑能源因素接近2.0。所需的确切能源因素是基于一个公式,储存容量的因素,但对于这类各种所需的EF是接近2 -性能水平,只能通过热泵技术。
能源因素要求较小的热水器- 55加仑的大小也在2015年4月上涨,但仍将低于1.0,将实现很好的绝缘电阻热水器。
热泵热水器抢房子的热量
因为热泵热水器从空气中提取热量,它们坐落于此,与大多数安装他们增加热负荷。如果你有一个昂贵的燃料,如baseboard-electric在寒冷的气候和供暖季节,热泵热水器可能没有意义。
这些热水器可以很多意义当有大量的废热,如在一个地下室里一个石油或天然气炉或锅炉所在。
规模很重要
热泵热水器有各式各样的尺寸:从40到80加仑的产品我知道。对于大多数家庭来说,更大的尺寸是有意义的,主要是因为热泵热水器加热水很缓慢——通常只有8加仑每小时。
大多数热泵热水器有不同的设置,调节容易后备电阻元素将如何来吧。在较大的模型,用户可以在heat-pump-only模式(最经济)更多的时间。的第一个小时评级会给你恢复时间,但上设置热水器产生很大的差别。
我的下一个热水器可能热泵模型
我敢肯定我们会安装一个热泵热水器在我们目前装修的房子里。鉴于今天市场上,我可能会选择通用电气GeoSpring热水器、10 dB的50加仑的模型更安静,一半德国制造的成本效率的领导者,Stiebel Eltron。我也会看Rheem混合动力电动和同史密斯Voltex有相同的能量系数(2.4)作为GeoSpring——尽管噪音将是最大的决定因素。GeoSpring是唯一热泵热水器是美国制造。
在15¢/千瓦时的电力成本,热泵热水器将便宜很多比最高效率运行,冷凝丙烷热水器(我们没有天然气在佛蒙特州南部)- - - - - -即使丙烷下降2美元/加仑(远低于目前的价格)。天然气是可用的,如果天然气的价格仍然很低——热泵热水器将很难竞争经济理由。
热泵热水器对我来说是一大吸引力,他们可以使用光伏(太阳能电动)动力系统。我们的新地方将零能耗,我们希望完全避免化石燃料在房子里。
请注意,热泵热水器并不便宜。通用电气GeoSpring我上面提到的列表以约1200美元,加上安装,Stiebel Eltron模型成本约2500美元。与电阻热水器、热泵模型需要冷凝排水管,这可以增加成本。相比之下,一个标准的电动或天然气存储热水器成本只有几百美元。
亚历克斯的创始人是BuildingGreen公司。和执行主编环境建设新闻。他最近还创建了弹性设计研究所。跟上阿历克斯的最新文章和沉思,你可以报名参加他的微博上。
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28日评论
修正和注意
Rheem单位只有一个EF 2.0。
虽然我没见过的新通用电气在行动,然而,我在我的房子安装了旧的模型。我认为它被评为约为55分贝。这是响亮的。唯一的单位我看到/听到在行动,在我看来,一个可接受的噪音水平安装在地下室一个单位从AirGenerate(额定2.4 ef和48分贝)http://www.airgenerate.com/products/hybrid
我们的经验
我们安装了一个在阿灵顿被动式住宅
http://www.statewaterheaters.com/lit/spec/res-elec/SRXSS00109.pdf
在80加仑,81英寸,这是一个巨人。是额定2.4英孚不确定dB是什么但是当压缩机在很吵。凝析油的数量也超过了我们的预期(也许因为它是在一个全新的地下室混凝土板仍然干燥)。从概念上讲,我喜欢它,效率,空调和除湿都是伟大的。但是噪音是一个大问题。我认为人们可能只是用在电动模式的。我想墙上可以得到更多的预防,隔音。
另一个问题是需要在一个位置相对大的开放空间。这一呼吁750立方英尺。不适合小型家庭。
典型的政府“一刀切心态”
我开始将通过冗长的文档(126页),寻找一些讨论的情况下,热泵热水器没有意义,但放弃了部分,由于其长度和无聊的性质。那将是一种耻辱,如果有意义的东西在一个好的国家强加给每个人的一部分,甚至毫无意义。我的猜测是,在一些地区的人只会安装并行正则30或40加仑热水器提供能力。
另一个想法
一个思想。热泵热水器的批评之一是增加冬季热负荷。所以,很多人只是关掉压缩机在冬天。
在大多数被动式住宅项目干衣机没有一个排气口。他们通常有一个冷凝干燥器,这就消除了另一个渗透但更重要的是,干燥机产生的热量用于热的房子在冬天。在夏天,这种安排原因添加冷负荷。
我认为它可能是有益的地方热泵热水器在同一空间的冷凝干燥器利用热能。这可能有助于“平衡”,添加加载这些机器生产。
回复林罗杰
相同的想法,你可以把热泵WH在冰箱后面,哪个更始终把热量。需要一些小心平面图布置,噪声当然仍然是一个问题在这样一个家庭的中心部分。
气候
一些人建议,气候有很大的差异。我安装改造——一分之一评定等级的表示,它将节省一些额外的点从我的分数,应该适度的温度在我的车库……噪音都不会让这一事实发生改变的地方。我叫水管工选择哪一个,50 - 60加仑,并强调可靠性和服务问题。我会让你们都知道的。
这些吸盘
这些吸盘被强制甚至北方?
另一个革命的时候了。
阻止全球发牢骚!
我已经安装了一个史密斯/州/惠而浦肯/ Voltex Craftmaster(所有相同的单元),并发现它是明显比老(中国)Geospring响亮。我怀疑我会做一遍。更新(肯塔基州的)Geospring还安静。我听说将会有一个80加仑Geospring模型1。它不能很快到达。
我感兴趣的ductability AirGenerate以及其48分贝评级,EF 2.4和66加仑坦克。据说也是一个更大的松下压缩机(10000 Btuh名义,远高于通用电气的6000 Btuh),但他们都是中国制造的,我得到的印象他们销售的一小部分通用电气的和其他人。较大的压缩机应在热泵更快的恢复模式,但也可能造成更大的冷却周围的房间。
一些其他的想法:
最大限度地利用最高效热泵模式是有点超大HPWH。意义是放置在第一个小时评级,但记住一个完全或几乎完全耗尽HPWH将仅几个小时完全恢复使用压缩机,和最不能集中初始复苏热量仅在上第三罐体积在双重的经典时尚元素存储电阻柜加热器。
那些抱怨强制采用HPWH - 2.0 EF坦克55加仑和需求是有限的。80 - 90%的存储电热水器市场由坦克50加仑或更少。只有那些房屋将影响EF更高的要求有一个合理的观点,那些较富裕的家庭应该首当其冲的这项技术成为主流。
那些抱怨强制部署在北方……你可能听过这样一句话:“南要复活!”So come on down! Just kidding...Even up north in climate zone "Ki-Ki" as in "Ki-Ki-Cripes it's cold up here" HPWH will provide useful cooling and dehumidification in summer and harvest otherwise wasted heat thrown off by adjacent boilers and furnaces in the typical northern basement.
那些在东北和中西部应该进步的西北,专门教育部考试中心、西北能源效率联盟。教育部考试中心是唠叨烦恼、测试和发布的测试结果HPWH北部气候区,希望这样就能促使生产商开发模型更适合北方气候。他们的标准包括ductability气流的能力在环境温度低于45岁和减少噪音。虽然我正好在阳光明媚的南HPWH运行在远高于EF发表在车库,我赞赏教育部考试中心的工作。
非常有用的帖子Curt,谢谢
非常有用的帖子Curt,谢谢先生。
排气空气热泵热水器北部气候
好的人在瑞典发达(约30年前)排气空气热泵热水器,热泵结合排气通风,储罐,热水供暖循环泵和电动备用油箱加热元件了。热泵从排气气流“复苏”能源。排气气流总是在~ 65 - 75 f,所以警察热泵季节性变化不多。储罐是国内热水负荷以及空间加热,如果需要的话。我知道在美国人看着这些在某种程度上在90年代,但我不认为任何东西了。
我读过这些单元安装在绝大多数的新房子在瑞典。
这是瑞典的一个例子也是在英国销售的产品:http://www.nibe.co.uk/Home-Owner/NIBE-Heat-Pumps/Exhaust-air-heat-pumps/Exhaust-Air-Heat-Pumps/
不幸的是,链接已经死了。
尼尔斯,
这是通过机器Wayback链接:
NIBE排气空气热泵
回应约翰Semmelhack
约翰,
那些Nibe单位是一种“魔盒”。For more information, see“魔盒”的被动式住宅。
排气空气热泵
是的,我同意Nibe单位。
我的主要观点是,还有其他热泵热水器设计理念(尤其是对寒冷气候),不涉及抢劫空间热冬天....的两个主要概念类型:1)排气HPWH,和2)分离系统HPWH(如日本“eco-cutes”)。我个人觉得单位沿着这条线索,我看到可用在其他国家过于花哨和昂贵的我的味道…也常常因为他们整合空间加热。但我认为概念是有趣的,产品不需要太花哨。
例如,我想看到AirGenerate(已经有单位设置管道)提供了一个模型,设计成一个排气HPWH ....低气流(定制的房子的通风率),低容量压缩机,更大的水箱,同样的价格。
获得数学全年对吧?
“在15¢/千瓦时的电力成本,热泵热水器将便宜很多比最高效率运行,冷凝丙烷热水器(我们没有天然气在佛蒙特州南部)- - - - - -即使丙烷下降2美元/加仑(远低于目前的价格)。”
这一点取决于房子使用取暖燃料,和加热系统的效率。如果是丙烷加热系统唯一的“储蓄”开火营运成本较低直接丙烷用于热水得到与热泵热水器在VT(相对短暂)冷却的季节。
如果丙烷价格的飙升是便宜的运行阻力电柜(或电阻电空间加热)。如果丙烷崩溃低于2美元的价格便宜和冷凝丙烷加热水。
2美元/加仑丙烷和90%冷凝热水器得到82 - 830000 btu的热量为2美元。ef 0.90电阻电柜你~每千瓦时3070 BTU入水,所以它需要(83000/3070 =)27千瓦时等于一加仑丙烷的产量。在15美分/千瓦时,相当于4美元丙烷(大约是去年冬天)与一个2.0英孚热水器你在2美元propane-equivalency洗甚至在制冷季节。
与~ 4美元丙烷冷凝丙烷之间几乎是一个洗/电柜/ HPWH在供暖季节(假设一个高效丙烷加热系统)与更大的夏季储蓄在制冷季节,但如果丙烷→5美元的年度费用与热泵热水器加热热水而不是电动坦克。
但如果丙烷→5美元还不清楚,你应该把钱花在热水器,也许应该考虑加热至少部分与无管mini-splits第一(甚至取代3美元丙烷冷凝燃烧器,燃烧效率高mini-splits相当短的回报有15分电),在热泵热水器将开始经济意义。
VT加热能源使用的大多数家庭将超过41%的全国平均水平,但也可能是低high-R房子。把钱花在空间加热成本减少下车或显著降低丙烷使用仍然胜过summertime-only储蓄的热泵热水器。
丙烷价格
我没有长期的经验与丙烷的价格,但我认为这有点相关的汽油和柴油燃料成本……换句话说,回到子2美元丙烷很快似乎不太可能。
HPWHs做好准备,但不是这些人
很明显,这些不会畅销在寒冷气候:
1。750立方。英尺需要一个100平方英尺专用的房间。($ 4000 - 10000美元的房地产)
2。那个房间冬天会冷。
3所示。噪音
4所示。冷凝物
5。他们不会持续时间比传统水箱加热器,但是重置成本是三倍。
商用解决方案已经存在问题1 - 4:
http://www.rheem.com.au/Products/domesticproducts/heatpumpmpsseries/rheemheatpumpsmpsseries
下一个!
凯文,我刚读了一打
凯文,我刚读了十几个可怕的评论……嘈杂的分解不断……
那些比较成本,
这些比较成本,让我们不要忘记,在供暖季节,如果HPWH内部信封你加热水热的空间。惠普只是将它移动到坦克。就我而言,这将是在地下室和近8月供暖季节在密歇根冗余会让我觉得有点疯狂。特别是如果我最终加热空气源热泵。一个警察的警察吗?是什么?
难怪他们还不卖给国内
AJ,
一家美国公司,显然Rheem使用澳大利亚人作为分裂HPWHs豚鼠。是的,他们可能会吵,但外面的噪音。所以是冷却和冷凝物。所以我预测分割系统将取代今天的HPWHs在寒冷气候。
安迪,
警察的警察并不像它看起来那样疯狂。里面的空间加热惠普带来热量的警察说,4。然后HWHP使热量在坦克警察为2.5。
整个警察等于倒数之和的倒数,或1 / (0.25 + 0.4)= 1.5
警察1.5可能是有点乐观,所以如果是我我会去DHW电阻。它非常安静,不容易的问题,第一便宜300%成本,不会让寒冷的区域在你家里,和警察的1.0。
但是一个空置的地下室是一个好地方。一旦HPWH滴地下室空气说,48 f,热量会从地上开始流入地下室。瞧,你有一个便宜的地源热泵。
凯文,我认为你是手臂
凯文,我认为你是有扶手的椅子编造事实或不提出(PP)或或其他的东西。我有一个地窖我照顾那是冬天不加热。地下室是加热之间没有绝缘带回家。
温度下降到33度,低于38个两个月的冬天!这是没有HWHP进一步去除热量。
在我看来这些设备的使用在这种情况下是扶手椅做梦也没有接近现实。家用我知道这不是我对我发布监控所有我已经张贴在GBA的年。
最后,我工作的地方,地下水温度在冬季有很多不是在50度测量。典型42-46度。
我认为南方的这个想法是美好的原因都是正确的。他们应该国际海事组织被禁止为地球的好我住的地方。
谢谢
凯文,
我是半开玩笑的对警察的警察,但谢谢你的方程。我已经到达答案更加困难的方式(别问)。同时,大金使分割系统,将水加热,但我还没有钻研它的细节。
AJ,
地窖的隔离。
如果……
2个月每年HPWH不能在热泵模式下操作在一个北方地下室吗?
其他10个月(甚至是6 - 8),它可以在更高的效率比传统的加热和冷却或至少提供有用的除湿。如果替代丙烷燃烧美元每加仑3 +,同时空气进入CAZ外面非常冷,然后HPWH开始越来越好。
这不是两个月。他们
这不是两个月。他们是昂贵的玩具。
应对AJ建设者
我同意你的说法,这些不是北方的气候解决方案。
你说:“最后,我工作的地方,地下水温度在冬季有很多不是在50度测量。典型42-46度。”
你认为一个没有暖气的地下室是什么?好吧,即使在42个f,地下室是一个合理的这样的小型热泵热源。
地热+热泵热水器?
我们的新家正在建设中,我的建筑商/水管工最近告诉我如果我安装一个300美元的税收抵免热泵热水器而不是电热水器。他们指着AO史密斯对我网站,与三个女儿想象我们会与他们最大的80加仑的模型。它将被安装在一个巨大的地下室的轻松访问冷凝排水集水坑,墙后面,至少25离完成地下室面积所以我想象任何排水/声音问题不会是一个因素在我的决定。
有合理准确的公式使用电动率估算这些设备的“收支平衡”点,这样我就能确定严格基于成本,收益/成本?
谢谢。
对大卫•霍顿
大卫,
你的评论的标题写着“地热+热泵热水器?”If you plan to have a "geothermal" system -- more accurately referred to as a ground-source heat pump -- then you don't need a heat-pump water heater (which is a type of air-source heat pump).
你已经有一个热泵。地源热泵热泵可以提供一个家庭所有的指定空间供暖和生活热水。这样做是减温器。
如果你的地源热泵技术承包商并没有向你解释这个,或者没有意识到这个事实,是时候选择一个承包商。
如果你想要一个单独的热泵热水器,假设你没有一个地源热泵技术,那么我建议你阅读下面的文章:
热泵热水器的年龄
美国节能经济委员会信息页面上热水
在第二个文档上面,你会注意到,美国节能经济委员会的生命周期成本计算,热泵热水器都相对较低。是否将适用于你的情况取决于你的家庭的热水的使用水平,和房间的特点安装热水器。
国内地源热泵热水吗?
任何单位,完成与地源热泵使用?减温器不能100%供应生活热水的需求。特别是在供暖季节。在这几个月减温器不是非常有效。在制冷模式下的热泵减温器变得更有效率。也许在一个炎热的气候可以依赖的交付100%的热水。但是在西北:根据我们MasterGeoPro安装程序:没门!所以建议适用于西北气候和冷……但关于热水箱建在地源热泵:我想单独钩的复杂性与地面循环泵使这些单位不可能市场。然而这将处理空间需求。 We are installing a WaterFurnace NSW 18 dedicated Domestic Hot Water producing heat pump. Hooked up to our standard 50 gallon el cheapo super standard, few years old run of the mill hot water tank. ONLY concern I have there is the short cycling of the 18000 Btuh heat pump on a 50 gallon tank, 2 people in the house... 120 - 125F delta T. But I do not think a smaller heat pump exists. NICE thing is that all is separate. Tank leaks: tanks gets replaced. I hope for the people having to go Air to Water heat pump hot water tank, that the mechanical can be fully serviced/replaced independent of the tank...
但减温器的想法:绝缘的家里就会越多,更少的热量将收获可供DHW生产。错误的路线。甚至大参数如何合理的减温器。投资回报是好的,而不是伟大的……在炎热的气候吗?可能更好。
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