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有时候，那些制造产品的公司会夸大事实，美化功能，或者依赖于他们的潜在客户对产品工作原理的无知。令人震惊，我知道。电力供暖领域有这样的公司。但如果你正在寻找一种为你的房子提供电加热的设备，其实很容易找出真相。
有两种方法把电转化为热
电是将能量从一个地方转移到另一个地方的一种非常通用的方式。然而，了解它最重要的事情之一是，它不是一种能源或燃料，像天然气。它是一种能量载体，其来源是燃烧煤炭的热量，水流经水力涡轮机的运动，半导体光伏中电子和空穴的运动，或其他一些能量转换过程。在电力系统的另一端，电再次被转换，这一次转化为热、光或我们家庭和工作场所的其他形式的能量。
我们有两种主要的方法来利用电来提供空间加热:电阻或热泵。让我们分别来看它们。
电阻加热。也被称为电阻加热或者欧姆加热，它简单地从电力中榨出能量，并将其直接转化为热量。每一个单位的电，你得到一个单位的热量。从拉姆福德伯爵的实验开始机械能和热是相等的在美国，科学家已经证明了所有形式的能量都可以相互转换。（拉姆福德他是一个美国人，在美国独立战争中，他抛弃了自己的国家和妻子，为失败的一方而战。)
这就是能量守恒定律出现的原因。为了将能量从一种形式转换为另一种形式，你最终必须得到与开始时相同的能量。观察电能单位的转换系数(以千瓦时，kWh为单位)，我们可以看到电能可以转换为热量的量(in英国热量单位(BTU))是:
3412 BTU / kWh．
所以，通过电阻加热，我们只是简单地将电能转化为热量，上面的数字代表了转换的最终现实。这是一个一对一的能量变换。输入1千瓦时的电产生1千瓦时的热，1千瓦时的电等于3412 BTU。你不能用电阻加热得到5000 BTU/kWh，因为这违反了能量守恒定律。另一种说法是that电阻加热100%高效，这让它听起来相当不错…尽管事实并非如此。
![电炉和烤面包机做同样的事情:以100%的效率将电转化为热。[图片来源:Energy Vanguard]](https://s3.amazonaws.com/greenbuildingadvisor.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/02/10125911/electric-resistance-strip-heat-toaster-oven-700x462.jpeg)
热泵。如果你把同样的电输入热泵，每千瓦时的电可以提供超过3412 btu。原因是您不是在进行从一种形式到另一种形式的简单转换。你在用电做功。它运行一个压缩机，将制冷剂通过一个系统，将热量从较冷的地方转移到较热的地方。它可以移动3 - 5 btu /kWh的电阻给你。我的三菱热泵它的额定效率约为4:1，所以我每使用千瓦时的电，它可以向我的房子发送约14,000 btu的热量。
(如果你想知道，这里还有另一种加热方法值得一提:加热感应炉灶面．它不是电阻，也不是热泵，但本质上它和电阻是一样的。它利用电中的能量在炊具中产生热量，所以，像电阻热一样，它将电转化为热的效率是100%。它只是更擅长把热量精确地放在需要的地方。)
公司有三种迷惑顾客的方法
1500w电加热的功率为1.5 kW × 3412btu /kWh (5119 BTU/kWh)。但这并不能阻止公司用花哨的包装和令人困惑的语言让人们相信他们得到了“奇迹”。取阿米什壁炉例如。就是个1500瓦的暖气还有个阿米什人制造的壁炉架。
在评估电加热系统的效率要求时，需要注意以下几点。
1.误导的比较。报纸广告阿米什壁炉把它比作咖啡机。这只是电阻加热的另一种形式，同样是100%的效率。有趣的是，他们说它的能耗比咖啡机还低，但咖啡先生目前的配置显示它的功率为900瓦，远低于阿米什壁炉的1500瓦。
我最近遇到的一个是茧式热电炉．尽管他们做了很好的伪装工作，但热量的来源似乎是电阻。这使得它能100%高效地将电转化为热，就像其他熔炉一样。然而，他们声称，它“比传统电炉节省了41%的能源。”稍后再详细讨论。不过，最重要的是，他们把自己的产品比作电炉，而不是热泵。
另一种通过比较来误导人的方法是使用古老的苹果和橘子的技巧。电炉的效率是100%，而煤气炉的效率可能只有80%。但你不能将现场直接燃烧燃料与从发电厂带来的电力加热进行比较。在北美，燃煤发电厂仍然为我们提供大部分电力，但其效率只有35%左右。所以有一个效率倍增效应这使得一个100%高效的电炉只有35%的效率当你考虑到能源的时候。
2.使用专业术语，没有太多解释。Cocoon Thermasi电炉在这方面做得很好。热质量，控制算法，可控红外热谱…用这种语言愚弄那些没有科学或工程背景的人是很容易的。听起来很不错，对吧?一旦你明白了实际上只有两种方法来加热房子——电阻和热泵——你就可以跳过那些废话了。它属于哪一类?在这种情况下，它的电阻是:3412 BTU/kWh。它不是热泵，可以是10,000 BTU/kWh或更大。
3.混淆了能源使用总量和能源使用率之间的界限。能源和电力导致了很多混乱．能源，以千瓦时为单位，是你在收到电费账单时所支付的费用。功率，以瓦或千瓦来衡量，是你使用能量的速率。一个1500瓦的热水器在一个月的使用时间里消耗的能源可能比一个15瓦的LED灯泡要少。这取决于每个操作的时间。如果你使用热水器一个小时，灯泡使用200小时，是的，热水器使用更少的能源:1500瓦时对3000瓦时。(这是一个加倍聪明的技巧，因为它也使用了方法#1，抛出了一个误导性的比较。)
或者，一种产品可以使用更多的能源，并声称通过使用更少的电力来提高效率。你所需要的就是找一个加热时能循环开关的电器。通过减少产品的关机时间，你可以在更长的时间内使用更少的电力，然后指出电力使用，而不是能源消耗，以声称更高的效率。
虽然茧Thermasi电炉的描述是多余的细节，我相信这是该产品所做的。热质量，一旦被加热，就能让你用更少的电因为当需要热量时，你可以抽出一些储存的热量。的UL页面“验证”制造商的声明，也没有详细说明，表明他们的测试是基于功率的:“比较了三个机组在相同气流和热升情况下的功率使用结果。”
了解基本原理
一旦你理解了全电加热使用的是电阻或热泵之外的两种方法之一，那么就更容易区分效率声明了。如果是电阻，你不会得到超过3412 BTU/kWh。时期。如果是热泵，同样的电力可以移动10,000或更多BTU/kWh。这就是为什么我的家乡乔治亚州，禁止使用电炉作为一次热源十年前。
![一个100%高效的电炉有时会有一个能源指南标签，显示其效率为100 AFUE(年度燃料利用效率)[图片来源:能源先锋]](https://s3.amazonaws.com/greenbuildingadvisor.s3.tauntoncloud.com/app/uploads/2021/02/10125251/electric-furnace-resistance-heat-100-percent-efficient-afue.jpeg)
但我们必须聪明地使用电力，这意味着只在有意义的地方使用电阻热。我们永远不会有热泵烤箱，但对于空间加热，水加热，甚至现在的干衣机，热泵是正确的选择。
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Allison贝尔斯他是乔治亚州亚特兰大的演说家、作家、建筑科学顾问，也是能源先锋的创始人。他也是能源先锋博客．你可以在推特上关注他@EnergyVanguard．
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24日评论
好文章Allison，我同意你的观点，热泵是未来，但也有限制。在我写这篇文章的时候，明尼苏达州的室外温度是零下24华氏度(-24°F)，我们已经有近一周没有超过零度了，目前的极地涡旋还会持续4-5天。在最近的一个项目中，我安装了一个寒冷气候的空气源热泵和一个可选的电带加热器。这就是今天早上为家里供暖的东西，可能过去一周的大部分时间都是如此。业主对热泵的性能感到兴奋，并了解其局限性。有时，电阻加热是一个很好的选择，只要它是有限的。
兰迪，你用的是哪种热泵。在城市里，我们的温度是零下13华氏度。
你好威廉,
我们用的是三菱PVA空气处理机。我们更多地是在寻找一种中央导管系统，其性能类似于壁挂系统。对系统的性能非常满意，尽管我们必须处理来自室外机的冷凝物。零下13度，低于0度就是冷。昨天在去能源审计的路上，我看到我的卡车温度计上有零下30华氏度。有点不舒服。
兰迪，是的，关键是只在你真正需要的地方使用电阻加热——烤面包机，吹风机，或者，像你这样，在明尼苏达寒冷的日子里补充热量。明尼阿波利斯的加里·尼尔森(Gary Nelson)有一台富士通(Fujitsu)的热泵，几年前运行得还不错。当室外温度一直下降到-17°F时，它保持了72°F的设定值，他的系统中没有带钢加热。室外温度为-27华氏度，室内温度降至58华氏度，但当时他们不在城里。他说，如果他们在家里，他们的体温加上烤一批饼干会让房子很舒服。
当然，他是漏风/鼓风机门先生，所以他的房子真的是密封的，有很好的隔热和窗户。越是极端的气候，就越重要的是一个优秀的建筑围护结构与热泵。
我来自明尼苏达州，拥有明尼阿波利斯吹风机门超过10年，我知道加里·尼尔森是谁。我见过加里一次，在某个贸易会议上。我喜欢听一些他的播客，他最近和杰克和彼得一起在Unbuildit播客上，没有史蒂夫。我有一种感觉，他会是一个很有趣的人，可以和他一起喝咖啡或啤酒，只说废话。艾莉森，谢谢你的回复!
是的，他是一个很好的人，特别是如果你对鼓风机门和管道泄漏的历史或与空气和管道泄漏相关的技术细节感兴趣。这是他在地下室和热泵的照片。
兰迪,
有多少面板安培用于运行电阻备用热?在什么室外温度下，电阻热开始起作用?明尼苏达正经历着美好的冬天。
嗨，道格，是的，我开始怀疑今年冬天是否会出现，我应该更清楚地怀疑大自然母亲。
我不记得电加热器的尺寸了，尽管我确信它的尺寸足够大，可以处理家里的加热负荷，这是略高于20,000 BTU，所以大约7千瓦。房主认为它在-15°到-20°F之间开始。在电暖器启动之前，恒温器一定会有轻微的延迟，房主注意到温度下降了2度，在非常冷的温度下从68度下降到66度。在短时间内，内部温度确实回升到68度。了解这些系统如何协同工作是很有趣的。我们确实在这个房子里安装了一个莱维通电气面板，在空气源热泵和气压加热器上都有一个智能断路器，但我一直在把断路器连接到家里的WIFI系统上。希望能尽快得到供暖系统的耗电量数据。
这是温度运行，就像我们在MN真正展示了节能设计和建设的价值。在像一月份这样的月份里，我们的MSP没有低于零，但不是现在。在那些漏水的、隔热的、细节差的建筑里，寒冷无处不在。如此多的阳光在这些非常寒冷的日子突出适当的玻璃放置和性能。在寒冷的气候下，很难高估住房的舒适性。我喜欢称它为传承优质房地产。
我对莱维顿面板的工作原理很感兴趣。我有感应监控器，但它无法检测到水循环板的ECM泵。D
简单的回答是，如果他们提出任何主张，那都将是误导性的。
我知道你把热泵作为电加热的一种形式。我通常不这么想，因为电是在传递热量而不是产生热量。但从电力是唯一的能源这个意义上来说，你当然是对的。
你在第三部分有个错别字，上面说电加热器将使用“1000瓦时”，而实际上应该是1500瓦时。我还不如迂腐地指出连字符放在了错误的位置。它应该在“瓦特”和“小时”之间，因为它是一个单一单位。没有理由在数字和“瓦特”之间使用连字符。
特雷弗，谢谢你指出错别字。我上传的文章里没有，所以编辑做了一些修改。我同意你的连字符位置，就是我写的地方。我现在已经修好了。
我认为图片中显示的“阿米什壁炉”实际上的COP约为1.05。它的工作原理是吸引一只75瓦的狗坐在它前面，使总输出增加5%。
啊，但是你没有把能量输入以狗粮的形式考虑进去，这是让狗散发热量所必需的。
我在西北太平洋地区做的几乎所有的房子都依赖于柴火炉作为主要的热量，电阻作为次要的补充。最近我做了一对情侣，主要的热量是一个小的分裂，仍然依靠电阻作为备份。在我们相当温和的气候中，我发现这两种组合都很有效
同意文章的主要观点。在将电转换为btu时，电阻电的效率是100%，而微型分流效果更好。(更好的情况取决于操作员的行为、室外温度、管道……)
当你考虑到燃煤电厂的来源时，说电加热的效率是35%是欺骗。煤炭正在消失。有的使用太阳能、风能……发电。煤气也不会神奇地出现在你家里。考虑到从地面获取这些气体的过程、加工、运输，当然还有流失到大气中的重要比例。更不用说依赖化石燃料导致全球变暖的代价了。
然而，电阻加热的另一个优点是它的安装成本低，并且可以放置在建筑物的更多位置。所以你只需要加热当前居住者需要的区域。(一个迷你分体式或电中央热炉被设置来加热更大的空间或更多的房间。)如果你使用点式电阻加热器，就不会有管道损失。如果小切口有导管，你可能会损失一些热能。即使它停留在理论范围内，它可能是加热区域，对人体舒适度没有任何增加。
也……考虑辐射热与电阻加热有点不同?这样更舒服，人们说他们可以把恒温器设置得稍微低一点，这样会感觉舒服一些。微裂缝加热空气并移动周围的空气，它们没有辐射。就像感应烹饪把能量放在你需要的地方，因此在手头的任务中更“有效”，所以辐射加热单元可能更“有效”，因为可以用更少的电来完成人类舒适的任务。(只要问问照片中的狗狗，或者躺在阳光下的猫，就能感受到来自太阳的辐射热。)在将电力转换为btu方面，电阻和辐射都不是更有效的，但有些最终效率更高，因为达到相同的舒适水平所需的电力更少。
电集中供暖设备可能是最糟糕的，它有管道损失，加热的是炉的直接区域，在那里人们没有任何舒适感。更不用说安装费用了，包括炉子、管道等。
当然，最好的辐射热源是太阳。没有电费。可惜我们没有更多地利用这一点。
说得好，罗伯特。我不想深入讨论能源的产地与来源的产生和使用，所以我抛出了煤的35%的数字，只是为了指出，当你考虑到发电的能量时，电阻热的100%效率并没有听起来那么好。我在文章的最后指出，随着燃煤电力的减少和可再生电力的增加，电力确实会变得越来越清洁。
就能量使用而言，电产生的辐射热与电阻热没有什么不同。它只是将电能转化为热量，主要通过辐射而不是对流来分布。
[编辑补充:]
哦，你在房子里用的几乎所有的电都变成了热量。例外的情况是一些光线通过玻璃或振动(声音)离开建筑。
关于“考虑辐射热与电阻加热有点不同?”这样更舒服，人们说他们可以把恒温器设置得稍微低一点，这样会感觉舒服一些。”加拿大抵押和住房公司在大约15年前做了一项研究，发现地板辐射供暖实际上并没有更有效，而且使用辐射供暖的房主仍然把恒温器保持在72华氏度(21摄氏度)的标准设置附近。我相信唐·富格勒可能是监督这项研究的研究项目官员。
欢呼,
康拉德
罗伯特,
我同意。电阻加热器比我能想到的任何其他热源都能让房子更好地分区。能够在你想要的时间和程度上为每个房间供暖的好处是巨大的。
我很高兴你提到了洞，艾莉森。
许多人担心过度开采某些地球矿物，如用于电池的钴，但没有多少人意识到我们需要多大的缺口才能大规模实施太阳能。
如何回收它们呢?环境灾难即将发生。
我有好消息要告诉你，泰勒。我们有多少空穴就有多少电子穿过pn结。我们总是可以通过移动更多电子来得到更多。回收空穴也不是曾经认为的问题，因为一旦电子移动到它们的位置，它们就会消失，在电子后面重新出现。~);
此外，根据广泛的鼓风机门测试，我可以报告说，如果需要的话，大多数建筑物都提供了额外的孔。事实上，我认为我自己的房子可能有一个半导体外壳，基于它的孔的数量。
这似乎是一种诡计:热泵的效率随着外界温度的下降而下降，因此在最需要它的时候提供的好处最少，并在低温下引起总电力需求的巨大波动。不妨只安装一个电阻加热器;电网负荷会更线性一些，基础设施可以更好地规划，或者安装一个天然气加热器，将80-90%的btus转化为热量，你想在你的房子里，而不是60%的天然气高效转化为电能，另外40%的热量会被堆叠起来，不被用于加热。
我喜欢阅读这篇文章和所有的评论。11月中旬，我的中央煤气炉坏了，我不得不从废品(连高中物理都不会)那里学习什么是热泵，我需要什么，以及我的账单会发生什么。出于充分的理由，我仍然生活在没有中央供暖的环境中，而且刚刚经历了10天的零下30摄氏度的高温。由于出色的建筑围护结构工作，我已经很好地处理了一些空间加热器，事实上，我很喜欢发现我的房子是如何反应的。我现在感到非常安全，不用担心停电或连续超级寒冷的日子会发生什么。
我多花几分钱给尽可能多地提供清洁电力的公用事业公司，当然，这将会增加。卡尔加里的大多数房屋仅在车库就有足够的空间安装太阳能，所以如果有一些激励措施，我们肯定可以很容易地拥有很多净零排放的房屋。
我同意，在一个隔热良好的区域控制热量是很重要的，但除非你有一个新的建筑，根据我的理解，让每个房间都有自己的控制是不容易的。我认为在非常寒冷的时候，关掉中心暖气(在零下30摄氏度的时候会产生电阻热)，明智地增加取暖器会更经济。
我看过这两家公司，三菱似乎在ESG(环境/维持/目标)的透明度方面赢得了一些奖项，而大金则是销售弹头。两者都已经存在很长时间了。我期待着有一天，当我有一个热泵管道到我的中央系统，我希望电力升级不会太繁重。
在我退休之前，我在我的供水位置使用了2英尺X 4英尺的辐射热天花板，当我外出工作时，以保持高于冰点的温度-即使我排水(包括Seisco，内联热水器)，当电力中断时(经常)，作为供水，它是最后一次恢复。我会在周五晚上到达，气温通常在40多度。我会调大木头加热器，脱下靴子——注意着火，随着它的升温，逐渐脱掉外面的衣服。我的脚舒服地躺在地毯上，因为辐射热比空气更温暖，
在我退休并常年搬家之前，我会使用辐射热(和一件毛衣)，空气温度在60度左右，非常舒适——当时使用木材加热没有任何意义。退休后，我安装了一个“低温”迷你分离器，供全年使用。什么时候(电子邮件保护)#冷，在外面，我仍然使用加热板(和毛衣)当迷你分裂，似乎“总是”在解冻。我很舒服!
我的住宅的其他特征包括90英尺开窗，双窗扉，中心柱子上的铰链，从3个方向捕捉微风-入口门板，在不需要时关闭楼上，迎风!!楼梯口上方/下方的吊扇将空气拉上/推上(房间中心)开放式立管楼梯。我的水系统是一个排水管，最大63瓦的热线，只有在水位与潜水泵，因为我至少在45'以上的水位。
我是“懒惰的廉价”做它的权利，做它一次!
对我有用。
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