生活热水器的能耗及成本对比
一、前言
人民的生活水平随着经济发展在逐渐提高,家庭用能的选择不再受限于一次成本投入,节能环保与更高的舒适度成为了都市家庭的首要选择。在南方家庭中,生活用热主要是以生活热水为主、制暖为次,热水都是使用热水器产生。文章对市场主要几种热水器进行能耗对比,帮助家庭选择适合自身条件的热水器。 二、热水器分类与介绍
热水器按工作原理可分为燃气热水器、电热水器、热泵热水器、太阳能热水器四大类。 1、燃气热水器
燃气热水器,是指以燃气作为燃料,通过燃烧加热方式将热量传递到流经热交换器的冷水中以达到制备热水的目的的一种燃气用具。现阶段最安全的平衡式热水器,而兼顾安全和安装问题最常被居民选用的是强排式热水器,一般用液化石油气和管道天然气作为燃料制备热水。 2、电热水器
以电作为能源进行加热的热水器通常称为电热水器。电热水器按加热功率大小可分为储水式、即热式、速热式三种,这是主要介绍储水式和即热式两种。
储水式电热水器是指将水加热的固定式器具,它可长期或临
时储存热水,家庭常用储水式电热水器,其安装方便,价格不高,但需加热较长时间而且保温耗电,达到一定温度后方可使用。 即热式电热水器是一种可以通过电子加热元器件将电能转化成热能,快速加热冷水,并且能通过电路控制水温、流速、功率等,使水温达到适合人体洗浴的温度的热水器,即开即热,通常在数秒内可以启动加热;省时省电,但电功率较大,对安装电路要求较高。 3、热泵热水器
热泵热水器就是利用逆卡诺原理,通过介质,把热量从低温物体传递到高温的水里的设备。热泵装置,可以使介质(冷媒)相变,变成比低温热源更低,从而自发吸收低温热源热量;回到压缩机后的介质,又被压缩成高温高压气体,从而自发放热到高温热源;实现从将低温热源“搬运”热量到高温热源。市场上的空气能热水器是热泵热水器的其中一种体现。 4、太阳能热水器
太阳能热水器是指以太阳能进行加热的热水器,把太阳光能转化为热能,将水从低温度加热到高温度,以满足人们在生活、生产中的热水使用,由集热部件、保温水箱、支架、连接管道、控制部件等组成。太阳能热水器按集热结构形式可分为真空管式、平板式和陶瓷中空平板式三种。目前市面上的太阳能热水器基本都带有电加热控制,在光能不足时采用电辅助加热。 三、家庭生活用热计算及热水器选型
笔者假设家庭一天用热水100L,温度平均由15℃加热到55℃,加热水所需要的理论热量为
\16800kJ=16.80MJ
式中,Q―理论热量;
c―比热容,水的比热容为4.2kJ/kg℃; m―质量,等于密度乘体积,水的密度取1kg/L; ?t―进口与出口的温差值.
由于保温损失、热水器性能的不同,加热水实际所耗能将有所差异,表1是市场中档次相似的几种热水器选型,将在下面进行能耗对比计算:
四、各种热水器能耗计算对比
计算参考表2中不同能源的热值与价格数据: 1、等输出理论计算
需要同等热量(Q=16.80MJ)加热自来水的前提下,用不同类型热水器,可根据下式,计算出表3的能耗: \/\η\ 式中,Q’―实际能耗; η―热水器的效率.
表3 不同类型热水器输出等热量能耗
热水器类型 液化石油气热水器 天然气热水器 储水式电热水器
输出等热量耗能(MJ) 19.09 19.09 21 输出等热量能耗成本(元) 3.51 1.72 3.79
热水器类型 即热式电热水器 空气能热水器 太阳能热水器 输出等热量耗能(MJ) 16.97 4.42 6.30 输出等热量能耗成本(元) 3.06 0.80 1.13
(注:使用太阳能热水器能耗以年平均日的电耗计算得出) 2、实际使用情况计算 液化石油气热水器: 实际所需天然气用量为
\ 故液化石油气热水器能耗成本为3.51元/天; 天然气热水器: 实际所需天然气用量为
\(\ \\
故天然气热水器能耗成本为1.66元/天; 储水式电热水器
实际生活操作中,要满足每天100L热水的使用条件,储水式电热水器需要至少加热两箱水(共100L),故储水式电热水器用电量为
\ 故储水式电热水器能耗成本为3.79元/天;
即热式电热水器 实际所需用电量为
\ 故即热式电热水器能耗成本为3.06元/天; 热泵热水器(空气能热水器)
实际生活操作中,要满足每天100L热水的使用条件,空气能热水器配套的水箱需要加热一箱水(200L),加热水所需热量为33.6MJ,实际所需用电量为
\ 故空气能热水器能耗成本为1.60元/天; 太阳能热水器
实际生活操作中,要满足每天100L热水的使用条件,太阳能热水器配套的水箱需要加热一箱水(165L),加热水所需热量为27.72MJ,如全年光照充足,不存在阴雨天,太阳能足以提供所需热量,能耗成本为0,但根据佛山年平均日照时数1689~1723小时(365天/年)和降水集中月份来估计,一年约有30%阴雨天或光照不足,则太阳能热水器全年30%需要电辅助加热,则年平均每日用电量为 五.结论
通过节能的角度从计算数据可以看出,无论是输出等能量的不同热水器能耗对比还是实际使用情况下的热水器能耗对比,空气能热水器、太阳能热水器和天然气热水器都表现了较优异的节
能状况。
哪种类型的热水器最适合作为家用热水器还需考虑一次购置费、占地要求、使用习惯等因素。太阳能热水器由于采光对布置地方要求较高,冬季热水水温较低等原因,普通家庭很少选择。空气能热水器是高效清洁的新型热水器,使用年限较长,可达15年,较适用于大户型,但其不能即开即热、占地面积大的缺点,对寸土如金的城市房产,可选择性比不上燃气热水器和电热水器,而且空气能热水器的价格是其他热水器的两倍以上,若仅用于小户型生活用水,节能回收期较长。
笔者认为,使用天然气作为燃料的燃气热水器只要安装和使用恰当,即能发挥天然气高效清洁一面,又能满足现代都市实用经济的家庭生活,是家用热水器的首选。