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能源解决方案

热泵热水器

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间歇泉热泵热水器。
图片来源:北路科技间歇泉
间歇泉热泵热水器。
图片来源:北路科技间歇泉
Rheem HP-50热泵热水器。
图片来源:Rheem

一场关于电热水器的革命正在进行。这可能就像我们在洗衣设备行业看到的从顶部装载机到水平轴前装载机的转变一样重要。

多年来,电热水器只是装有几个电热元件的绝缘水箱,用来加热水。这些都运行得很好,最好的绝缘产品的“能量因子”(一种标准化的效率度量,通过绝缘罐的损失)接近1.0(100%的效率)。

在过去的几个月里,至少有三种电热水器被引进,效率提高了一倍。这些是热泵热水器。Rheem提供50加仑的HP-50;德国公司Stiebel Eltron在美国推出80加仑的Accelera 300;而且北路科技提供“改装”间歇泉产品,可连接到传统的电热水器或燃气热水器。

这些新产品加入了市场上已有的几款改装热泵热水器的行列E-Tech现在由A.O.史密斯制造,AirTap由AirGenerate).下个月,通用电气该公司将推出自己的热泵热水器,该公司称之为“混合型”热水器。

热泵热水器是如何工作的?

热泵热水器不是直接用电来加热水,而是用电来将热量从一个地方转移到另一个地方——在这种情况下,热量从机组所在的周围空气转移到水中。这是通过循环一种特殊的“制冷剂”液体来实现的,这种液体可以通过改变压力交替蒸发成气体和冷凝成液体。

周围的空气被吸入热泵,空气中的热量蒸发“蒸发器”中的制冷剂,释放出较冷的空气进入房间。然后,制冷剂蒸汽被泵入“压缩机”,在那里冷凝成液体,并将储存的热量释放到水中。

所有这些听起来相当复杂(嗯,确实如此),但这种“制冷剂循环”很容易理解,并广泛应用于冰箱和空调中。

更多关于热泵热水器的信息

热泵热水器的好处是,你得到至少两倍的热水从每千瓦时的电力消耗,你从一个标准的电热水器。这些装置的能量因子在2.0到2.5之间,这意味着它们有效地将电能转化为热能的效率为200%到250%。与新能源之星标准至于现在使用的热水器,在电热水器中,只有热泵型号达到标准。这将极大地激发人们对这项技术的兴趣。

热泵热水器的一个缺点是,他们抢夺热量从他们所在的房间。在冬天,这意味着他们会增加取暖成本。如果你用电加热,这就消除了热泵热水器在冬季的大部分好处,但如果你用更便宜的天然气,石油或木材加热,你仍然应该实现显著的节省。这些设备通常安装在“半空调”的空间里,比如地下室或车库,但不应该放在温度低于40度的地方。

虽然在冬天把热量从房间里抽走是一个缺点,但在夏天却是一个优点。在温暖的月份,热泵热水器提供免费的空调和除湿,因为他们冷却空气,因为它是通过热泵循环。出于这个原因,热泵热水器可能会在温暖的气候中找到最容易接受的买家。

必须安装冷凝排水管道,以除去空气中冷凝的水,因为热量被提取,空气被冷却。这可能会使安装变得复杂,尤其是在现有房屋的地下室。

注意,热泵热水器的风扇(将空气吸入机组)会产生一些噪音。市面上销售的产品的声音级别为49 ~ 64分贝,与冰箱的声音级别相当。

最后,热泵热水器价格昂贵。建议零售价从700美元的改装AirTap型号(仍然需要一个存储式热水器)到3500美元的最大的集成存储Stiebel Eltron(提供所有产品中最高的效率)。Rheem HP-50的典型合同价为1300美元至1500美元,Stiebel Eltron为2500美元。需要安装冷凝水管线将进一步增加安装成本。有关热泵热水器的详情,请参阅2009年10月号环保建筑资讯(需要登录)。

我邀请你在这个博客上分享你的评论。你也可以在推特上关注我的思考。

27日评论

  1. R波特||# 1

    热泵DHW和太阳能热
    我已看见应许;我们已经看到一些当地生产建筑商采用热泵DHW作为其产品的标准项目。我们还看到了热泵技术的引入,该技术“借鉴”了现有的暖通空调机组,以增加DHW能耗。我想看到(也可能通过实验来发现)的是将太阳能热技术与小型热泵相结合的有效性,这种小规模热泵用于在长时间的多云时期增加加热,或者作为体积的权衡(80加仑vs 160加仑的罐/阵列)。任何想法吗?传热技术已经取得了长足的进步,我相信我们已经接近于实际上消除住宅建筑中为DHW需求提供能源的“成本”(在每个气候区和季节,这是总能源消耗的重要来源)。

    理查德•波特
    平房建筑服务
    FL州布

  2. 亚历克斯·威尔逊||#2

    热泵和太阳能
    理查德,
    我也一直在想这件事。在商业规模上,从各种废热流中提取可用热,并使用水源热泵技术提高废热的温度是很常见的。我相信太阳能可以用作类似的热源,我相信有人尝试过——但我不知道在哪里。如果你尝试了,请告诉我:(电子邮件保护)

  3. Brent_Eubanks||# 3

    商业用途吗?
    这些是否(至少)适用于轻微的商业应用?

  4. 海蒂维尔||# 4

    商业热水与5吨空调作为副产品
    我们生产的产品利用室内热量和湿度加热大量的水与R410-A和铜镍热交换器,也冷却空气15度,这是在a /C管道系统中再循环。这是一个完美的改造或设计构建。该装置可以安装在距离水箱150英尺的地方,是厨房、卫生和洗衣房等建筑物中高热区域的一个很好的解决方案。投资回报率在一年左右。该产品可以为一家餐厅每月节省约700美元的电费。(电子邮件保护)

  5. mapnerd||# 5

    热泵DHW,太阳能热,和液体循环辐射?
    我想进一步引用R Porter的评论——将太阳能热与DHW热泵结合起来,同时提供液态水辐射地板热水需求如何?可行吗?

  6. 瑞克||# 6

    Rheem HP-50
    好的,现在我去哪里买这种加热器呢?

  7. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 7

    只要上网就行了
    里克,
    如果你在当地找不到,可以在网上买到。你有1495美元外加运费和安装费吗?
    http://www.buyplumbing.net/index.html?pg=pd&_i=HP50RH

  8. 热泵规则||# 8

    住宅和商业热泵热水器
    用绿色热泵技术取代化石燃料或标准电热水器是很有意义的。将太阳能系统升级为热泵热水器也是明智的选择。有些人“担心”使用他们已经支付的热量,但对现有的效率只有80%到95%的热水器非常满意。没有什么意义。在一个完美的世界里,管道、管道、空气处理机、炉子、洗衣机、烘干机和热水器永远不会有备用热量损失。在现实世界中,所有这些废热都可以通过热泵回收,并集中在需要的地方的热水器水箱中。有人称之为能量再分配。更多关于商业和住宅HPWH的信息,性能数据和神话揭穿http://www.empowerdistribution.com

  9. 约翰DaSylva||# 9

    间歇泉比集成热泵热水器更灵活
    间歇泉(Geyser)等模块化热泵热水器是集成热泵的更好选择。当油箱坏了,就换一个新的油箱。它可以在30分钟内将任何现有的热水器水箱转化为高效的热泵技术。它们可以通过管道,并通过恒温阻尼器连接到空气交换器,在尾部空气耗尽之前提取热量。它们有一个内置循环泵,所以它们很容易转换为真正的全屋即时热水系统。但是综合坦克做不到这一点。安装视频:http://www.waterheaterheatpump.com/

  10. 保罗马缨丹||# 10

    Rheem回忆
    不知道这是不是真的,但有传言说Rheem热泵热水器已经被召回,因为他们测试了1.6 EF,没有达到能源之星的最低2.0标准。通用电气(General Electric)看起来更聪明,也可能是更好的收购对象,但它规模庞大。

  11. Zee||# 11

    人们应该考虑
    选择电热泵热水器时,应考虑以下参数:

    *性能的加热系数COP用于性能,它定义了热泵的热能与电能单位的比率。

    能量因子(EF)是热量输出与能量输入的比值。热泵的平均值在2 ~ 2.5之间(供参考;电热水器EF最大值接近1)。

    *第一个小时评级。

  12. 罗纳德·索维||# 12

    热泵热水器?
    也许我太笨了,想不出来,但是用这些设备加热水不就像开着冰箱门给家里降温一样吗?在我看来,可以说,你遇到了一些利益冲突的情况。是的,你是用房子里的热量来加热水,所以这不是直接的斗争,但是尽管你有一个更高效的热水器,你还是在为它付钱,至少部分是用你已经为房子供暖支付的钱。我想可能会有争论,可能会有一些效率权衡,最终你会领先。我几乎可以想象在南方使用它们,那里不需要热量;至少他们可以帮忙开空调,而不是反对给家里供暖。但是,为什么不让热量和DHW各有其优点呢?

  13. 约翰LEMMO||# 13

    热水热泵
    我已经有一台空温HWHP 25年了。它的自动控制系统快没电了,所以我只能手动开关。我正在寻找另一个,因为没有人能解决这个问题。我住在北方的一个州,从四月底到十月底使用它。我一戴上它,电费就减少了25美元。夏天的时候它能给我的房子通风。我必须决定要什么单位,我想要一个像间歇泉的单位。

  14. 匿名||# 14

    空气产生
    看看那个网站。我也在调查类似的事情。仍然犹豫不决。

  15. 地源热泵||# 15

    热泵
    现在热泵制造了这么多污染!使用环保的地热泵!

  16. Zman||# 16

    新型热水器采用风力发电
    我刚读了一篇关于热水器风力的文章。该大学的一些学生开始设计一种利用风力来运行热水器。

    我想知道更多关于他们的进展,但找不到信息。如果有人知道,请告诉我。

  17. Zee||# 17

    使用热泵
    在冬天,当没有多少热量可以从空气中提取时,效率会下降多少?当空气变冷时,需要更多的能量来加热水,对吧?
    http://www.hot-water-heaters-reviews.com/water-heater-reviews.html

  18. 亚历克斯·威尔逊||# 18

    冬天的惠普热水器
    Zee,
    这是正确的。在冬天,热泵的性能会下降,因为热泵从温度较低的空气中提取热量。效率下降多少取决于空气温度;你必须向制造商询问这些数据。到了夏天,这个缺点就变成了优势,因为惠普将提供一些免费的空调。亚历克斯

  19. 比尔||# 19

    惠普热水器额外的好处
    我正在认真考虑RHeem HPWH作为我电动的替代品。我现在的电热水器在我们家的主楼层的杂物间里,你从车库进来必须经过。我想我不希望在那里的HPWH风扇可能会有噪音。我的计划是把热水器搬到地下室,那里没有空调,那里还有一台除湿机。我期望多重收益,基于HPWH更高效的事实,然后我可能会停止使用除湿机,或者至少除湿机要做的工作会更少。对我的想法有什么评论吗?谢谢……

  20. 火飞||# 20

    电气元件是
    电子元件的安装是最便宜的,但是运行起来却是最贵的。他们使用1千瓦的电力产生1千焦的热能进入水中。在一个普通的南非家庭中,通常有一个200升的间歇泉,它使用一个4千瓦的元件来保持水。每次你打开家里的水龙头,冷水就会重新注入间歇泉,那4千瓦的电源就会打开。现在有了热泵,你所做的就是断开过时的技术并替换它。热泵将使用1千瓦的电力产生4千焦的热能进入水中,这意味着它的系数为4比1。

  21. jd||# 21

    间歇泉热泵
    刚刚安装了我的。伟大的工作。

    我把62加仑的井水加热到华氏120度,用了3.7千瓦。
    我应该指出的是,我的地下室有一个木炉子,环境温度可能一直在70多度,

    空气净化器,免费蒸馏水,除湿,污垢便宜热水!
    我关掉了电热水器,只使用间歇泉(一家四口)
    就为了一千块,贴心的技术帮助。
    如果我的热水器漏水了(或者我移动了),我可以把它连接到另一个水箱上

  22. wavehp||# 22

    “波”牌家用热泵
    “波”牌家用热泵热水器在环境温度20℃时,COP可达4.0。该品牌的热泵在水箱中无制冷剂,这意味着所有的热交换都是在主要单元(室外单元)中完成的。他们的网站:http://www.waveheatpump.com

    附:给布伦特·尤班克斯:你应该选择一个商业用的商业热泵。它们和国内单位不一样。

  23. v3c3jUfxRc||# 23

    混合式热水器凝结量
    有人知道混合式热水器产生的冷凝水量吗?购买了通用电气设备,但HOA有问题。目前安装的溢流管道将流向干井,这是计划中的处理路线。通用电气公司表示,他们每天使用高达24加仑的冷凝水泵。环境温度为75+,因此热泵模式将接近100%。公寓里住着两个人。目前约有200千瓦与热水供暖有关。该机组将进入夏威夷,那里的千瓦成本目前为美元。40度,湿度很高。任何帮助或经验,将不胜感激。

    谢谢

  24. Xq89DojpRq||# 24

    它们没有意义,也没有免费的热量
    正如文章所说,它们传递热量。你不会得到任何东西,除非你从可再生资源,如外部空气,地面,水,太阳能....获得热量不是你刚刚花钱调节的房间空气。

    除非热泵在室外,否则它们没有意义,而且在大多数气候条件下,它只能在一年中部分时间工作

  25. 用户- 999533||# 25

    注意高压水处理厂的热水回收率较低
    密切关注已公布的热水回收首小时率数据。与具有高回收率的燃气热水器不同,电热水器(包括电阻型和热泵型)的回收率较低。混合热泵无法满足对热水的高需求(如青少年长时间淋浴或多用途水电器-洗碗机和洗衣机同时运行)。当高负荷消失时,混合动力汽车的热泵方面在其公布的EF下工作得很好,但在高热水负荷下,该机组很快就会以略低于1的EF使用其电气元件来努力跟上。天下没有免费的午餐,我发现这些混合单元充其量是一种昂贵的妥协。

    我会等到亚洲制造商开始进口以二氧化碳制冷剂为基础的HPWH,这种制冷剂可以产生足够热的水来为房屋供暖(比如高达160至170华氏度),以及用于家庭热水。谷歌ECO CUTE二氧化碳热泵的字样,你会看到他们使用室外机组来产生热水,所以没有冬天从家里抢热量的时间惩罚,但也没有夏天的免费冷却。他们在日本卖了成千上万。我觉得奇怪的是它们在北美没有卖。

  26. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 26

    对Ed Shank的回应
    艾德,
    当我在2007年6月的杂志上报道日本生态可爱热水器时能源设计更新在美国,这种热水器在日本的平均价格为5,800美元。我不确定美国人是否愿意花那么多钱买一个热水器。

  27. 用户- 999533||# 27

    ECODAN而不是ECOCUTE?
    谢谢你的信息,马丁。在这个价格点上,也许对美国市场更好的解决方案是在英国销售的ECODAN,这是一种空气源热泵,可以加热建筑物中的辐射热水,也可以满足他们的生活热水需求。一个设备就可以满足所有的加热需求。你计算过这些装置的安装成本了吗?在它们异常高的性能水平上,我认为可以提出一个论点,它们将提供良好的投资回报率,可能会让地热系统与钱赛跑。(当然假设我们可以在美服买到,我只知道这里有大金系统)

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