現在的生活幾乎離不開熱水,尤其是冬季的時候熱水的使用頻率更高。随着熱水器技術的發展,熱水器的種類也增加了很多,目前比較流行的熱水器種類有燃氣熱水器、電熱水器、太陽能熱水器、空氣能熱水器。不同熱水器的加熱效率有着一定的區别,加熱的原理也有所不同,對于都是采用電能加熱的空氣能熱水器和電熱水器來說,哪一種更省電呢?為何空氣能熱水器使用者很少呢?
空氣能熱水器和電熱水器的原理
空氣能熱水器
空氣能熱水器主要由熱泵主機和水箱構成,利用空氣中的能量給水箱中的冷水加熱,原理與空調有些類似,隻是将室内機換成了換熱器與水箱進行熱量交換。空氣能熱水器雖然用電做功,但是并不是直接通過電能加熱,而是通過電能驅動熱泵壓縮機做功,将空氣中的熱量轉移至水箱内。
空氣能熱泵的主機中有一台壓縮機,具體工作是通過壓縮機壓縮管道中的冷媒從空氣中吸收熱能,壓縮後的冷媒變為高溫高壓的狀态,然後冷媒載着熱量到水箱中流動換熱,從而加熱水箱中的冷水。當冷媒中的熱量被吸收以後,再經過膨脹閥減壓膨脹形成低溫氣體,然後低溫氣體流經空氣能熱泵外機,冷媒在熱泵主機的蒸發器中重複吸熱。不斷循環着這個吸熱和放熱的過程,從而為室内提供24小時不間斷的熱水。
電熱水器
電熱水器中有一個儲水的水箱,水箱中有一根(或者多根)加熱管和一根鎂棒,加熱管是通過電流的熱效應直接将電能轉換成熱能,從而加熱水箱中的冷水,鎂棒的作用是置換水中的金屬離子,減少水垢的生成,減少水質變差對水箱的腐蝕。
水箱中熱水浮在上方,冷水沉在下方,這與水的密度有關。在加熱管給水箱中冷水加熱的時候,水的溫度會越來越高,而溫度越高的水,密度越低,會一直向上面浮動,因此電熱水器的熱水出水口在水箱的上部,這樣才能保證放出來的優先是熱水。電熱水器的鎂棒安裝口、排污口、冷水進水口幾乎都在熱水器的底部。
空氣能熱水器與電熱水器哪個更耗電?
從兩種熱水器的加熱原理可以看出,空氣能熱水器更加地複雜,而直接電加熱的電熱水器系統更加簡單,為何空氣能熱水器還有市場呢?主要是空氣能熱水器的節能性比較高,空氣能熱水器并不是直接通過電能轉化熱量,而是通過低電量驅動壓縮機做功,從空氣中吸收免費的熱能加以利用,空氣能熱水器就是一個熱量的搬運工。
電熱水器的熱量轉化效率是1:1或者1:1.1,相當于得到10份熱能需要消耗10份或者11份電能(電能轉化為熱能有熱量損耗)。然而空氣能熱泵的能效比在3.0以上,相當于消耗1份電能可以獲得3份熱能,如果要得到10份熱能隻需要消耗3-4份電能。可見,加熱相同水量到相同溫度,電熱水器的耗電量是空氣能熱水器的3-4倍,因此,電熱水器會更加耗電。
為何空氣能熱水器使用者很少呢?
雖然空氣能熱水器是環保、節能的熱水設備,但是一直沒有普及開來,主要有以下幾個原因:
1、體積較大,不方便安裝
空氣能熱水器由熱泵主機和水箱組成,而且需要特定的環境進行熱量吸收并轉化,因此熱泵主機和水箱需要足夠大的安裝空間。這種熱水器對于普通高層住戶來說,安裝的空間需求比較大,因此很多用戶無法安裝。而電熱水器隻有一個水箱,占用安裝空間比較小,能夠直接安裝在衛生間,安裝也會更方便。
2、初期購置價格高
空氣能熱水器主要考慮了用戶生活熱水的舒适性,能夠多個用水點同時使用,并且做到熱水即開即熱,還能保證足夠的用水量。空氣能熱泵的結構更加複雜,價格會比普通電熱水器高出很多,對于生活用水量比較少的用戶來說,能耗也會比較高。因此兩種熱水器在成本上有很大的差價,而後期使用能夠節約回成本,具體收回成本的時間也都需要用戶自己去衡量。當然,對于生活用水量比較大的用戶來說,前提的投入成本高一些,但是長期的使用中能夠不斷節約使用成本,在短時間就能收回初期購置成本。
3、環境溫度低,耗電量升高
空氣能熱水器在南方使用比較多,主要在于應對環境溫度的能力。空氣能熱水器需要吸收空氣中的熱能來加熱生活水,在-5℃以上能夠發揮出高效的節能性。但在溫度低于-5℃的時候,空氣能熱水器的能效就會不斷下降,此時吸收空氣中熱量的能力變弱,熱水加熱的速度也變慢了,還需要電輔熱來加熱。因此,在低溫環境下耗電量會很高,無法體現出空氣能熱水器的節能性。
總結
都是通過電能來加熱生活用水的熱水器,但在熱量轉化的效率上不同,因此空氣能熱水器比電熱水器更加省電。空氣能熱水器雖然有很多的優勢,但是也受到一定的局限,例如體積較大,不方便安裝,初期購置價格高,環境溫度低,耗電量升高,因此空氣能熱水器沒有在家用中大面積地普及,僅在學校、工廠、酒店、遊泳池等用水量大的場所使用更多。
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