先設(shè)定個條件,僅限于家用,電表10(40)a,燃?xì)鉄嶂?000kcal/立方米,燃?xì)獗韖max=4立方米/小時,洗浴溫度:38度,自來水溫:13度,溫差:25度。
按這個條件,小時能源:用電上限8.8kw,小時供能:8.8kwh,約合7568kcal。燃?xì)夤┠埽?2000kcal。
先說電熱水器。電熱水器包括即熱式與儲熱式兩種,即熱式的熱效率最高,幾乎100%,通常功率在9千瓦左右,按戶電表上限使用(8.8kw),每分種最大可以提供5升38度熱水。這個流量雖然可以洗澡了,但會感覺比較低。當(dāng)然廚房使用已經(jīng)足夠了??梢?,如果需要經(jīng)常洗澡,夏天可以,冬天有點勉強(qiáng)。但要求不高的話可以了。不過電表及漏電保護(hù)器等設(shè)備長時間處在上限電流運(yùn)行,并不是很好。對于儲熱式電熱水器,直接熱效率差不多,但由于儲水器水箱保溫需要消耗一定的熱量,對總體熱效率略有影響,但影響不不。當(dāng)然,從舒適度來講,儲熱式要好的多,水量更加充沛,水量大小主要由家中的自來水壓控制,水壓越高,流量越大。當(dāng)然,設(shè)備本身有限流限壓裝置,但總體的洗浴感覺會比即熱式好很多。
再說燃?xì)鉄崴?,通常熱效率能達(dá)到90%,常用的燃?xì)鉄崴饕话阍?2升左右,每小時需要2萬大卡熱能供應(yīng),熱源供應(yīng)應(yīng)該沒有問題。但隨著使用,執(zhí)效率會稍有降低,出水溫度會低一些。不過使用起來是沒問題的。
以上兩型三種熱水器,總體來說屬于傳統(tǒng)的直熱類型,優(yōu)點是安裝簡便,投資不大。使用成本也可以接受。具體計算我的另一篇問答文章中有介紹,就不重述了。有興趣可以查一下。
接下來說說空氣能熱水器。這是最近幾年才發(fā)展起來的新型熱水器,由于其能量供應(yīng)方式不同于傳統(tǒng)的直接供熱,而采用了“熱泵”的熱量轉(zhuǎn)移方式,所以以傳統(tǒng)的熱效率概念難以準(zhǔn)確地表述。所以熱泵會更多地使用能效比的概念,與傳統(tǒng)加熱方式最高100%不同,熱泵的熱效率通常會高于200%,高出的倍數(shù)以制熱量(w)與輸入功率(w)的比率來描述,即熱泵的循環(huán)性能系數(shù)cop(coefficient of performance,w/w),下面看一張熱泵能效比的圖:
可以看到,隨著環(huán)境溫度的提高,能效比會呈正比例提高。即使在冬季使用,能效比通常也可以達(dá)到2以上,也就是每消耗一千瓦功率,可以獲得二千瓦以上的熱量,夏天的話就更高了,甚至可以達(dá)到5甚至6,顯然,其節(jié)能效果是毋庸置疑的,如果說將熱泵用在冬季取暖已經(jīng)可以獲得很顯著的節(jié)能效果的話,那四季使用的洗浴熱水器就更加節(jié)能了。節(jié)能(當(dāng)然,也是省錢)是熱泵的一個重要特征。另外,由于家庭用戶的水電的用電功率通常會受限,熱泵能最大限度地在有限電力下提供更多的熱水。
以夏季洗澡為例,能效比能達(dá)到驚人的1:6,與即熱式電熱水器相比,費(fèi)用只需后者的1/6,顯然對于家庭而言,也是個不錯的選擇。當(dāng)然,在極端寒冷地區(qū),熱泵的優(yōu)勢就不明顯了。因為如果室外溫度長期處于零下十幾度的話,其能效比不會很高,節(jié)能效果就體現(xiàn)不出來了。
因為通常的熱泵都會與換熱水箱搭配,因此使用時的水量沒有問題,不會出現(xiàn)出水很小的情況。
熱泵系統(tǒng)的缺點是設(shè)備投入成本較高,維護(hù)也相對復(fù)雜,另外,由于設(shè)備較多,對安裝場地的要求也較高,與傳統(tǒng)設(shè)備相比,需要更大的場所。
就經(jīng)濟(jì)性而言,熱泵的使用成本更低,按與用一立方燃?xì)庀嗤瑹崃康臒崴容^(90%的熱效率能提供升溫25度的熱水288升,14升的燃?xì)鉄崴骺梢赃B續(xù)出水20分鐘,大概可以洗兩個人),用即熱型電熱水器需要用電8.4度,儲熱式需要8.6度電左右,而熱泵冬天用的話只4度電,夏天使用只需1.5度電。以北京市電價和燃?xì)鈨r格比較,燃?xì)鈨r格是2.3元/立方米,電價是0.483元/度。即熱式需要4.05元,儲熱式需要4.15元,燃?xì)庑枰?.3元,而熱泵冬天使用最多只需要1.92元,夏天使用甚至可以低至0.72元,平均下來(加權(quán))也就1元錢。如果二個人天天洗澡,一年365天,燃?xì)獾哪茉椿ㄙM(fèi)是839元,即熱式是1478元,儲熱式為1514元,熱泵是365元。
從初期投資比較,空氣源熱泵需要大概6千元,電熱水器大概需要1500元(即熱式大概也是1500元左右,但如果達(dá)到相同流量需要二臺或更多),燃?xì)鉄崴鳎?4升)需要3000元。十年折舊的話,空氣源600元/年,燃?xì)?00元/年,即熱式(二臺,實際家庭用電支持不了兩臺,僅為同流量比較)300元/年,儲熱式150元/年。
綜合經(jīng)濟(jì)性(折舊+使用),即熱式2078元/年,儲熱式1664元/年,燃?xì)?439元/年,空氣源965元/年。
綜上,
以經(jīng)濟(jì)性比較:空氣源優(yōu)于燃?xì)鈨?yōu)于儲熱優(yōu)于即熱;
以洗浴舒適度(出水流量)比較:空氣源=儲熱式優(yōu)于燃?xì)鈨?yōu)于即熱式;
以安裝簡易性比較,即熱式(不考慮電源)優(yōu)于燃?xì)猓ú豢紤]燃?xì)夤埽﹥?yōu)于儲熱式優(yōu)于空氣源。
最后說一句,與空氣源同類的技術(shù)還有地源和水源熱泵,能效比更高更穩(wěn)定,但需要較高的安裝條件和場地要求,適合農(nóng)村有場院住宅,別墅等擁有較大場地的用戶使用,綜合性能更好。有條件的可以選用。