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空氣能和燃氣熱水器到底哪個更節能、實用?

2022-02-15科學

空氣能熱水器和燃氣熱水器選購比較—— 如何選擇最適合自己家的熱水器

一 家庭熱水需求量確定:

1-1 居民住宅人均熱水定額

根據中華人民共和國國家標準: 【建築給水排水設計標準】GB50015-2019 ,居民住宅的人均熱水定額應滿足下表:

居民住宅熱水定額

熱水用水定額,指的是家庭成員每個人每天平均的熱水使用量,一般冬季熱水使用較多,夏季使用較少;成年人熱水使用較多,兒童使用較少。在選購 容積式熱水器 時,按容積式熱水器每天滿水加熱兩次計算。最小應滿足以下條件:

容積式熱水器容積=家庭成員人數×人均熱水定額÷2

比如5口之家居住別墅,選擇容積式熱水器容積應滿足至少 5×80÷2=200升。

註意容積式熱水器也分燃氣式,電熱式和空氣能三種。任何一種配合適的迴圈泵之後均可滿足 瞬間最大恒溫用水量 ,並 在儲水箱熱水放完之前無視用水點同時開啟數量 。但電熱式容積熱水器因電功率限制,一般最大只能做到150升,市面上常見100升以下機型。

如果不是豪華復式公寓或別墅,一般也不具備充足的器材安裝空間來安裝容積式熱水器。

容積式熱水器都是個大罐子
一台容積式熱水器占地面積大約0.5平方

空氣能熱水器也是容積式,有分體式(帶室外機)和一體式(不帶室外機,頂部會排冷風)

一體式空氣能熱水器,占地也大約0.5平方
分體式空氣能熱水器

所以容積式熱水器是很占用家裏的器材安裝空間的,一般平層公寓住宅很難找到合適的安裝位置。

所以我們進入下一個話題,選購燃氣快速熱水器要註意的事項。

1-2 衛生器具的熱水流量計算

下表是GB50015給出的住宅衛生器具的一次用水量和小時熱水用水量,這是沒有混合冷水的60℃熱水流量,而建議使用水溫也給出了數值,比較科學。由於歐標UNI9182只是規定了衛生器具的最小水流量,並不是單指熱水,我們用這個表格來計算熱水瞬間流量比較合理。

註意這個用水量指60℃熱水

如果不是北方冬季,一般來說60度熱水混合等量20度自來水,差不多就是40度的合適洗浴和洗臉溫度。如果是冬季,還需要考慮自來水的水溫下降,來求40度出水時熱水需要多大流量才合適。

除了黑龍江和吉林等高緯度地區,一般冬季自來水水溫可按10~15℃計算

為什麽要算這麽細致,因為我們需要知道燃氣快速熱水器配多少升的每分鐘流量,才適合家庭成員正常的用水習慣。

我們舉個栗子:李雷和韓梅梅結婚了,有倆小孩,大寶和小寶。一家四口是120平方公寓,雙衛生間。會同時洗浴,花灑每分鐘額定流量是9L。

那麽,家庭成員用水最大流量是雙衛同時洗浴時:9+9=18升/分鐘(這時候其它水龍頭開啟可能性極小)。

但這並不意味著李雷需要配個20升/分鐘的大功率快速熱水器。

因為升溫振幅的緣故,冬天自來水入戶水溫是15℃,需要花灑淋浴水溫40℃,那麽升溫振幅是25℃。

此時需要20升熱水器(燃氣熱水器額定升數都是ΔT=25℃時的數據)。

但李雷為了省錢,就讓大家冬天排隊洗澡,其它季節自來水水溫是20℃,那麽升溫20℃時16升熱水器的實際最大流量也有20升了。

總之, 計算熱水器流量要考慮自來水溫升和家庭衛生器具最大同開數來求最大熱水流量 。雙衛同時洗浴的使用習慣——需要16升以上的熱水器支持,如果買了大流量頂噴花灑,可能需要更大的熱水器來對應。而家庭成員很多,衛生間也很多的豪宅使用者——請去第一節看容積式熱水器。

二 全年熱水能耗估算和加熱費用對比。

全年熱水能耗估算,就是按 人均每日熱水定額×人數×365天×熱水溫升×水的比熱容

還是李雷家,4口人兩大兩小,按人均每日熱水定額60升估算,熱水溫升取25℃。則全年熱水能耗為:

60千克×4人/天×365天×25℃×1千卡/千克℃=2,190,000千卡=2546.4千瓦時熱能

如果使用燃氣熱水器,天然氣熱值取8500千卡/立方,則全年熱水用天然氣消耗量為:

2,190,000÷8500=257.6立方

如果使用空氣能熱泵熱水器,取能效比COP=1:3.5。則全年熱水用電消耗為:

2546.4÷3.5=727.5千瓦時

那麽就按當地氣價和電價來對比全年使用費,決定是用燃氣熱水器劃算,還是買空氣能熱水器劃算了。

比如按上海市居民氣價和電價標準:

李雷家也有燃氣竈,用燃氣熱水器,每年用氣量處於第二檔,則為了洗澡李雷需要一年繳納氣費:

257.6×3.3=850元左右。

用空氣能熱水器,李雷只在晚上谷段電價期間加熱水箱裏的水(李雷真會過日子),電價也在第二檔。那麽為了洗澡李雷需要一年繳納電費:

727.5×0.337=245元左右。

在上海用熱泵熱水器李雷家一年節約開支600元,美滋滋。

買16升燃氣熱水器李雷要花3400元。買200升熱泵熱水器,李雷要花7000元。

多花了3600元,6年省回投資。後續就是賺了,這個經濟賬一算,李雷覺得燃氣熱水器不如空氣能劃得來。

但李雷發現他家沒地方安裝空氣能熱水器那個大罐子,房子太小,房價太貴買不起大房子。

於是還是去買了普通的燃氣快速熱水器,用著也不錯。等將來換大房子再考慮用空氣能吧。

未完待續……