DWHR和HPWH VS电动,总效率吗?
所以众所周知,热泵热水器(HPWH)是更有效的比一个标准的电热水器加热水,但当我们观察整个系统从上到下,包括排水水热回收(DWHR)以及建筑物的主要热源?
HPWH最有效地具有低水温;进入的水和较低的热水温度设定点较冷,整体性能系数越高,将是。用Rheem的混合模型为例,在标准测试条件下,他们要求3.5或350%的效率。
无论水温如何,标准电热水器都是100%有效的。只有备用损失是一个因素。
那么当我们把dwhr扔进混合时,这种情况会发生什么?所有突然的进入水温都要高得多,因为DWHR从输出排水水中捕获了40-60%的热量。理论上,这将使罐中的平均水温提高并降低HPWH的COP。标准电动罐继续达到100%。
现在考虑建筑物的热源。HPWH从建筑物中加热并将其放入水中。如果该建筑有95%的助气炉,HPWH用途的热量将开始效率为5%。如果建筑物用空气源热泵加热,那么系统效率会发生在2.0的COP在2.0的COP运行中何时遇到?
一个标准的热水器可以使用10-12年。一个热泵很可能会是相同的,因为水箱是相同的,当然假设热泵仍然是无故障工作。因此,每10-12年更换hph的成本大约是原来的两倍。
现在,为了让事情变得更加复杂,再加上一个像Rheem马拉松这样的标准热水器,它有防止漏水的终身保证(无需更换费用),并大大减少了备用损失(泡沫的3″而不是2″)。随着时间的推移,这是如何衡量的呢?
也许这是之前的研究过,我刚刚找不到论文?我看过,我似乎只发现了对水箱的评论,而不是弄清楚整个画面的数学。
回复
槊,
当您说用排水管热回收(DWHR)单元时,“进入水温[在热水器]的情况下,您夸大了这种情况,因为DWHR从输出排水水中捕获40-60%的热量。”
它不是“更高的”。至少50%的温热水直接进入供应淋浴的冷线,另一个50%的温热的水将进入热水器罐的底部。虽然加热的进入水略有降低热泵热水器的COP,但它会降低加热it所需的能量。
还要记住,排水热回收装置的效果取决于居住者的行为。这对经常洗澡的家庭很有用,但如果家庭成员更喜欢泡澡,就没什么用了。
EF测试是在入水温度56-60F,室温65-70F,室内相对湿度50%(+/- 2%)下进行的。在较低的RH和较低的室温下,热泵的效率较低,而在较高的RH和室温下,效率也较低。
NRCAN对DWHR装置的测试协议要求输入水温为8C/46F,流速为每分钟10升(2.6加仑),淋浴混合器温度为46C/114F。低流量时效率更高,高流量时效率更低。在较高的入水温度下效率也较低,在较低的温度下效率更高。这
因此,DWHR的铭牌效率可能高于实际,也可能低于实际,hph也是如此。这里有很多变量,一个家不是一个控制这些变量来测试实验室条件的测试实验室。
但原始物理不是打败了变化——热回收效率而不是流动堕落绝不是击败甚至显著改变热泵效率的相对较小的变化发生在20 - 40%的总热水使用,发生在淋浴。这仍然是淋浴能源消耗的显著净减少,即使模型不是一个简单的数学问题。
空间加热热泵的效率只与热泵从室内空气中吸取的热量有关,这将随条件而变化,但通常总热量的1/2-2/3进入到水中。剩余功率为压缩机和风扇在有效COP为1时所使用的功率。显然警察2比1的警察,即使温暖传入的水减少了一部分来自房间空气总量的1/2,而不是2/3仍然是一个净赢,如果这意味着它只需要一半的总热量。
无论有没有DWHR,马拉松比赛的效率都无法达到hpwhh的水平。它是更经济有效还是更环保,在很大程度上取决于当地的公用事业费率和当地的电网能源资源。
将气体炉效率与热泵有效地没有合法,因为发电机的净源 - 燃料效率和输送到热泵,其良好的100%。但电网源混合和电网效率通过位置变化很大,并且还在加热设备的生命周期内变化。该网格在更高的燃料上培训,为化石燃烧发电机负载效率,但化石燃烧器也是整体能量混合的收缩份额。在ISO新英格兰网格区域中平均2个COP的热泵比冷凝气体炉在碳基本上更低,并且在接下来的15-25年里,甚至更加含量。在煤沉弗吉尼亚或俄亥俄州均线平均2个COP的热泵不能制造同样的索赔。
马丁,
我不同意50%的水从DWHR流入淋浴的冷水区。如果热水器的温度设定在120华氏度,淋浴水的温度设定在105华氏度,淋浴的水流很少会来自冷水侧。但我不确定这有什么关系,因为进入热水器的水100%都是通过DWHR。
假设淋浴房是唯一用水的地方,排水管的水在90华氏度进入DWHR单元(在淋浴房和管道失去热量后),DWHR在2.5加仑/分钟的效率为40%,在58华氏度进入的水将被加热到大约(90-58=32 x0.4=13 +58=71) 71F。
当hp从71-120F运行时,COP将下降到58-120F。由多少?可能不是很多,可能从3.5降到3.0 ?谁知道呢,但值得考虑的是,当进行回报计算时,指定的效率会更低。DWHR是安大略省新建筑的强制性标准,最低要求是42%。
达娜,
谢谢你的想法。我倾向于同意你的观点,即hph仍然远远领先于像马拉松这样的标准坦克。我也没有意识到EF测试的输入水是~58F,比我想象的要高,而在加拿大是46F,更接近我的预期。在这种情况下,在安大略,进入的水更冷,HPWH的效率会更高。
在最近的另一个帖子中,我问了一个关于马拉松和DWHR而不是hpwhh的问题;但我不认为它的效率会像Dana指出的那样接近hph,我认为它已经足够好了。我为之前的家买了一台马拉松,因为我不喜欢每隔8到12年就有一天你会发现你的热水器漏水,需要更换它。兰斯,我认为你提出了一个有效的观点,如果你走马拉松/DWHR路线,在10年内不需要更换hph,你的长期成本接近平衡吗?当然,没有人能保证马拉松比赛不会失败,我只知道我每3年冲一次水,在井前的铁幕上,它总是干净的,运行得和10年前安装时一样好。邻居即使有一个铁过滤器和典型的水箱和牺牲阳极棒,也会比你预期的更快地发生故障。也许,如果你在井里,水质不理想,马拉松和它的非金属水箱可能是一个更划算的长期选择。新建筑是在相同的区域,所以我将保留与增加DWHR的工作。尽管如此,hph还是很有吸引力的,因为它不仅运营成本更低,还可能消除在地下室单独运行除湿器的需要。
兰斯:排水管的水温通常超过100华氏度,而不是90华氏度,除非你喜欢洗冷水澡。排水管道中没有太多的热质量,也没有太多的热量损失给房间(甚至是凉爽的地下室),让水释放热量。更现实的假设是热交换器顶部的温度是100F。
这可能仍然是过多的信息,但是简要说明最终导出了NRCAN测试协议的DWHR性能测试的表征,可以在此处找到:
http://www.regie-energie.qc.ca/audiences/3637-07_2/ddr3637_2/repddr/b-12-gi-23doc1-2_repddrse-aqlpa_3637-2_28sept07.pdf.
下入水的额外的hpwhh效率并不像最终储存温度和室温%湿度的差异那么显著。即使是接近冰点的35华氏度的水也会达到58华氏度(23华氏度的差异)或更高,在加热周期的3/4到125华氏度的储存温度。
从75°F进入水(带有35倍的50%NRCAN测试的DWHR单元的现实输出温度为35°F收入水),也将超过75°F的加热循环(具有35°F的50%的DWHR单元)。平均COP效率不会产生巨大影响。我怀疑受到近0.5章附近的任何地方,但它可能超过一个0.1的警察下降。
但是,无论初始进入的水温度如何,它仍然必须穿过75°F,所以给它75F水意味着它只是运行较短的循环,以相同的效率将与冷却器的进气局势相同,这将是那部分的周期。
一个65华氏度的房间在125华氏度储存温度下的t值是60华氏度。将存储温度从125华氏度提高到140华氏度,从房间到水将变成75华氏度的三角洲,要爬的山高了25%。这可能导致COP降低0.5,但可能没有那么糟糕。
我意识到有一些我不知道的东西,关于一个现代的HPWH冷凝器是如何配置的,扫描一些网上的图片,我看到了不同的配置。更流行的版本似乎是冷凝器盘管缠绕在罐体内衬,在绝缘内部,因此罐体的整个内表面充当热制冷剂气体和大量储存水之间的热交换器。另一种安排是在顶部的冷凝器和其余的热泵硬件,水箱中的水通过冷凝器进行加热。
在前者中,进入的水温不会直接影响警察 - 所有事情都是坦克水中的水温。如果在淋浴过程中从130降至110,则热泵递送至120°F的平均水温。
在后一种情况下,它可以被配置为使进入的水流经冷凝器。它可能在第一次通过时从50华氏度加热到80华氏度,热泵在这个过程中会有很高的COP。当淋浴完成后,混合的水箱水循环通过,COP和第一次设计差不多。
因此,进入的水温在第二种设计中影响COP比第一。但是,大多数热泵运行时间发生在淋浴后发生,因此效果并不是那么大。
有人知道实际使用的配置吗?
50加仑马拉松热水器的在线定价约为1,045美元至1,114美元。
85加仑的马拉松热水器的网上价格约为1400美元。
这是一些牢记的坦佩特。比较马拉松及其终身储罐保修时,不要忘记这件事可能会花费一条胳膊和一条腿,这不仅仅是一个标准电气的10%。DWHR单位现在是安大略省的代码要求,所以你没有选择,你必须把它放在那里。我真的无法相信它至少在我的案件中致力于其初始成本或体现的能量。我的妻子有浴室,我每周只在家淋浴几次。我不知道需要多少淋浴,但我猜我不会住在很久附近的任何地方。我实际上只有我的钩住淋浴冷入口,而不是热水器入口。说明书表示,这种配置将比分割它的效率(略微“)(也将其仅将其指示为热水器入口,如”略微“效率较低)。它分裂到热水器上会使管道融入我的开放式直接水力加热呈指数相比更复杂,所以我扼杀了这个想法。至于热泵热水器,您将无法为任何一种合理的价格找到一个。 They don't sell them at big box stores, and plumbers/plumbing supply stores mark them up 100% over retail. So unless you are planning a trip to the states with a pick up truck or a trailer, probably just forget about that for now. I made the mistake of buying a used Geosprings hybrid for a "great" price. Not surprisingly, the heat pump is completely non-functional, so I just bought a big, used electric water heater for the price of a new, more compact one.
我刚刚查了一下马拉松的价格,它的价格和一个同等大小的混合热泵差不多。所以至少要1500加元,也许要3000加元。西屋电器公司(Westinghouse)也采用了同样的概念,但成本要低得多。
我希望我在几个星期前买了一个传统之前看到了西部房屋,可能会在边境上驾驶并得到它。5500W和170F的最大温度......放置一个混合阀,它会提供大量的热水。哦,销售中的便宜只上达150°F。