Водонагреватели с тепловым насосом представляют собой революцию в технологии нагрева воды и могут помочь домовладельцам сэкономить деньги, существенно сократив углеродный след дома. Может потребоваться несколько лет использования, чтобы реализовать экономию, потому что новые водонагреватели с тепловым насосом дороже, чем обычные, но период финансового окупаемости обычно невелик, особенно при замене обычного электрического водонагревателя. Кроме того, домовладельцы могут претендовать на льготы, такие как скидки или федеральный налоговый кредит, при установке нового.
Водонагреватель с электрическим тепловым насосом (HPWH) потребляет четверть электроэнергии, потребляемой водонагревателями с электрическим сопротивлением, а затраты на энергию для моделей с тепловым насосом составляют примерно треть затрат, связанных с газовыми водонагревателями. Этого достаточно, чтобы взволновать любого домовладельца, но это еще не все. Водонагреватели с тепловым насосом не производят выбросов (как и электрические водонагреватели) и фактически обеспечивают ограниченное охлаждение и осушение помещения, в котором они расположены. Это отличная новость для людей, живущих во влажном климате.
Недостатков не так много, но один из них заключается в том, что система теплового насоса не нагревает воду до таких же высоких температур, как резистивные нагревательные элементы или газовые горелки. По этой причине производители предлагают гибридные водонагреватели с тепловым насосом, в которых используется как тепловой насос, так и резистивная система нагрева. Если у вас есть такой водонагреватель, у вас никогда не закончится горячая вода, и если вы будете соблюдать простые правила экономии воды, вам никогда не понадобятся более высокие температуры, создаваемые резистивными элементами.
Что такое водонагреватели с тепловым насосом?
Водонагреватель с тепловым насосом, по сути, забирает тепло из воздуха и направляет его для нагрева воды в накопительном баке, к которому обращаются каждый раз, когда вы принимаете душ, ванну или моете посуду. Технология теплового насоса не является необычной или сложной для понимания, потому что это та же технология, которая используется в холодильных системах. Тепловой насос - это, по сути, холодильник, работающий в обратном направлении, или, другими словами, холодильник - это разновидность теплового насоса с воздушным источником. Оба являются теплообменниками.
Холодильная система состоит из замкнутого контура медных трубок, состоящих из двух витков на каждом конце. Компрессор нагнетает хладагент в один змеевик - змеевик конденсатора, который превращает его в жидкость и выделяет тепло. Змеевики разделены крошечным отверстием, и когда хладагент проходит через это отверстие в змеевик испарителя, он испаряется, что представляет собой процесс, при котором тепло извлекается из окружающего воздуха. В холодильнике змеевик испарителя извлекает тепло из морозильной камеры, и тепло излучается от змеевика конденсатора, но в HPWH змеевик испарителя извлекает тепло из окружающего воздуха и передает его змеевику конденсатора, который находится внутри резервуара для воды.
Змеевики компрессора и испарителя обычно располагаются в корпусе наверху водонагревателя теплового насоса, что увеличивает высоту агрегата - факт, который необходимо учитывать при выборе места. Некоторые производители применяют модифицированную конструкцию бесканального кондиционера воздуха/обогревателя помещения, который является еще одним типом теплового насоса с источником воздуха, и размещают компрессор водонагревателя в отдельном наружном блоке. Водонагреватели с гибридным тепловым насосом также имеют один или несколько резистивных нагревательных элементов, входящих в бак сбоку.
Сравнение стоимости покупки и эксплуатационных расходов
Каждый новый водонагреватель имеет желтую этикетку Energy Guide, на которой указаны две важные части информации. Первая - это годовые эксплуатационные расходы на устройство, а вторая - это оценка за первый час - объем горячей воды, которую устройство производит за час, который зависит от времени перезарядки (т. согреться).
Годовые эксплуатационные расходы для типичного электрического водонагревателя сопротивления на 50 галлонов составляют более 400 долларов США, в то время как стоимость модели того же размера, работающей на пропане или природном газе, составляет около 300 долларов США, что ненамного ниже. С другой стороны, эксплуатационные расходы сопоставимого гибридного водонагревателя составляют чуть более 100 долларов. Новый гибридный водонагреватель на 50 галлонов стоит около 1200 долларов, а газовая или резистивная электрическая модель - около 600 долларов. Учитывая разницу в эксплуатационных расходах, домовладельцы могут компенсировать эту разницу за два-три года.
Водонагреватели с гибридным тепловым насосом перезаряжаются немного медленнее, чем газовые модели, поэтому рейтинг первого часа обычно ниже, но ненамного. В то время как показатель первого часа для газовой модели на 50 галлонов составляет около 86 галлонов, для гибридного HPWH - около 65 галлонов. Рейтинг первого часа для сопоставимого резистивного водонагревателя составляет 61 галлон, поэтому гибридный HPWH, который сочетает в себе функции резистивного нагрева и теплового насоса, может фактически превзойти стандартную электрическую модель.
Требования к электропитанию водонагревателя теплового насоса
Компрессор, который приводит в действие систему теплового насоса, в основном представляет собой тот же тип компрессора, который используется в холодильнике, хотя он более мощный и потребляет немного больше электроэнергии. Обычно он потребляет 12,5 ампер или меньше при напряжении 120 вольт, поэтому, если обогреватель не имеет электрических нагревательных элементов, его можно подключить к стандартной настенной розетке на 120 вольт.
С практической точки зрения, этот тип экономии энергии является скорее целью, чем обычной реальностью, потому что большинство гибридных нагревателей включают в себя резистивные нагревательные элементы на 240 вольт, чтобы сократить время перезарядки и увеличить рейтинг первого часа. Следовательно, гибридные водонагреватели должны быть жестко подключены к 240-вольтовой цепи, как и обычные электрические водонагреватели.
Модели с подключаемыми модулями на 120 вольт уже в пути, и они могут даже быть доступны в некоторых местах. АО Smith, Rheem и GE Appliances пообещали представить их где-то в 2021 году. Эти 120-вольтовые модели обещают быть более простыми в установке и менее затратными в эксплуатации, но их показатели первого часа будут ниже, чем у гибридных моделей, потому что им требуется больше времени для нагрева воды..
Плюсы и минусы водонагревателей с тепловым насосом
Водонагреватели с тепловым насосом предлагают много преимуществ для домовладельцев, а также для окружающей среды, но они не лишены недостатков. Рассматриваете ли вы его в качестве замены существующему водонагревателю или устанавливаете его в недавно построенном доме, у вас есть несколько плюсов и минусов, которые нужно взвесить..
Рассмотрите преимущества водонагревателей с тепловым насосом:
- Эксплуатационные расходы на водонагреватели с тепловым насосом ниже, чем на любой другой тип водонагревателя, включая электрический безрезервуарный, для которого часто требуется 50-амперная цепь и мощность, достаточная для работы трех-четырех кондиционеров.
- HPWH не производит выбросов, в отличие от резервуарных и водонагревателей по требованию, работающих на природном газе или пропане.
- Поскольку водонагреватели с тепловым насосом выпускают прохладный и сухой воздух, они могут охлаждать и осушать теплые и влажные помещения.
- HPWH, как правило, просты в установке, требуется немного больше, чем подключение к системе водоснабжения и электрической цепи, а также дренажная линия для отвода конденсата, капающего из змеевика испарителя. Воздуховод требуется только для блоков, установленных в небольших помещениях с недостаточным объемом воздуха для эффективного воздухообмена.
Рассмотрите недостатки водонагревателей с тепловым насосом:
- Для установки без воздуховодов HPWH необходимо установить в помещении с воздушным пространством не менее 700-1000 кубических футов. При установке в небольшом помещении потребуются как воздухозаборные, так и вытяжные каналы, выходящие за пределы здания.
- Поскольку HPWH забирает тепло из окружающего воздуха, его нельзя устанавливать в холодном месте. Температура окружающего воздуха должна быть в пределах от 40 до 90 градусов по Фаренгейту.
- Водонагреватель с тепловым насосом требует немного большего ухода, чем обычный. У него есть воздушный фильтр, который необходимо регулярно заменять, и в зависимости от того, как он установлен, может потребоваться время от времени очищать линию слива конденсата, чтобы предотвратить появление плесени.
- Без резервных резистивных элементов водонагреватель с тепловым насосом может не справиться с высоким спросом. Если у вас большая семья, зимой вам, возможно, придется принимать душ в шахматном порядке, чтобы избежать перебоев с горячей водой. Если сокращение вашего углеродного следа является главным приоритетом, это небольшая цена.
Покупка водонагревателя с тепловым насосом
Если вы рассматриваете возможность приобретения нового водонагревателя с тепловым насосом, вы хотите воспользоваться всеми возможными финансовыми стимулами, включая федеральный налоговый кредит в размере 300 долларов США и другие льготы, предлагаемые на местном уровне. Лучший способ гарантировать это, а также максимизировать экономию энергии - приобрести устройство с маркировкой ENERGY STAR. Модель, сертифицированная ENERGY STAR, была протестирована Министерством энергетики, и эта сертификация является гарантией того, что вы покупаете самую энергоэффективную из доступных моделей. Подходящие модели можно найти на сайте EnergyStar.gov.
Размер нового водонагревателя следует выбирать в соответствии с количеством человек в вашей семье. Если вы выберете модель меньшего размера, у вас быстрее закончится горячая вода, но слишком большой размер вашего водонагревателя означает слишком большую предоплату, а также ежедневные эксплуатационные расходы за дополнительную горячую воду, которую вы никогда не будете использовать.. Вы можете использовать таблицу размеров в качестве примерного ориентира:
- от 30 до 40 галлонов рассчитано на одного-двух человек.
- От 40 до 50 галлонов рассчитано на двух-трех человек.
- от 50 до 60 галлонов рассчитано на трех-четырех человек.
- от 60 до 80 галлонов рассчитано на пять и более человек.
Имейте в виду, что необходимое количество горячей воды зависит от ваших привычек водопользования. Если ваша семья имеет привычку экономить горячую воду, принимая непродолжительный душ и совмещая стирку, вы можете обойтись меньшим размером бака, чем вам нужно в противном случае. С другой стороны, вы можете выбрать резервуар большего размера, если члены вашей семьи часто принимают душ или ванну.