热水器比你家冷:热泵热水器冬天只降室温 4-6 度
热泵热水器用 400W 电搬 1600W 热,夏天洗澡等于免费制冷;冬天它只让所在房间降 4-6 度,因为烧一缸水耗的热量只够暖气烧 40 分钟。
核心论点 · 点时间戳可跳到原声
热泵热水器是反向冰箱
普通热水器靠电热元件或燃气从外部「造热」,热泵热水器则像冰箱反向工作:从周围空气里吸热,再灌进水箱。因为只是搬运已有的热,耗电可以低到电热元件的四分之一。这台 120V 插普通插座,运行只抽几百瓦,作者实测平均约 400W,却能往水里释放约 1600W 的热。
— Alec插普通插座才是关键突破
过去电热水器必须硬接 240V 专线,所以从燃气换电几乎不划算:要拉新电路,又贵又未必可行,运行费还比燃气高。120V 插电式热泵热水器改变了这个等式,运行成本甚至略低于它替换掉的燃气热水器。但作者提醒:机器本身贵得多,按当前气电价格,回本要十年左右,取决于当地电价和补贴。
— Alec冷气候不适合是胡说
作者住在芝加哥地区,没有地下室,热水器挤在生活空间里的杂物间,被水管工说「疯了」。但他算过能量账后认为,说热泵热水器不适合冷气候的人「满嘴跑火车」。他用温度记录仪实测:冬天热水器只让所在房间降 4 到 6 华氏度,且只在运行时;楼上和客厅几乎测不到影响。
— Alec慢是最大的硬伤
120V 插电式热泵热水器慢得离谱:热泵每小时只能把整缸水升温约 7 华氏度。作者实测,冬天从冷水烧到 130°F 要 11 小时,夏天进水温度高也要 7 小时。普通热水器用完一两个小时就能恢复,这台冬天可能让你等 11 小时。如果你家经常用完热水,这种插电型号就不适合。
— Alec夏天免费制冷被高估了
作者原本期待夏天洗澡时顺便给家里制冷除湿,实测却失望:四口之家每天洗 20 分钟澡加洗碗机,夏天热水器一天大概只运行 5 到 6 小时;而他那台两吨的中央空调功率约是热水器的五倍。最好情况下,热水器也只能抵消约一小时的空调。不过按他的算法,夏天每花一美元烧热水,就省一美元制冷。
— Alec能量就是能量:算完就不怕
作者用「能量就是能量」的直觉提前算出冬天影响很小:把 66 加仑水从 55°F 升到 120°F,约需 36000 BTU;而他的暖气炉每小时能输出约 55000 BTU,烧一整缸水只相当于暖气炉烧 40 分钟。制冷侧同理:两吨空调每小时移走 24000 BTU,开 90 分钟就相当于热水器烧一整缸水产生的冷量。
— Alec分层让慢变得可忍受
储水式热水器靠 dip tube 把冷水送到罐底,热水浮在上层,中间有清晰分界不混合。所以两人早上用掉半缸水,剩下的仍是 33 加仑滚烫热水,热水器只需加热用掉的 33 加仑,恢复时间减半到约 5.5 小时。作者实测:放满浴缸(约 30 加仑)后,剩余 36 加仑热水让他洗了超过 45 分钟才用完。
— Alec它故意忽略小量用水
作者担心热水器除湿会和加湿器打架,结果发现设计者早有考虑:水箱保温极好,不用热水时约 13 到 14 小时才启动一次;而且除非一次放出约 15 到 20 加仑水,它基本不响应。作者估计这是把底部温度传感器上移的结果,专门为了兼容加湿器。整个冬天加湿器都没被热水器干扰。
— Alec原话 · 已逐字校验
But water heaters are among the most energy intensive appliances in our lives.
但热水器是我们生活中最耗能的电器之一。
Alec0:00
This water heater, on the other hand, uses the same technology as your refrigerator - but in reverse.
而这台热水器用的是和冰箱一样的技术——只是反过来。
Alec1:02
I do not regret this one bit and can now state with pretty high confidence that anyone suggesting these are inappropriate for cold climates is full of it.
我一点也不后悔,现在可以相当有把握地说,任何声称这类热水器不适合冷气候的人都是在胡说八道。
Alec5:07
On average, when this water heater runs, it only draws about 400W from the wall. But since those 400W are running a heat pump which can use about 1200W of heat out of the air, 1600W of total heating power ends up being released into the water.
平均而言,这台热水器运行时只从墙上抽约 400W。但这 400W 驱动热泵从空气中吸取约 1200W 的热,最终有 1600W 的总加热功率被释放到水里。
Alec17:21
The reason I'm constantly saying “energy is energy” is that once you develop an intuition for it, you'll be able to make predictions.
我总说「能量就是能量」,是因为一旦你培养出这种直觉,你就能做出预测。
Alec26:26
Water heating is energy intensive, but space heating is much more so.
加热水很耗能,但空间供暖要耗能得多。
Alec28:34
The heat pump can only raise the temperature of the entire volume by about seven degrees Fahrenheit per hour.
热泵每小时只能把整缸水的温度提升约 7 华氏度。
Alec36:41
数字与实体
| 普通热水器月均费用 | 50 美元以上 | 0:00 |
| 热泵热水器月均费用 | 不到 20 美元 | 0:00 |
| 热泵热水器平均电功率 | 约 400W | 17:21 |
| 热泵热水器总加热功率 | 约 1600W | 17:21 |
| 冬天热水器对所在房间降温幅度 | 4 到 6 华氏度 | 26:26 |
| 烧一整缸水所需热量 | 约 36000 BTU | 26:26 |
| 暖气炉输出功率 | 约 55000 BTU/小时 | 26:26 |
| 冬天从冷水烧到 130°F 耗时 | 11 小时 | 31:38 |
| 夏天从冷水烧到 130°F 耗时 | 7 小时 | 31:38 |
| 热泵每小时升温能力 | 约 7 华氏度 | 36:41 |
术语
- heat pump water heater热泵热水器
- 像反向冰箱一样从空气中吸热来加热水的热水器。
- dip tube进水管
- 储水式热水器里把冷水送到罐底的管子,让热水浮在上层不混合。
- anode rod阳极棒
- 水箱里牺牲自己防止内胆腐蚀的金属棒,通常多年不用换。
- demand response需求响应
- 电网在高峰时让设备自动减少用电或推迟运行的计划。
收听指南
正在考虑全屋电气化、换热水器或对热泵技术好奇的房主和工程师,尤其适合住在冷气候、没有地下室的人。
最后关于智能插座和需求响应的一段可以跳过,作者自己说省不了多少钱。