熱水器選購眉角 4大種類熱水器評比大公開(熱泵篇)

   日期:2021-11-16     瀏覽:418    
核心提示:上一篇文章中大致可以了解太陽能熱水器的節能特性,但這種熱水器畢竟得靠太陽輻射能量加熱水溫,其安裝條件就是得在日照充足、無遮蔽物的環境中,因此比較適合配置在中南部日照時數較多的透天厝住宅中,而且太陽輻射能量夏天較高,但這個季節卻是需要電力供應空調的季節,相形之下太陽能熱水器就變得英雄無用物之地,到了冬天需要洗熱水澡的時候,反而還得靠電力輔助加熱,才能洗到舒適的熱水。但如果都是靠免費的天然資源發熱,「熱泵熱水器」反而可以優先考慮。

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▲ 示意圖 (照片來源 / 付費圖庫)

 

上一篇文章中大致可以了解太陽能熱水器的節能特性,但這種熱水器畢竟得靠太陽輻射能量加熱水溫,其安裝條件就是得在日照充足、無遮蔽物的環境中,因此比較適合配置在中南部日照時數較多的透天厝住宅中,而且太陽輻射能量夏天較高,但這個季節卻是需要電力供應空調的季節,相形之下太陽能熱水器就變得英雄無用物之地,到了冬天需要洗熱水澡的時候,反而還得靠電力輔助加熱,才能洗到舒適的熱水。但如果都是靠免費的天然資源發熱,「熱泵熱水器」反而可以優先考慮。

 

以下本文將針對熱泵的安裝費、環境需求、加熱節能等各項重點進行討論,以符合熱泵使用的經濟效益。

 

|熱泵


▲ 示意圖 (照片來源 / 付費圖庫)

 

熱泵是目前市面上普及率最低的熱水器,但近年來技術不斷改良,使得熱泵在安全性、熱效率及省電能力都比瓦斯熱水器的效益來得強大,甚至建置費與省下來的電費,其價差可在短時間內回本。

 

然而,熱泵之所以會被發明是因為大氣層會吸收太陽能,加上溫室效應,使得大氣層就像熱能庫一樣,而熱泵正是應用這項原理,研發出利用環境中的熱能來加熱。換句話說,環境中的廢熱也會被吸收再利用,例如機房設備排放的熱能,或者密閉空間中的人體與燈具都會排放熱能,凡是溫室效應下的熱能都會吸收再利用。

 

▲ 示意圖 (照片來源 / 節能標竿網)

 

熱泵也類似冷氣空調的原理,只是空調是把熱能從一個地方移到室外,只是移動的過程中必須使用電力才會發生;但熱泵的原理是將熱能從大氣空間,搬到儲熱裝置,是透過壓縮斷抽吸和壓縮冷煤,使冷媒在封閉系統中相變,不斷在蒸發器中從空氣中蒸發吸取熱能,進而在冷凝器中冷凝散熱,將冷水加熱成熱水。其使用到的電能只會用在維持冷媒循環作業上,而熱水的生成是由熱交換達成,因此能以小的能量輸入得到大的能量輸出,以達到節能的目的。

 

⏩熱泵種類TIPS:

▲ 示意圖 (照片來源 / 節能標竿網)

 

如果要區分熱泵的種類,必須要從熱源開始著手,可分為空氣源、水源、地熱源,而國內比較常見的就是「空氣對空氣取熱型」與「水對水取熱型」,比較適合住宅使用的是「空氣對空氣取熱型」,至於「水對水取熱型」的熱水源大多是利用空調系統的冰水機廢熱,或是工廠製造的廢熱水,比較適合如飯店、宿舍、泳池或醫院等熱水需求較大的場所使用。

 

光是適合個人住宅的「空氣對空氣取熱型」,其產品外型又分為一體式或分離式,就像冷氣空調一樣,且製熱方式有分為「直接加熱」或「循環加熱」,因此就演變成以下三種加熱方式的產品:

 

1. 靜態加熱直接、間接隔水加熱使用

入水後藉由熱泵的熱交換器直接或間接加熱。

 

2. 循環式加熱使用

是由熱泵、儲水桶所組成的分離式系統,儲水桶內的水會透過熱泵進行熱交換後,再送回儲水桶,反覆循環後始儲水桶內的水溫可逐漸達到設定的溫度。此加熱方式會因冷凝器設計不同而有所區分,一是利用水泵進行熱水循環,另一種則是將冷凝器放在儲水桶內直接加熱或桶外間接加熱,所以不是靠水泵循環,而是採取自然對流的方式進行循環加熱

 

3. 直接加熱使用

入水時直接加熱,使出水達到設定溫度。

 

01 安裝環境需求

▲ 示意圖 (照片來源 / 付費圖庫)

 

熱泵跟太陽能熱水器一樣,都是屬於大型設備,再加上家用空氣式熱泵得吸收環境熱,所以安裝空間必須通風,所以大多落地安裝在陽台上,安裝處的出風與進風口也不能有遮蔽物,否則會影響吸熱散熱。另外,如果放在家中陽台也要避免油煙問題,所以安裝環境較比較適合透天、別墅或擁有室外露臺的大空間房子。

 

如果選擇安裝分離式熱泵,也要盡可能避免熱泵主機掛牆,否則重量太重,遇到地震會非常容易摔落此外,若安裝在自家樓頂露臺,就必須要預留管路,如果沒有預留管路至屋頂,就必須另外佈置具有保溫材質的明管進室內,即便屋頂有預留管路,若管路沒有保溫材質,熱水在進入室內的走水過程中就會有熱損,所以安裝成本上就不得不預備多一些預算。

 

安裝熱泵還是有基本的220V的電力配置,如果安裝在室外沒有電源仍然要另外拉線配置專門的獨立電源,而且還要思考排水的問題,因為使用熱泵過程中一定產生冷凝水,所以必須要準備排水孔以利排放

 

02安裝費用

▲ 示意圖 (照片來源 / 付費圖庫)

 

熱泵安裝的成本頗高,也因是大型設備,如果使用人數越多,容量越大,設備體積也會相對越大,如要安裝在自家透天別墅的屋頂或室外露臺,室內空間的走道梯間如果無法順利搬運,就必須要找吊車吊掛至安裝處。安裝成本高其實可以從以下安裝施工流程中看出:

 

  1. 載運熱泵、儲水桶、支撐承架、管材等組件
  2. 卸貨
  3. 集合欲送至屋頂之組件,由吊車送運至屋頂
  4. 安裝控制面板裝置、通訊線拉線牽引施工
  5. 冷水補水管路施工
  6. 屋頂熱水預留管拆解
  7. 安放熱泵,安裝管線

 

安裝費用中,除了吊車費用之外,如果安裝比較大型的熱泵或分離式熱泵,幾乎都有控制器的配件,其可是業主需求安裝在一樓或某一樓層,但拉線過程中容易失敗斷線,所以施工過程會非常耗工,安裝費用當然會比較高

 

簡言之,安裝費則需視每個安裝用戶安裝位置而定,若沒電梯會多出一筆搬運費,如要使用吊車搬運也是如此;配管長度也會因為安裝位置有所差異,更不用說要安裝在沒有預留管路的屋頂,若機器周邊沒有供應電源也將產生配電工資,所以安裝費必須會勘現場後才能準確報價,但不過一般安裝工資約在4000元至7000元上下。

 

原則上會額外收取費用的配置如下:

 

一、220V電源配置

二、樓層冷熱水管配置

三、冷氣風管配置導入

四、水壓加壓馬達配置

五、保溫桶擴充及管路配置

六、現場環境需要人工搬運樓層,吊車吊拖運

 

03 加熱節能

▲ 示意圖 (照片來源 / 付費圖庫)

 

熱泵熱水器由於有區分為靜態加熱、循環加熱及直接加熱三種類型,而這三種類型國內經濟部能源局都有訂出能源效率的基準,且是以CNS15466規定來檢測,最後會以「額定性能係數」(COP)的標示值來標示,意即「使用1度電會達到幾度電的加熱功能」,COP值越高,效能越好。

 

重點是,COP所代表的熱效率與一般的瓦斯、電熱水器的熱效率不同,熱泵的熱效率是屬於「熱放大係數」,也就是說,如果以儲熱式電熱水器最耗電的5級能源效率90%來比較,熱泵的熱放大係數如果高達4.0,其熱效率就高達400%,而以上三種加熱型式的基準值如下:

而熱泵熱水器的容量有很多種,從100500公升的容量都可以選擇,容量愈大,愈能連續讓多人使用,由於市面上家用型的產品幾乎都是空氣能熱泵,其能源效率必須要依照CNS15466來檢驗,加熱速度與節能特性可以在實際運算後發現,為什麼熱泵能夠大幅節省能源:

 

以台北市來說,一個人如果以一般淋浴用水約80公升,水溫大約55度;並根據氣象局近年來每月平均溫度的資料統計顯示:

 

 

所以,每日所需的總熱量(每日熱水使用量 x (設定熱水溫度-月平均起始水溫))假設夏季69月調整水溫為45

 

如果以目前台電的電費制度來看:

 

 

一般人洗澡時用水如果是80公升,所以買儲熱型電熱水器就至少要買到100公升類型的較能滿足淋浴用途,假如以個人用電約在121至330度的電費制度來算,你知道每個月平均花多少錢在電費上嗎?

 

要知道每個月花多少電費,必須要先知道上述的每日所需總熱量,也需要知道使用電熱水器的有效熱值,就能得知每天會花多少錢在電費上。

 

有效熱值 = 熱值 x 平均熱效率

 

1度電的發熱值:一度電 = 1kw/h = 1000×3600=3600000焦耳,也就是3.6兆焦耳的能量,也相當於860 kcal(千卡)

 

如果以市面上的循環式熱泵來看,COP大多為4.0,其熱效率約在400%

 

例如:

1月份每日所需總熱量為3280 Kcal

 

每日非夏至電費:3280 / (860 x 4) x 2.1 ≒ 2 元

每日夏至電費:3280 / (860 x 4) x 2.38 ≒ 2 元

 

因此,以下便可以得知每月所需的電費(以下費用取整數為主):

由此可知,熱泵熱水器的加熱及節能的能力不是決於其功率,而是其COP效益。當然,如果家中人口數多,每個人要洗澡就必須配置更大容量的熱泵,唯一要考量的是空間、環境及管線配置的問題,否則如果再加上熱水經管後的熱量流失,以及其熱水溫度勢必會有所衰減。

 

04 安全性

▲ 示意圖 (照片來源 / 付費圖庫)

 

基本上,熱泵的安全性是所有熱水器種類中最高的,可以避免燃燒造成的火災,廢氣造成的二次污染,甚至免除鍋爐熱水器爆炸危險性,更加沒有使用瓦斯燃燒不完全的中毒風險,也沒有使用高功率的漏電問題。

 

然而,熱泵雖然節能省電,也擁有使用壽命長的優點,但仍需保養。由於,熱泵最重要的就是壓縮機,要維持其性能,就得維持原有的電流、轉速及排氣量,但熱泵的換熱環境是水源,而台灣水質各區不一,水質如果含有過多鈣離子,就容易產生水垢,而水垢會將直熱換熱管包覆,包覆後就會逐年影響壓縮機效率和壽命,所以定期清洗保養就變得非常重要。

 

否則,如果熱泵內部構建品質不一,家中又長期習慣使用稍熱的水,熱泵製熱高溫時會產生高壓正比,因此高壓系統所承受的壓力會比低壓容易損傷,高壓產生的熱水如果溫度越高越容易卡水垢在換熱器上,倘若撇開鎂棒和過濾器的保護,冷凝器卡的越多就越不易換熱,而內燃高壓高溫的冷媒冷凍油便會開始炭化變質,進而傷害壓縮機的潤滑度,如此壓縮機電流上升就會產生噪音,噪音越大就代表軸承及線圈有所損傷,一旦沒有注意可能會因而燒機短路,熱泵從此報銷。

 

05 價格趨勢

 

國內專門製造熱泵的廠商所提供的機型,大多以大型、商用空間專案為主,家用機型較少見;此外,熱泵需求又是以大量使用人數為導向,儲水量一旦提高,就得擴增儲水桶設備,甚至必須安裝分離式機型,如此一來,安裝工程難度高,必須會勘案場後才能評估施工費用,最後才能一併報價給消費者。

 

所以,以下市售的各大品牌熱泵,大多為小公升居家型的產品,但仍可發現其價格趨勢:

 

以上雖然沒有囊括市面上所有熱泵品牌的熱水器,但如果以普通家用型的容量來看,想要求更大容量,甚至想要求營業商務用途、節能、內部機構用料、維修保固服務以及更知名的品牌,價位勢必會水漲船高,往往安裝一台熱泵一定是10萬起跳。使用熱泵雖然有安全性及節能的優勢,但一開始投入的機器及安裝費支出都是不小的費用,但未來的電費開銷一定能值回票價,所以家中人口較多,或開設髮廊做生意,如有長期使用經營的打算,可以選擇熱泵。

 

如果你對瓦斯熱水器有興趣請閱讀這篇文章-熱水器選購眉角 4大種類熱水器評比大公開(瓦斯篇)

 

如果你對電熱水器有興趣請閱讀這篇文章-熱水器選購眉角 4大種類熱水器評比大公開(電熱水器篇)

 

如果你對太陽能熱水器有興趣請閱讀這篇文章-熱水器選購眉角 4大種類熱水器評比大公開(太陽能熱水器篇)

 

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