Wybór nowoczesnych metod dla ciepłej wody użytkowej może oznaczać wiele rzeczy. Od bezzbiornikowych systemów na żądanie po elektryczne podgrzewacze z bezpośrednim oporem, istnieje wiele opcji dostępnych dla właścicieli domów.
Opór bezpośredni elektryczny
W porównaniu z elektrycznymi oporowymi podgrzewaczami ciepłej wody użytkowej, pompy ciepła mają efektywność egzergetyczną, która jest bardziej odpowiednia dla ogrzewania pomieszczeń i ciepłej wody użytkowej. Efektywność pompy ciepła jest zwykle rzędu 3,5.
Dla porównania, elektryczne grzejniki oporowe mają efektywność egzergetyczną mniejszą niż 10%. Przy tej samej efektywności, elektryczne grzejniki oporowe zużywają zazwyczaj większą ilość energii elektrycznej, co czyni je droższymi w eksploatacji niż pompa ciepła.
Przy tej samej ilości energii, pompy ciepła dostarczają wyższej jakości energię cieplną niż elektryczne grzejniki oporowe. Nie oznacza to jednak, że elektryczna grzałka oporowa jest najbardziej efektywnym urządzeniem grzewczym.
Pompa ciepła będzie wytwarzać energię cieplną i ciepło poprzez pompowanie gazu. Elektryczne grzałki oporowe są często używane do podgrzewania wody. Ciepło jest następnie przekazywane do wody, poprzez konwekcję lub promieniowanie. Proces ten nie jest zbyt wydajny. Trwa też dłużej i towarzyszą mu odgłosy.
Pompy ciepła są zazwyczaj stosowane w obszarach o łagodniejszym klimacie – cytat ten został zaczerpnięty od redaktora serwisu dekameron.pl. Z kolei pośrednie ogrzewanie oporowe stosowane jest w różnego rodzaju piecach oporowych. Pośrednie ogrzewanie oporowe przekazuje ciepło również poprzez promieniowanie. Ten rodzaj ogrzewania jest wykorzystywany do automatycznej regulacji temperatury.
Dla typowego małego budynku komercyjnego, pięciokilowatowy (kW) elektryczny grzejnik oporowy zużyje pięć razy więcej energii niż pięciokilowatowa (kW) pompa ciepła. Pięciokilowatowy (kW) element grzewczy wymaga temperatury wewnętrznej 20 stopni Celsjusza. Wymaga również temperatury powietrza zewnętrznego wynoszącej 2 degC. Straty energii wynikające z wykorzystania energii elektrycznej do wytworzenia ciepła niskotemperaturowego powodują utratę pracy dyspozycyjnej.
Do ogrzewania zbiornika z ciepłą wodą użytkową można wykorzystać pięciokilowatową (kW) grzałkę oporową. Woda jest przywracana przez cały dzień. Może być zainstalowany na suficie, ścianie lub podstawie. Zbiornik może być również wykorzystywany do zapewnienia ciepłej wody w okresach pozaszczytowych.
Elektryczna pompa ciepła
Używanie elektrycznej pompy ciepła do ciepłej wody użytkowej jest energooszczędnym sposobem ogrzewania domu. Może ona zaoszczędzić pieniądze na rachunku za energię elektryczną i pomaga złagodzić zanieczyszczenie klimatu. Istnieją również rabaty dostępne, aby ciepła pompa ciepła podgrzewacze wody bardziej przystępne.
Rząd federalny oferuje 300 dolarów kredytu podatkowego dla pomp ciepła, a niektóre rządy państwowe oferują 500 dolarów lub nawet 1500 dolarów rabatów. Ponadto, wiele zakładów energetycznych oferuje finansowanie, aby zrównoważyć wyższy pierwszy koszt energooszczędnych podgrzewaczy wody.
Dla dwuosobowego gospodarstwa domowego, może to kosztować $174 rocznie, aby ogrzać wodę z konwencjonalnym elektrycznym podgrzewaczem wody. Pompa ciepła może być bardziej energooszczędna dla większego gospodarstwa domowego, jednakże.
Hybrydowe podgrzewacze wody z pompą ciepła oferują mieszankę elektrycznego i gazowego ciepła. Te podgrzewacze wody są zazwyczaj najbardziej energooszczędne na rynku. Mogą one zaoszczędzić do 435 dolarów rocznie dla pięcioosobowej rodziny.
Pompy ciepła to złożone urządzenia. Działają one jak lodówki w odwrotnej kolejności. Sprężarka pobiera ciepło z powietrza na zewnątrz domu, odparowuje specjalny płyn chłodniczy i przekazuje go do jednostki wewnętrznej. W lecie ciepło jest uwalniane w celu schłodzenia domu. W zimie wykorzystuje ciepło z powietrza poza domem do ogrzania wody.
Pompy ciepła są również dostępne w systemie kombinowanym powietrze-źródło. Systemy te łączą ogrzewanie, chłodzenie i ogrzewanie wody. Są one szczególnie popularne w cieplejszym klimacie. Posiadają również wbudowany zbiornik do przechowywania wody.
Podgrzewacze wody z pompą ciepła są droższe w zakupie niż konwencjonalne elektryczne podgrzewacze wody. Są one również bardziej skomplikowane w instalacji. Niektórzy instalatorzy będą wymagać hydraulika, aby zainstalować urządzenie. Jednak instalacja powinna zająć tylko sześć godzin.
Zbiornik akumulacyjny
Dostępnych stało się kilka nowoczesnych metod zasobnika ciepłej wody użytkowej. Jedną z najważniejszych jest stratyfikacja termiczna. W tej metodzie zasobnik wody jest przykryty izolowaną pokrywą, co pozwala na magazynowanie ciepła w zasobniku. Pokrywa zmniejsza również szybkość schładzania wody.
Kolejną nowoczesną metodą na zasobnik ciepłej wody użytkowej jest system odwróconej osmozy. Metoda ta jest łatwa w instalacji i wymaga doprowadzenia linii wodnej ze studni do zbiornika. Zbiornik jest wyposażony w metalową membranę i pęcherz powietrza, aby stworzyć proces odwróconej osmozy. Woda ze zbiornika powinna być przejrzysta.
Inną popularną metodą magazynowania ciepłej wody jest zastosowanie zbiornika rozszerzalności cieplnej. Zbiornik rozprężny termiczny zapobiegnie rozerwaniu podgrzewacza wody. Tę metodę można również wykorzystać do zapobiegania wyciekom. Pokrywa zbiornika powinna być izolowana i napowietrzana, aby pomóc w utrzymaniu ciśnienia w zbiorniku.
Oprócz stratyfikacji termicznej, wiele systemów wykorzystuje również energię słoneczną. System magazynowania energii słonecznej może zwiększyć temperaturę wody przechowywanej w zbiorniku.
Stratyfikacja termiczna jest również stosowana w połączeniu z innymi technologiami, takimi jak system ponownego wykorzystania ciepła odpadowego. Metoda ta stała się popularna, ponieważ poprawia wydajność zbiorników magazynujących wodę.
Ustawa o polityce energetycznej i konserwacji nakazuje standardy oszczędności energii dla niektórych produktów konsumenckich. Wymaga również, aby Departament Energii określił wartość ekonomiczną bardziej rygorystycznych standardów.
Departament Energii ustanowił również standardy oszczędności energii dla niektórych urządzeń komercyjnych. Standardy te obejmują standardy wydajności oszczędności energii (ESPS). Standardy wydajności oszczędności energii (ESPS) wymagają, aby wydajność domowego elektrycznego podgrzewacza wody typu akumulacyjnego była większa niż 50 litrów wody na kilowatogodzinę.
Bezzbiornikowy podgrzewacz wody na żądanie
W przeciwieństwie do konwencjonalnych zbiorników magazynowych, bezzbiornikowe podgrzewacze wody na żądanie zapewniają natychmiastową ciepłą wodę, kiedy tylko jest potrzebna. Oprócz oszczędności energii, ograniczają one również szkody spowodowane przez wodę.
Modele na żądanie produkują pięć galonów lub więcej gorącej wody na minutę. Jest to duży krok naprzód w technologii podgrzewania wody. Wymagają one jednak częstszej konserwacji i mogą wymagać więcej instalacji niż konwencjonalne typy zasobników.
Istnieje wiele typów dostępnych bezzbiornikowych podgrzewaczy wody, od modeli zasilanych elektrycznie do modeli zasilanych gazem. Każdy model ma swoje własne zalety i wady. Na przykład, najbardziej wydajny model może nie produkować wystarczająco dużo ciepłej wody dla Twoich potrzeb. W zależności od modelu i miejsca zamieszkania, może być konieczne dodanie dodatkowego obwodu elektrycznego lub większej linii gazowej.
Istnieją dwa rodzaje bezzbiornikowych podgrzewaczy wody, kondensacyjne i niekondensacyjne. Modele kondensacyjne mogą wymagać specjalnej wysokiej temperatury rury wydechowej PVC. To może dodać $300 lub więcej do miesięcznego rachunku za media.
Oprócz generowania większej ilości gorącej wody, modele bezzbiornikowe mogą również zaoszczędzić więcej energii niż ich odpowiedniki. W zależności od tego, ile ciepłej wody zużywasz, możesz zaoszczędzić do 30% lub więcej.
Korzystanie z bezzbiornikowej jednostki ogrzewania wody może również pomóc uniknąć szkód wodnych, które mogą wystąpić z wycieków wody. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku gospodarstw domowych, w których wiele zastosowań występuje jednocześnie. W takim przypadku urządzenie bezzbiornikowe może zapewnić wystarczającą ilość ciepłej wody na pranie, prysznic lub zmywarkę.
Bezzbiornikowe podgrzewacze wody zmniejszają również ryzyko odkładania się kamienia mineralnego, więc możesz być pewien, że nie marnujesz pieniędzy na podgrzewanie wody, której nie zamierzasz używać. Jest też mniej prawdopodobne, że doświadczysz nagłej zmiany temperatury.
Geotermia
Używanie metod geotermalnych do ciepłej wody użytkowej jest efektywnym sposobem ogrzewania domu. Chociaż mogą być drogie w instalacji, mogą się zwrócić w ciągu kilku lat.
Geotermiczny system grzewczy działa poprzez pompowanie wody z podziemnej warstwy wodonośnej przez serię rur. Woda pozostaje w stałej temperaturze około 55 stopni Fahrenheita przez cały rok. Niektóre systemy wykorzystują ciepło z wody, podczas gdy inne używają grzejników przestrzennych.
Systemy te są często instalowane w nowym budownictwie, ale mogą być również stosowane w modernizacjach. Są one stosunkowo ciche i mogą zaoszczędzić nawet 60% na kosztach ogrzewania i chłodzenia. Zmniejszają również zanieczyszczenie powietrza i emisję gazów cieplarnianych. Mogą również kwalifikować się do zachęt federalnych i stanowych.
Koszt instalacji systemu ogrzewania geotermalnego zależy od tego, jak duży jest projekt. Mogą one wynosić od 10 000 do 30 000 dolarów. Wyższe modele końcowe mogą być droższe. Mogą również mieć elastyczne opcje płatności. Punkt rentowności opiera się na tym, jak wydajny jest model, a także na lokalnych stawkach za media i poziomach izolacji.
Istnieją dwa główne rodzaje geotermalnych systemów grzewczych: pętla otwarta i pętla zamknięta. W systemie otwartym, woda jest pobierana z odwiertu i pompowana do drugiego odwiertu. Woda następnie przepływa przez serię rur w polu pętli gruntowej. Kiedy jest schłodzona, wraca do ziemi. Gdy jest ogrzewana, przepływa przez pompę i wymiennik ciepła.
Systemy z pętlą otwartą są łatwe w instalacji i mogą być nawet o połowę tańsze niż pionowe systemy z pętlą zamkniętą. Mają one jednak kilka wyzwań. Wymagają studni o wysokim zwierciadle wody i obfitych wodach gruntowych.