家用熱水器--瓦斯熱水器、電熱水器、太陽能熱水器、熱泵熱水器的陽春評比_第二集:電熱水器

熱水器評比系列系列第一集:瓦斯熱水器
熱水器評比系列系列第二集:電熱水器
(接第一集前文)
二、電熱水器:

利用電流經過電阻時所轉換產生的熱將熱水膽中的水加熱
屬於二次性能源的加熱方式,
比較沒那麼環保。
由於加熱棒(杯)都直接設計在金屬管週槽或儲熱槽中,
所以加熱的效率算是極高(幾乎都有90%以上的熱效率)。

由於台灣電力公司的勤奮,
台灣住家的用電普及率的早在四十幾年以前就已經突破99%了,
所以電熱水器的能源取得算是相當方便,
再加上天然瓦斯的普及率並不高(尤其是非都會區),
所以在有些消費者嫌叫瓦斯麻煩的心態下,
近二十年電熱水器的裝機量也不低。

除了能源取得容易的優點之外,
由於電熱水器不會產生廢氣(尤其是一氧化碳)
也沒有瓦斯洩漏方面的安全疑慮,
所以相較瓦斯熱水器來說,
是安全性比較高的選擇。
家用熱水器--瓦斯熱水器、電熱水器、太陽能熱水器、熱泵熱水器的陽春評比_第二集:電熱水器

至於電熱水器的缺點,
第一個問題就是電熱水器的用電問題
一方面電費的累進收費方式導致電熱水器往往使用成本偏高(也比較不環保)
二方面是改裝專用迴路所需要的費用及對家中裝俢的破壞
如前文所提,
目前台灣的主流熱水設備仍是瓦斯熱水器,
所以大部份的建商都沒有預先拉設供電熱水器專用的供電迴路。
電熱水器至少需要5.5㎟~14㎟的佈線及線路套管,
以及它可能造成住家原本就接近滿載的用電超載導致跳電,
(尤其是屋齡比較老一點的舊公寓,目前還有相當多電量僅有30A的住戶)
就成了許多家庭想要改裝電熱水器的兩大障礙。
(瞬熱與儲熱需要的迴路線徑不同,下面再另外介紹)


1.瞬熱式電熱水器:
大部份的瞬熱式電熱水器並沒有設置熱水膽,
而是以加熱棒(杯)直接對熱水管瞬間加熱。
家用熱水器--瓦斯熱水器、電熱水器、太陽能熱水器、熱泵熱水器的陽春評比_第二集:電熱水器

前文就說過瞬熱式的熱水器體積小,
由於大部份都沒有熱水膽,
所以它相當佔優勢的二個特點就是體積極小、安裝容易
(浴室內、天花上方、房間牆面甚至櫥櫃內…差不多什麼地方都能裝…)
加上價格低廉,
所以小套房的房東們相當捧場。

由於沒有儲熱桶可以慢慢加熱,
為了取得足夠的加熱速度,
所以瞬熱式電熱水器的功率通常都設計在9kw以上(大部份接近10kw)
(其實這功率用來加熱水真的不大,只是再大的話一般家用電源也負荷不了…)
這就表示它需要設罝一條220V*40A以上的專用迴路(通常都設置50A)
也就是說:需要佈設一條8.0㎟的XLPE線或是14㎟的PVC線/RB纜線來供電。

選購瞬熱型電熱水器特別要注意的是:
如果是用來洗浴用的話,
最好選購數位恒溫的產品(價格還是比瓦斯的恒溫熱水器便宜),
控溫電腦會利用水溫、水流量的資訊微調加熱功率,
洗浴時就比較不會忽冷忽熱。

至於傳統所謂四段、五段……N段的電熱水器,
由於調整好了之後就是用固定的功率來加熱,
所以一旦水流量改變,
溫度就會跟著改變(水量少溫度就增加、水量多溫度就降低),
所以忽冷忽熱的情形十分嚴重。
建議這類機種純粹拿來清洗用,
譬如廚房水槽、洗衣水槽、熱水洗衣機等。

由於不同住家的室內裝修狀況不同,
會導致埋管、佈線的費用價差極大,
所以RAY在以下的器材購置成本中一律僅列入埋管、佈線的概略成本5000元。

另一個要注意的問題,
就是泡澡的時候…瞬熱型電熱水器所受到功率的限制:

以一般浴缸蓄水量約130~180公升來算,
一個150L的浴缸,
在較冷的冬天水溫10°C的狀況下,
要放出一缸45°C的熱水,
需要的熱量應該是:150*35=5250kcal。
而以一部10kw的熱水器*90%熱效率,每分鐘可以提供的熱量是:10*860*0.9/60=129kcal,
也就是說…放滿這個浴缸需要的時間是:5250/129=超過40分鐘。
在這樣長的時間下…先不說放水的人是不是耐得住等待的時間,
前面所放的熱水也都冷卻了,
頂多就是得到一缸40°C左右的溫熱水…
所以一般來說,
不建議採用瞬熱式電熱水器做為泡澡的熱水源

瞬熱式電熱水器需要的其他能源輔助:
無。(停電的時候無法使用)

瞬熱式電熱水器參考數據:
1)每人每日洗浴使用成本:
夏天:4.52*1.5=約6.78元/人;冬天:4.52*3.5=約15.82元/人。
2)器材購置成本:約5000~10000+迴路費用5000
3)使用年限:5~10年。(因為水垢的產生,加熱效能會逐漸降低)
4)維修成本:約1500元/次
5)加熱效能: 90%以上。
6)加熱功率:9kw/h~11kw/h。



2.儲熱式電熱水器:
有立式也有臥式的儲熱桶,
在儲熱桶中以加熱棒對桶中的水加熱。
家用熱水器--瓦斯熱水器、電熱水器、太陽能熱水器、熱泵熱水器的陽春評比_第二集:電熱水器

為了方便網友查閱資料,
前文說過關於儲熱式的幾個特性再重覆一次:

凡是儲熱式的熱水器…只要在那一桶預儲的水用完前,
流出來的熱水溫度都是相同的,
所以至少都有一個優點就是溫度不會忽冷忽熱(但會隨著使用的水量而逐步降溫)。

由於經由預先加熱的儲熱桶供水,
所以供水的口徑相對的較大,
也就是說…只要選用較大口徑的龍頭,
泡澡時放水就相對的快很多。
(6分管的供水量是4分管的兩倍多,還有1"出口的機種水量就更大了)
只要不超過儲熱桶的蓄水量,
則泡澡時需要的放水時間往往只需要十幾分鐘就能搞定。
省下來的不只是時間,也包括省下這些時間內被冷卻掉的熱能。
所以,儲熱型的電熱水器用在冬天的泡澡時,
它每日所耗費的電費其實不一定比瞬熱式電熱水器的高。


當然,儲熱就需要保溫,
所以相對的一個缺點是耗能。

儲熱的另一個缺點是水溫的降低。
由於在使用時設備會同時兌入冷水,
所以當水使用得愈多、愈快時,
儲熱桶內的水溫就會跟著降低。
通常建議的解決方案是採用恒溫龍頭來調節冷熱水的混合比。

除了上述在前文就提過的差不多內容之外,
儲熱式電熱水器相較於其他種類的儲熱式電熱水器最大的優點,
就是對設備所裝設的環境需求最不嚴苛。
由於儲熱式電熱水器沒有廢氣、也不需要採集其他熱源,
所以只要放得下儲熱桶、周圍有適當散熱空間的地方都能安裝。
(夠高但面積不大的地方可以選立式、面積夠大但高度不夠的地方可以選臥式)
譬如有許多小套房(尤其是挑高小套房)的規劃,
建商蠻常將儲熱式電熱水器配置在浴室的天花上方。
(也有容量比較小的就直接就掛在浴室內牆上)
通風條件不是很好的陽台甚至是家中的儲藏室內都可以設置。
以儲熱式的熱水器這麼大的體積來說,
能有這麼大的設置彈性算是一個相當強勢的利多。
家用熱水器--瓦斯熱水器、電熱水器、太陽能熱水器、熱泵熱水器的陽春評比_第二集:電熱水器


最後一個問題就是耗材的保養維護
由於儲熱式電熱水器都有水垢的問題,
所以包括除水垢用的陽極鎂棒加熱棒都屬於耗材,
儲熱桶也最好是每2年要請人來清洗一次,
(通常也都在清洗的時候更換鎂棒)
所以保養維護的成本稍微高一點點。

由於有一個儲熱桶可以慢慢加熱,
所以儲熱式電熱水器的功率通常都設計得比較低,
大部份家用機種的功率在4kw~6kw之間。
這就表示它需要設罝一條220V*30A的專用迴路
也就是說:需要佈設一條5.5㎟的XLPE線或是8㎟的PVC線/RB纜線來供電。
由於不同住家的室內裝修狀況不同,
會導致埋管、佈線的費用價差極大,
所以RAY在以下的器材購置成本中一律僅列入埋管、佈線的概略成本4000元。


儲熱式電熱水器需要的其他能源輔助:
無。(停電的時候無法使用)
其實應該說…
其他種類的儲熱式熱水器比較常採用電熱的方式來輔助,
譬如太陽能熱水器、熱泵都很常見。
這個部份我們留到太陽能、熱泵的地方再討論。

儲熱式電熱水器參考數據:
1)每人每日洗浴使用成本:
夏天:4.52*1.8=約8.14元/人;冬天:4.52*4.25=約19.21元/人。
2)器材購置成本:約15000~25000(容量/功率愈大愈貴)+迴路費用4000
3)使用年限:6~10年
4)維修成本:約1500元/次(差不多2年一次)
5)加熱效能:90%以上(不同產品另有備用損失的等級差別)。
6)加熱功率:4kw/h~6kw/h。


打到這裡,好像這一篇的長度也差不多了,
後面還有兩篇,
這兩天再找時間慢慢打,
內容分別會是太陽能+熱泵的介紹評比整理的圖表





文章例行公告事項:

RAY寫這些東西,
純粹只為了讓各位準業主做功課的時候,
有可以參考的內容。

為了維持文章的參考價值,
讓它發揮最大的參考效益,
RAY希望這些文章不帶有商業色彩。

也就是說…
凡是經由Mobile 01的PM洽商接案,
一概婉謝。


在謝謝各位的厚愛之餘,
也請各位參考準業主系列第二集第四段的內容…
不要輕信網路設計師的文章,
並優先考量經由實際親友介紹來的好口碑設計師。

bigpiz wrote:
熱水器評比系列系列...(恕刪)


與我原先認知一樣~
瓦斯熱水器的使用成本相對是較低的~
謝謝版主的分享~~

Ryan2342 wrote:
與我原先認知一樣~
瓦斯熱水器的使用成本相對是較低的~

沒錯,
一直都是這樣。
我又來了

bigpiz wrote:
至於電熱水器的缺點,
第一個主要問題就是因為加熱棒(杯)需要一定的冷卻時間,
所以即便電腦已經根據傳感器所偵測到的水量變化,
而快速調整了供電量來調節加熱的功率,
但加熱棒的冷卻並沒有那麼快,
所以加熱功率微調的反應速度比瓦斯熱水器慢許多,
也就導致大家常垢病的忽冷忽熱


這一段我覺得不合理,不過我覺得需要比較深入討論一下

先說我的結論,我認為電熱水器的加熱功率反應速度是瓦斯熱水器遠遠不及的

感測器偵測、回傳、處理,這一段的時間都是電子設備的事,兩者可視為相同

但功率調整的部份,電熱水器的加熱器是電子調整,瓦斯熱水器是機械調整

電子設備的反應速度跟機械設備是數量級的差異,瓦斯節流閥將瓦斯流量從最小開到最大需要的時間是以秒作單位(可能零點幾秒可以完成),但電子調整是以毫秒為單位。單論反應速度的話,瓦斯是沒有機會的

但事實是,這部份的反應速度並不會對使用者體驗產生太大影響,因為人的反應沒這麼快,不會查覺到其中差異。


而要更深入討論的話,就必須先限縮討論內容,不然會扯到太遠

當我們講到瓦斯熱水器的調溫控制,指的應該是指恆溫式的瓦斯瞬熱熱水器。同樣的,講到電熱水器的調溫控制,指的應該是恆溫瞬熱電熱水器

恆溫瓦斯瞬熱熱水器的調溫控制是非常困難的,我的意思是,因為瓦斯調溫的變因太多,在控制上必須要以閉迴路控制來達成控制精準,而閉迴路控制的系統反應時間基本上是看迴授數據的反應時間。 因為水是密度很大的東西,所以調整瓦斯流量後,一直到水溫實際發生變化,很可能是1~2秒以後的事,所以在控制上,這樣的控制方式要達到系統穩定的時間就會很長,而一旦控制條件改變,譬如水流量改變,系統必須等到水溫開始改變(水溫升高),才會做出反應,降低瓦斯流量,等水溫開始下降,再重新修正進到穩定的輸出。

當然透過更多的感知器回傳訊號,可以做更多的控制,譬如導入流量感測,可以引入流量前饋控制。這些是理論上可以做的,只是實際上我是沒看過有熱水器廠商釋出這種訊息的(當然我看的熱水器不多,這些資訊熱水器廠商也沒有揭露的義務)

總之,如果你觀察瓦斯瞬熱熱水器的控制理論,就會發現這樣的控制方式反應速度很慢(以秒為單位),自然控制精準度就不容易達到完美,雖然人的體感更慢,但瓦斯熱水器的調溫反應以我個人的體感來說,是真的可以感覺到整個溫度控制過程的曲線變化的。從冷水開始,水溫快速上升,到達設定溫度,水溫過衝(超過設定溫度 over shoot),穩態修正等等


而恆溫電熱的控制理論,基本上沒有什麼控制理論,是很簡單的數學公式

恆溫瞬熱電熱水器有入水溫度感知器,可以得到目標水溫溫差,有流量感知器可以知道即時水流量,有入電電壓偵測可知道實際輸入電壓。

接下來就只是純數學問題加上一點國中理化公式

知道需求水溫溫差,知道水流量,就可以加熱需求功率,知道入電電壓,知道需求功率,就可以算出需求電流。而控制器的控制目標就是電流。當然廠商還可以導入其他參數,譬如效率值之類的。最終也可以將出水溫度當做迴饋訊號做最終溫差修正

但整個反應時間就是超級短了。

可以這樣說,用恆溫電熱水器,只要熱水一開,流量感知器回傳現在流量(超過最低流量下限),1ms以後電流就算好輸出很準備給加熱棒去加熱了,水流量改變的反應也是這麼快。

而瓦斯熱水器大多必須在水溫已經改變了,出水溫度感知器才會回傳,系統才知道水溫改變了,才開始調整瓦斯流量去修正出水溫度。

兩者相比,我完全不支持電熱水器會有忽冷忽熱問題。

至於你提到加熱棒冷卻問題,這部份其實不是問題

瞬熱電熱水器的加熱方式是電熱棒直接插進熱水膽裡對水流加熱

因為洗澡的水流量很大,問題不完全在加熱功率有多大(當然加熱功率永遠要足夠)

另個問題是要在水流這麼快的條件下,快速把熱從加熱棒轉移到水裡讓水加溫。所以加熱棒必須加熱到上百度,創造跟冷水溫度很大的溫差(熱傳導速率跟溫差有直接正相關)

破百度的加熱棒才有機會在短短零點幾秒跟冷水接觸的時間將水溫快速拉高到目標溫度

換句話說,當水正常流動時,加熱棒的熱能是很快速的傳給冷水由水帶走。降低加熱功率後的反應時間也非常快速,根本沒有什麼機會感覺到水溫改變,加熱棒就冷掉了

電熱水器唯一比較明顯的狀況,是當洗了一段時間後,快速關掉熱水,這時熱水膽內的水停止流動,加熱棒還在高溫狀態,此時加熱棒的熱能會持續傳給殘留在水膽內的水,直到熱平衡。此時重開熱水,前段出來的熱水溫度會較高,但大概只有幾百c.c.就恢復正常了,也不會熱到燙傷的程度。

總之,我不認為電熱水器會有忽冷忽熱的問題,尤其是恆溫的機種。 非橫溫式的電熱水器因為加熱功率是固定的,一旦水流量改變,立刻出水溫度就立刻改變,所以如果是非恆溫式的電熱水器,又在水壓變動很大的場合使用,那感覺到忽冷忽熱是正常的,只不過一樣的條件使用一般的瓦斯熱水器,也會完全得到一樣的結果。


使用費用部份,我有不同的見解,今天晚了,明天再回
Ryan2342 wrote:
與我原先認知一樣~
瓦斯熱水器的使用成本相對是較低的~

你指的是天然瓦斯還是桶裝瓦斯?

桶裝瓦斯的成本,與電的成本差異,其實沒差多少
yagami7215 wrote:
恆溫瓦斯瞬熱熱水器的調溫控制是非常困難的,我的意思是,因為瓦斯調溫的變因太多,在控制上必須要以閉迴路控制來達成控制精準,而閉迴路控制的系統反應時間基本上是看迴授數據的反應時間。 因為水是密度很大的東西,所以調整瓦斯流量後,一直到水溫實際發生變化,很可能是1~2秒以後的事,所以在控制上,這樣的控制方式要達到系統穩定的時間就會很長,而一旦控制條件改變,譬如水流量改變,系統必須等到水溫開始改變(水溫升高),才會做出反應,降低瓦斯流量,等水溫開始下降,再重新修正進到穩定的輸出。
當然透過更多的感知器回傳訊號,可以做更多的控制,譬如導入流量感測,可以引入流量前饋控制。這些是理論上可以做的,只是實際上我是沒看過有熱水器廠商釋出這種訊息的(當然我看的熱水器不多,這些資訊熱水器廠商也沒有揭露的義務)

yagami大提的這個做法應該已經實現一陣子了喔。

據RAY所知,
現在一般做得還可以的數位熱水器,
(印象中應該是瓦斯、電熱水器都有)
應該多半都有安裝水量傳感器。

就RAY自己裝得最多所以也比較熟悉的林內數位熱水器來說,
至少我常裝的二款強排機種的確都是密閉式的燃燒室作業,
(個人愛用型號:RUA-B1601WF RUA-1621WF-DX)
搭配進水口的水流量數據、出水口的水溫數據供控溫電腦計算、調整火力之外,
同時也輔以內部另接的旁通冷水管來輔助在溫度過高時快速降溫,
來達到接近恒溫的效果。
20L以上的林內產品甚至有水量伺服馬達,
連進水的流量、水壓都納入電腦的控制內。

相關的資訊別家熱水器廠商有沒有揭露我不知道,
但至少林內的官網裡都找得到以上資訊。


yagami7215 wrote:
恆溫電熱水器,只要熱水一開,流量感知器回傳現在流量(超過最低流量下限),1ms以後電流就算好輸出很準備給加熱棒去加熱了,水流量改變的反應也是這麼快。
而瓦斯熱水器大多必須在水溫已經改變了,出水溫度感知器才會回傳,系統才知道水溫改變了,才開始調整瓦斯流量去修正出水溫度。
兩者相比,我完全不支持電熱水器會有忽冷忽熱問題。

這個部份就和RAY的認知不同,
也許是RAY的資訊過時,
所以我的觀念還在以前一些業主回饋給我的訊息:"瞬熱式電熱水器的水溫上下幅度極大",
才會這樣寫。

主要的問題是RAY安裝過的瞬熱電熱水器的確不多,
大概就是在廚房距離浴室的較遠時,
才會建議主熱水器設置在距離浴室較近的位置,
而在廚房另設一部瞬熱型電熱水器供廚房水槽/洗碗機使用。
也就是說…
因為RAY覺得它就是忽冷忽熱,所以裝得少;
因為裝得少接觸得少,所以資訊就有點過時。

這點容我再好好爬文研究研究之後,再想想該怎麼編輯、修改。

無論如何都很感謝樓主跟Y大的良性討論
讓我這個知識淺薄者增進不少知識:)
真是非常棒的分享與討論,期待後續!

yagami7215 wrote:
我又來了這一段我覺...(恕刪)


認同
目前我家就是用瞬熱恆溫機種,真的好用。
(102年5月買的,水電材料行買不到5千元,櫻花牌)

和五段式調整非恆溫的舊機比真的差太多了,
熱水側水壓夠的話全開即可,不需混冷水,只須調整自己要的溫度,不但較省水,也縮短洗澡時間,更不用洗到為了忽冷忽熱的水生氣


ZHL wrote:
目前我家就是用瞬熱恆溫機種,真的好用(恕刪)


請問熱水關閉之後,短時間再度開啟,水溫會不會過高?
我還停留在會被燙到的印象中
文章分享
評分
複製連結
bluekai