ข้อมูลของเครื่องทำน้ำอุ่น

อย่างไรก็ตาม เจ้าของบ้านบางคนกำลังค้นพบว่าพวกเขามีความจำเป็นที่จะต้องคิดถึงการใช้พลังงานในช่วงเช้าตรู่ให้น้อยลง ต้องขอบคุณทางเลือกที่ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นแทนเครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้าทั่วไป นั่นคือ เครื่องทำน้ำอุ่นแบบปั๊มความร้อน ผลลัพธ์จากการศึกษาภาคสนามครั้งใหม่กำลังท้าทายความเข้าใจก่อนหน้านี้ว่าเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนนั้นมีประสิทธิภาพไม่ว่าจะติดตั้งด้วยวิธีใด กลายเป็นว่าการใช้ท่อสำหรับดูดอากาศเข้าและออกจะส่งผลกระทบต่อการใช้พลังงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าและทั้งบ้าน "เครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนสามารถใช้พลังงานน้อยกว่าเครื่องทำน้ำร้อนไฟฟ้าแบบดั้งเดิมถึง 63 เปอร์เซ็นต์" ซาร่าห์ วิดเดอร์ หัวหน้านักวิจัยของการศึกษาจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือของกระทรวงพลังงานกล่าว "เมื่อการทำน้ำร้อนคิดเป็นประมาณร้อยละ 18 ของการใช้พลังงานในที่อยู่อาศัยของสหรัฐฯ เครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนจะมอบโอกาสที่แท้จริงสำหรับการประหยัดพลังงาน" จนถึงขณะนี้ หลายคนคิดว่าการประหยัดเหล่านั้นจะถูกชดเชยด้วยการใช้งานที่เพิ่มขึ้นในระบบทำความร้อน นั่นเป็นเพราะเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนทำงานโดยการถ่ายเทความร้อนจากอากาศสู่น้ำ ซึ่งสามารถลดอุณหภูมิภายในอาคารได้ สิ่งนี้สามารถลดการใช้พลังงานในช่วงฤดูร้อน แต่ทำให้เราอุ่นบ้านมากขึ้นในฤดูหนาว แต่การทดสอบภาคสนามของ PNNL แสดงให้เห็นว่า เครื่องทำน้ำอุ่นแบบปั๊มความร้อนเชื่อมต่อกับท่อภายนอก สามารถลดการใช้พลังงานโดยรวมของบ้านได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวิธีที่เครื่องทำน้ำอุ่นปั๊มความร้อนเชื่อมต่อกับท่อภายนอก ผลการวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนอาจไม่ส่งผลกระทบต่อระบบทำความร้อนและความเย็นภายในบ้านเท่าที่เคยคิดไว้ เครื่องทำน้ำร้อนใหม่ในเมือง เนื่องจากประสิทธิภาพสูง เครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนจึงมีค่าใช้จ่ายในการใช้งานน้อยกว่าเครื่องทำน้ำร้อนแบบต้านทานไฟฟ้ามาก ซึ่งเป็นกระบอกทรงสูงขนาดใหญ่ที่ทำน้ำอุ่นในบ้าน 41 เปอร์เซ็นต์ของสหรัฐ เครื่องทำน้ำอุ่นแบบปั๊มความร้อนได้รับการติดตั้งมากขึ้นแทนที่เครื่องลูกพี่ลูกน้องแบบใช้ไฟฟ้าทั่วไป เครื่องทำน้ำอุ่นแบบปั๊มความร้อนมีสัดส่วนประมาณร้อยละ 1 ของยอดขายเครื่องทำน้ำอุ่นใหม่ทั่วประเทศ จำนวนหน่วยขายเพิ่มขึ้นจาก 34,000 ในปี 2555 เป็น 43,000 ในปี 2556 ตาม ENERGY STAR ก่อนการศึกษาภาคสนามของ PNNL ข้อมูลเดียวเกี่ยวกับเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนที่มีผลกระทบต่อการใช้พลังงานทั้งบ้านนั้นมาจากแบบจำลองคอมพิวเตอร์ในอุดมคติที่ไม่ได้ดึงข้อมูลจากโลกแห่งความเป็นจริง เพื่อพิจารณาการใช้พลังงานโดยรวมอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น Widder และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ติดตั้งเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนใน PNNL Lab Homes ซึ่งเป็นบ้านที่ผลิตขึ้นโดยเฉพาะ 2 หลังซึ่งใช้ในการประเมินเทคโนโลยีประหยัดพลังงาน มีการติดตั้งเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนในบ้านหลังหนึ่งโดยไม่ต้องเดินท่อใดๆ เครื่องทำน้ำอุ่น อีกเครื่องที่เหมือนกันได้รับการติดตั้งในบ้านหลังที่สองโดยมีหนึ่งในสองรูปแบบ: ท่อที่ระบายเฉพาะไอเสียของเครื่อง หรือท่อแบบเต็มที่ทั้งเก็บอากาศภายนอกและอากาศที่ใช้แล้วกลับออกไปในภายหลัง บ้านทั้งสองหลังใช้ระบบทำความร้อน ทำความเย็น และระบายอากาศแบบต้านทานไฟฟ้าเหมือนกัน เซ็นเซอร์ที่ติดตั้งใน Lab Homes แต่ละแห่งจะวัดการใช้พลังงาน อุณหภูมิในร่มและกลางแจ้ง ความชื้น และอื่นๆ คอมพิวเตอร์ควบคุมบ้านทั้งสองแห่งเปิดน้ำร้อนและเปิดไฟเป็นระยะเพื่อจำลองการอยู่อาศัยจริงเหมือนกันในบ้านทั้งสองหลัง ทีม PNNL ทำการทดลองในช่วงฤดูร้อนและฤดูหนาวปี 2556 ท่อบางแบบช่วยได้ แต่บางแบบก็เจ็บ เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องทำน้ำร้อนแบบไม่มีท่อ ทีมงานพบว่าการเดินท่อเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนจนสุดช่วยลดการใช้พลังงานรวมต่อปีของบ้านได้ 4.2 เปอร์เซ็นต์ สิ่งนี้ช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย 10 ปีที่ 1,982 ดอลลาร์สำหรับบ้านขนาด 1,500 ตารางฟุต นอกจากนี้ นักวิจัยยังรู้สึกประหลาดใจที่พบว่าท่อระบายอากาศเพียงอย่างเดียวช่วยเพิ่มการใช้พลังงานโดยรวมของบ้านได้ถึง 2.9 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งแสดงถึงค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในบ้านโดยรวมที่เพิ่มขึ้นประมาณ 1,305 ดอลลาร์ในช่วง 10 ปี ทีมงานพิจารณาว่าท่อดูดอากาศอย่างเดียวสร้างสุญญากาศภายในบ้าน ไอเสียที่ถูกขับออกไปทางท่อต้องถูกแทนที่ด้วยอากาศอื่นที่ถูกดึงเข้ามาจากภายนอกผ่านรอยแตกและรูในผนังด้านนอกของบ้าน เนื่องจากอากาศภายนอกอาคารเย็นกว่าอากาศที่ปั๊มความร้อนคายออกมา ท่อระบายอากาศทำให้ระบบทำความร้อนและความเย็นในบ้านต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อรักษาอุณหภูมิภายในอาคารให้อยู่ในสภาวะที่สบาย ผลลัพธ์ยังเผยให้เห็นว่าผลการระบายความร้อนของเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนมีจำกัด อุณหภูมิภายในเฉลี่ยของบ้านทั้งสองหลังเกือบเท่ากันในระหว่างการทดลอง โดยต่างกันน้อยกว่า 1 องศาฟาเรนไฮต์ในฤดูหนาวและฤดูร้อน นักวิจัยสรุปว่าส่วนหนึ่งอาจเป็นเพราะเครื่องทำน้ำอุ่นถูกวางไว้ในตู้เสื้อผ้า การปิดในห้องแยกต่างหากอาจสร้างบัฟเฟอร์ ซึ่งจะจำกัดการระบายความร้อนของอากาศที่อยู่รอบ ๆ เครื่องเป็นอย่างมาก การทำความเย็นที่เกิดขึ้นภายในตู้ทำน้ำร้อนมีนัยสำคัญมากขึ้น ตู้เสื้อผ้าของเครื่องทำน้ำอุ่นแบบไม่มีท่อมีอุณหภูมิเย็นลงประมาณ 5 องศาฟาเรนไฮต์ในฤดูร้อน และเย็นลงประมาณ 8 องศาในฤดูหนาว Widder กล่าวว่า "ถ้าคุณไม่วางเครื่องทำน้ำอุ่นแบบปั๊มความร้อนไว้กลางห้องนั่งเล่นและนั่งข้างๆ คุณอาจไม่รู้สึกหนาว" แม้ว่าการศึกษาภาคสนามของพวกเขาจะเปิดเผยข้อมูลที่น่าแปลกใจบางอย่าง Widder และเพื่อนร่วมงานของเธอสังเกตว่าจำเป็นต้องมีข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนได้ดียิ่งขึ้น การศึกษานี้จำกัดเฉพาะในภูมิอากาศของริชแลนด์ รัฐวอชิงตัน ซึ่งเป็นที่ตั้งของ PNNL Lab Homes รวมถึงรูปแบบและการออกแบบของ Lab Homes พวกเขากล่าวว่าการทดสอบภาคสนามในบ้านและสภาพอากาศที่หลากหลายจะให้ข้อมูลที่ดีกว่า ข้อมูลภาคสนามเพิ่มเติม เมื่อรวมกับแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่มีรายละเอียดมากขึ้น อาจให้ข้อมูลที่จำเป็นในการสรุปผลที่กว้างขึ้นสำหรับแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการติดตั้งเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนในภาคตะวันตกเฉียงเหนือและทั่วทั้งประเทศ ผู้เขียนกล่าว การวิจัยนี้ได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและพลังงานหมุนเวียนของกระทรวงพลังงาน และ Bonneville Power Administration