1.一直开着保温的情况
工作原理:电热水器一直开着保温时,当水温下降到一定程度(一般为5-10℃左右,不同品牌和型号有差异),热水器的加热装置就会启动,将水加热到设定温度。例如,设定温度为60℃,当水温下降到50-55℃时,就会开始加热。
能耗分析:电热水器的保温效果与其内胆的保温材料和厚度有关。一般较好的电热水器采用聚氨酯泡沫等保温材料,保温性能较好。但是,即使有良好的保温措施,热量还是会慢慢散失。其散热速度和环境温度、内胆的保温性能等因素有关。
举例说明:假设一台电热水器容量为60L,功率为2000W,保温一天(24小时),如果每小时因为散热需要加热5分钟(这是一个假设情况,实际因热水器而异),那么一天加热的总时间为\(24\times5=120\)分钟,即2小时。按照功率计算,消耗的电能为\(2kW\times2h=4kWh\)(度)。
2.使用时再加热的情况
工作原理:这种方式是在需要使用热水时才开启电热水器进行加热。例如,当要洗澡时,提前开启热水器,从室温(假设20℃)加热到设定的洗澡温度(如40℃)。
能耗分析:加热所需的电能取决于水的体积、初始温度、设定温度和热水器的功率。根据热量计算公式\(Q=cm\DeltaT\)(\(c\)是水的比热容\(4.2\times10^{3}J/(kg\cdot℃)\),\(m\)是水的质量,\(\DeltaT\)是温度变化),对于60L(即60kg)的水,从20℃加热到40℃,吸收的热量\(Q=4.2\times10^{3}J/(kg\cdot℃)\times60kg\times(40-20)℃=5.04\times10^{6}J\)。
根据\(W=Pt\)(\(W\)是电功,\(P\)是功率,\(t\)是时间)和\(Q=W\)(理想情况下,电能全部转化为热能),可得\(t=\frac{Q}{P}=\frac{5.04\times10^{6}J}{2000W}=2520s=42\)分钟,消耗电能为\(2kW\times\frac{42}{60}h=1.4kWh\)(度)。如果一天只使用一次热水,这种方式消耗的电能相对较少。
3.综合比较
使用频率因素:如果家庭使用热水的频率较高,比如一天多次使用热水(如洗手、洗碗、洗澡等),一直开着保温可能更方便,虽然有热量散失,但频繁地重新加热所需的电能总和可能会超过一直保温的能耗。例如,一个有五口人的家庭,一天中洗手、洗碗、洗澡等需要使用热水10次以上,每次重新加热都需要消耗一定的电能,而且随着使用次数的增加,重新加热的能耗可能会超过保温的能耗。
保温性能因素:如果电热水器的保温性能很好,内胆的保温材料厚且质量高,那么一直开着保温散失的热量就会相对较少,这种情况下一直开着保温可能更省电。相反,如果保温性能差,热量散失快,那么使用时再加热可能更省电。
电价因素:还需要考虑电价的因素。如果所在地区实行峰谷电价,并且可以利用低谷电价来加热,那么使用时再加热并在低谷电价时段进行加热可能更经济实惠。例如,在低谷电价时段将水加热好储存起来,在需要使用热水时可以直接使用,避免了在高峰电价时段一直开着保温带来的高成本。
|