在挑选热水器时,能效等级是一个绕不开的重要指标,尤其是一级能效和二级能效,常常让消费者难以抉择。它们之间究竟在耗电量上有多大差别?又是什么因素导致了这些差异?接下来,让我们深入探究一番。
能效等级划分依据
根据《家用热水器能效限定值及能效等级》(GB 20665 – 2015)等标准,热水器的能效等级分为五级,1 级最高,5 级最低。能效等级是衡量热水器能源利用效率的关键指标,主要通过能效比(COP)或能效指数来评判。
一级能效代表着最高的能源利用效率,其 COP 值通常较高(如空气能热水器 COP 通常≥3.8,电热水器 24 小时固有能耗系数≤0.6,燃气热水器热效率≥90%),意味着在产生相同热量或热水量的情况下,消耗的电量或燃气量最少。
二级能效的效率稍逊一筹,COP 值略低于一级(例如空气能热水器 COP 在 3.0 – 3.6,电热水器固有能耗系数约 0.6 – 0.7,燃气热水器热效率约 85% – 90%)。从这里就可以初步看出,一级能效在能源利用上具备先天优势,理论上耗电量会更低。
一级和二级热水器在耗电量上的具体差异
电热水器
- 热水输出率与耗电量关系:
- 一级能效电热水器的热水输出率要求≥70%,二级能效为≥60% 。这意味着在额定条件下,一级能效热水器能输出更多热水。比如同样是 60 升的电热水器,按国标最低要求,一级能效比二级能效能多输出 6 升热水。在满足相同热水使用需求时,二级能效可能需要多次加热,从而增加耗电量。举例来说,如果一个家庭日常需要使用 40 升热水,一级能效热水器一次加热就能满足,而二级能效可能需要加热接近两次,耗电量自然会增加。
- 从能量守恒角度,产生更多热水必然需要更多能量输入。假设加热 1 升水升高 1℃需要消耗一定能量,一级能效在输出更多热水的情况下,若要达到与二级能效相同的热水使用量,其加热效率更高,消耗的电量相对会更合理。
- 24 小时固有能耗系数体现的保温耗电量:
- 一级能效电热水器 24 小时固有能耗系数≤0.6,二级能效≤0.7 。这个系数反映的是热水器保温性能。以 60 升热水器为例,在 25°C 环境下保温 24h,一级能效的耗电量约为(0.015×60 + 0.8)×0.6 = 1.02 度;二级能效的耗电量约为(0.015×60 + 0.8)×0.7 = 1.19 度 。可以看出,二级能效在保温过程中的耗电量明显高于一级能效。长时间下来,这个差距会不断累积。若每天保温 24 小时,一个月(30 天)下来,二级能效就比一级能效多耗电(1.19 – 1.02)×30 = 5.1 度。
燃气热水器
- 热效率与耗气量、耗电量关联:
- 一级能效燃气热水器热效率≥90%,二级能效热效率约 85% – 90% 。热效率越高,意味着燃气燃烧产生的热量转化为热水的比例越高,损耗的热量越少。在提供相同温度和水量热水时,一级能效由于热效率高,所需燃气量更少。虽然燃气热水器主要消耗燃气,但燃烧过程中的风机、控制器等部件也会耗电。当燃气消耗减少,这些辅助部件运行时间可能相应缩短,间接减少了耗电量。
- 例如,某品牌燃气热水器在测试中,一级能效型号在将 50 升水从 20℃加热到 50℃时,热效率达到 92%,消耗燃气量为 0.15 立方米,同时整机运行耗电 0.05 度;而二级能效型号热效率为 87%,消耗燃气量为 0.17 立方米,整机运行耗电 0.06 度。由此可见,一级能效在燃气和电的综合消耗上都更低。
- 不同工况下的耗电量差异:
- 在实际使用中,若频繁开关热水器,二级能效由于热效率相对较低,每次启动重新加热时,需要消耗更多能量来提升水温,不仅燃气消耗增加,风机等部件频繁启动也会使耗电量上升。而一级能效凭借良好的热效率和快速升温能力,在应对频繁开关时,能更迅速达到设定温度,减少不必要的能耗,包括电耗。
- 当使用热水量较大时,一级能效的优势同样明显。比如家庭中多人连续洗澡,一级能效热水器能够高效持续地提供热水,保持水温稳定,其辅助部件运行也更稳定,耗电量相对平稳。二级能效则可能因热效率不足,需要不断加大燃烧功率来满足热水需求,导致风机等部件高负荷运转,耗电量随之增加。
导致一级和二级耗电差异的技术和设计因素
电热水器
- 加热元件技术差异:
- 一级能效电热水器通常采用更先进的加热元件,如采用新型纳米涂层加热丝,其电阻更低,导电性能更好,在电能转化为热能过程中,热损耗更小,加热效率更高。相比之下,二级能效可能采用普通加热丝,电阻相对较大,加热时会有更多电能以热量形式散失在周围环境中,导致耗电量增加。
- 一些高端一级能效电热水器还配备了智能变频加热技术,可根据水温、用水量自动调节加热功率。当水温接近设定温度时,自动降低功率,维持水温,避免过度加热,从而有效降低耗电量。而二级能效大多为定频加热,无论水温情况如何,始终以固定功率加热,容易造成能源浪费。
- 保温材料与结构设计:
- 一级能效电热水器在保温材料上更为考究,多采用厚度更厚、性能更优的聚氨酯发泡保温材料,且保温层厚度一般在 40mm 以上,能有效阻止热量散失。其内胆结构设计也更科学,减少了热水与内胆壁的热交换面积,进一步降低热量损耗。
- 二级能效电热水器的保温材料可能稍差,厚度也可能不足,导致保温性能欠佳。热量更容易通过内胆壁和外壳散发到周围环境中,使得热水器需要频繁启动加热来维持水温,从而增加了耗电量。
燃气热水器
- 冷凝技术应用:
- 一级能效燃气热水器多采用冷凝技术,通过增加冷凝热交换器,回收高温烟气中的热量来预热进水管中的冷水。这样一来,进入主热交换器的冷水温度已经有所提升,在加热到设定水温时,所需燃气量减少,同时由于燃烧更充分,辅助部件运行时间缩短,间接降低了耗电量。
- 二级能效燃气热水器一般没有冷凝装置,高温烟气中的热量直接排出室外,造成了能源浪费,且在加热相同水量和水温时,需要消耗更多燃气,相应地辅助部件工作时间更长,耗电量也会增加。
- 燃烧系统与风机优化:
- 一级能效燃气热水器的燃烧系统经过精心设计,燃烧更充分、更稳定,能将燃气的化学能最大限度地转化为热能。同时,其风机采用高效节能型,根据燃烧情况精准调节送风量,保证燃烧效果的同时,降低了风机耗电量。
- 二级能效燃气热水器的燃烧系统可能相对简单,燃烧不够充分,部分燃气未完全燃烧就被排出,不仅浪费能源,还可能导致热效率降低。风机可能也不够智能,无法根据实际需求精准调节风量,耗电量相对较高。
长期使用,一级能效能省多少钱
以电热水器为例,假设每天使用 4 小时,电费按 0.5 元 / 度计算。一台 1.5 匹的热水器,一级能效机型在连续运行一小时时,比二级机型少耗电 0.065 度,那么一年下来(365 天),一级能效比二级能效可省电 0.065×4×365 = 94.9 度,节省电费 94.9×0.5 = 47.45 元。若使用 5 年,累计可节省电费 47.45×5 = 237.25 元。
对于燃气热水器,同样假设每天使用 4 小时,燃气费按 3 元 / 立方米计算。如前文提到的测试数据,一级能效型号每次加热比二级能效少消耗燃气 0.02 立方米。每天若加热 3 次,一年下来(365 天),一级能效比二级能效少消耗燃气 0.02×3×365 = 21.9 立方米,节省燃气费 21.9×3 = 65.7 元。长期使用,这个费用差距也较为可观。
如何选择适合自己的能效等级
- 考虑使用频率和热水需求量:如果家庭成员多,每天热水使用量大,且使用频率高,如经常多人连续洗澡、大量使用热水洗衣洗碗等,选择一级能效热水器更能节省能源费用。因为在频繁使用和大量用水情况下,一级能效的节能优势能充分体现。反之,若家庭人口少,热水使用量不大,偶尔使用热水器,二级能效热水器在价格上可能更具优势,虽然长期使用能耗稍高,但整体费用增加并不明显。
- 关注初期购买成本与长期节能收益:一级能效热水器由于采用了更先进的技术和更好的材料,价格通常比二级能效高出 15% – 25% 。比如某品牌同规格的储水式电热水器,一级能效型号售价约 3000 元,而二级机型仅需 2400 元。如果打算长期使用同一台热水器,从全生命周期成本来看,一级能效后期节省的能源费用能够弥补初期较高的购买成本。但如果预计使用年限较短,可能二级能效更经济实惠。
- 结合家庭用电、用气情况:若所在地区电费或燃气费价格较高,那么选择一级能效热水器能显著降低日常使用成本。相反,在能源价格相对较低的地区,一级和二级能效在费用上的差距可能不那么突出,可综合其他因素考虑。
总的来说,一级能效热水器在节能方面表现更优,长期使用能为用户节省不少电费或燃气费,但购买价格相对较高。二级能效热水器则较为经济实惠。消费者可根据自身实际需求、使用习惯以及经济状况,权衡利弊后做出合适的选择。