水热交换器
印度水热交换器制造商
水加热是一种利用能源将水加热到初始温度以上的热力学过程。热水的典型家庭用途是做饭、清洁、洗澡和空间供暖。在工业上，热水和加热冷凝的水都有许多用途。
在国内，水通常是在被称为热水器、水壶、大锅、锅或铜器的容器中加热。这些金属容器加热一批水，但不会在预设的温度下产生持续的热水供应。温度会根据热水的耗水量而变化;随着流量的增加，水的温度会降低。
提供或多或少稳定的热水供应的器具被称为热水器、热水加热器、热水箱、锅炉、热交换器、热量加热器或间歇泉，这取决于它们是加热过滤水还是非饮用水，在生活或工业用途中，它们的能源来源，以及它们在世界上的哪个地区发现。在家庭装置中，用于空间供暖以外用途的饮用水有时称为生活热水(DHW)。
在许多国家，加热水最常见的能源是化石燃料:天然气、液化石油气、石油，有时是固体燃料。这些燃料可以直接使用，也可以通过使用电力(电力可以来自上述燃料中的任何一种，也可以来自核能或可再生能源)获得。可替代能源，如太阳能、热泵、热水热回收，有时还有地热能，也可酌情使用，通常与天然气、石油或电力供应的备用系统配合使用。
在一些国家，集中供暖是人口密集的城市地区的主要水供暖来源。在斯堪的纳维亚半岛尤其如此。区域供暖系统可以提供所有的能源用于水加热，以及从工业、发电厂、焚化炉、地热供暖和集中太阳能供暖的余热中提供空间加热。自来水的实际加热是在消费者住所的热交换器中进行的。由于对集中供热系统的可及性期望很高，消费者通常没有建筑物内的备用系统。
住宅使用的热水器的能源效率差别很大，特别是根据制造商和型号的不同。然而，电加热器的效率往往略高(如果不考虑发电站的损失)，回收效率(能量转移到水中的效率)可达98%左右。燃气加热器的最大回收效率仅为86%(剩余的热量随烟道气体流失)。电力系统的总能量因子可低至80%，燃气系统可低至50%。能源系数在62%或以上的天然气和丙烷水箱热水器，以及能源系数在93%或以上的电水箱热水器，都被认为是高效装置。能源星级天然气及丙烷热水器，能源系数达67%及以上;电水箱热水器不包括在“能源之星”计划中。由于目前电力生产本身的效率水平仅为15%到略高于55%(联合循环燃气轮机)，而火电厂通常约为40%，直接电水加热通常是能效最低的选择。然而，使用热泵可以使电热水器的能源效率更高，并导致二氧化碳排放的减少，如果使用可再生能源，效果会更好。
规格:
- 水热交换器是一个水循环器和计时器，为了减少来自再循环系统的附加热损失，可以容纳一个类似于罐式系统中的再循环系统。但不得不说的是，如果储罐是高度绝缘的——少数储罐具有优异的绝缘水平，如100毫米或更多的聚氨酯泡沫——节省就变得微乎其微。一台家用级电储热水器，其表面温度比空气温度高1℃以下。
应用程序:
- 在美国，水在10°C(50°F)左右进入住宅(随纬度和季节而变化)。
- 40-49°C(104-120°F)的热水温度是洗碗、洗衣和淋浴的首选;要求水温提高约30°C(54°F)或更高，如果热水随后与冷水混合。
- 《统一管道规范》规定淋浴流量为每分钟2.5加仑(9.5升);水槽和洗碗机的使用量为每分钟1-3加仑(3.8-11升)。
- 在美国，天然气的计量单位是CCF(100立方英尺)，它被转换成一个被称为热的标准化热量单位，等于10万英制热单位(BTU)。
- BTU是将一磅水升高一华氏度所需要的能量。一美加仑水重8.3磅(3.8公斤)。
- 因此，将一个40加仑的55°F(13°C)的水提高到105°F(41°C)，将需要(40 × 8.3 ×(105−55)/ 100,000)BTU，或约0.17 CCF，以100%的效率。一个40000 BTU/h的加热器需要25分钟才能达到100%的效率。按每热1美元计算，天然气的成本约为17美分。
- 相比之下，一个典型的电热水器有4500瓦的加热元件，如果100%有效，加热时间约为1.1小时。由于16,600 BTU大约是4.9千瓦时，按10美分/千瓦时计算，电费将为0.49美元。使用2.5 gpm和104°F(40°C)的淋浴相当于使用19.8 kW的电器[参考w计算13.2 kW，但这是20℃而不是30℃的升高]在英国，家用电浸式加热器的额定功率通常为3千瓦。
优点:
- 安全:热水器可以精确控制处理过的水的温度，这意味着危险的温度水平和峰值不再是一个问题
- 降低水损坏的风险:没有储存的水意味着没有因水箱故障或破裂而造成水损坏的风险，尽管管道或配件故障造成水损坏的风险仍然存在。然而，热水器的热水或冷水管道的不当管道都会导致水损坏。
- 更少的物理空间:大多数热水器可以安装在墙上，甚至可以安装在建筑物内部。这意味着需要更少的物理空间来加热水。即使是不能安装在墙上的系统也比水箱式热水器占用更少的空间。
- 无限的热水:由于水在通过系统时被加热，通过热水器可获得无限的热水供应。尽管流量将决定一次能产生多少热水，但它可以无限地产生。然而，这也可能是一个缺点，因为用完热水会限制使用，而加热器没有这样的限制。
- 长期能源节省:虽然热水器一开始可能会花费更多，但从长远来看，它可能会带来能源和成本的节约。因为水只在需要的时候加热，所以没有热水的储存。有了水箱，水就可以整天保持温暖，即使它从来没有被使用，热量通过水箱壁流失会导致持续的能量流失。即使在对热水有很高需求的家庭或建筑中，热水器也可以在一定程度上节省开支。在一个典型的家庭中，这些节省是相当可观的。
