美国加州安装120 伏热泵热水器的经验教训

从加州范围内安装的 120 伏 HPWH 性能方面吸取的经验教训

摘要

由于建筑物约占美国碳排放量的 37%，因此解决建筑环境的碳排放问题对于实现《巴黎协定》的目标并将全球平均气温上升限制在 1.5 摄氏度以下至关重要。

水加热和空间供暖合计占美国住宅能源使用的三分之二，应该成为任何建筑环境脱碳计划的基石。

在住宅和多户住宅建筑中，水加热约占能源消耗的 17% 至 32%。在全国范围内，现有家用热水器超过1.23亿台，每年更换的热水器超过750万台。据估计，90%的水加热更换是在紧急情况下进行的。如果没有简单、实惠且快速的热泵热水器 （HPWH） 更换解决方案，房主更有可能选择与现有技术相似的更换。

目前，美国热水器市场以天然气热水器和电阻式热水器两种类型为主。虽然 HPWH 的效率是任何传统热水器的两到四倍，但它们的购买和安装成本可能高出三倍。因此，截至 2021 年，HPWH 仅占据了全国电热水器市场份额的 2.3%。

HPWH面临许多障碍，但这些障碍主要与市场和安装实践有关，而不是技术本身的缺点。最大的障碍是：

•更高的前期和安装成本

•由于空间、通风和冷凝要求，安装复杂性

•缺少标准 HPWH 所需的 240 伏电源

•一般安装人员和消费者对传统型号的偏见

•缺乏技术信心和对长期成本节约和环境效益的理解

新兴的插电式 120 伏 HPWH 现已进入市场，是制造商的重要新产品，旨在解决其中一些关键障碍。本报告重点介绍了 120 伏热泵热水器技术首次第三方现场验证工作的主要发现。

新建筑协会（NBI）与加利福尼亚州的 120 伏 HPWH 制造商和公用事业公司密切合作，开展了全州范围的 120 伏 HPWH 现场验证计划。作为该计划的一部分，NBI 为加利福尼亚州 （CA） 大多数气候区的 32 家客户安装了 120 伏 HPWH。对这些设备进行水和环境温度、流量、功耗的监测，并对客户和承包商的使用情况和对热水器的满意度进行调查。一旦成功验证了热水器的基本功能和提供热水的能力，就选择了 32 个站点中的三个来测试热水器需求响应准备和负载转移功能，以确认它们是否能够遵循时间表、预热水和储存水。这项工作是先进热水倡议 （AWHI） 的一部分，这是一项旨在使建筑物热水脱碳的国家市场转型努力。

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