В заслонках дымохода обычно используется электрический датчик, который активирует электромеханический клапан, требующий надежного источника питания. Новая система от Advanced Conservation Technologies (ACT) представляет собой бытовую заслонку, активируемую исключительно за счет конвективной силы дымовых газов. Эта система может снизить потери в режиме ожидания в водонагревателях с низким КПД. Однако он может не работать при низком давлении пара высокоэффективных водонагревателей.

Демпфер ACT имеет сверхлегкую металлическую диафрагму. Когда горелка горит, горячие выхлопные газы поднимают диафрагму вверх по вертикальному стержню, открывая вентиляционные отверстия и позволяя разбавляющему воздуху поступать в дымоход. Когда нагреватель выключится и газы немного остынут, диафрагма опустится обратно. Любые выхлопные газы, оставшиеся в дымоходе, включая выхлопные газы пилота, все еще могут выходить через преднамеренные зазоры по краю заслонки. Весь узел просто заменяет существующий блок отвода тяги в верхней части водонагревателя.

Испытания показывают, что демпфер снижает потери в режиме ожидания. Американская газовая ассоциация (AGA) провела испытания водонагревателя без потребности в горячей воде, который просто поддерживал заданную температуру воды. Заслонка уменьшила потери тепла в час на 45%. В другом тесте AGA демпфер зацикливался, чтобы имитировать около 14 лет среднего использования водонагревателя. Было обнаружено, что демпфер сократил потери в режиме ожидания на 29%. В случаях, когда 40% энергии водонагревателя теряется в режиме ожидания, это означает, что заслонка может сэкономить 12% энергии водонагревателя.

Рекомендованная розничная цена этого дымохода для жилых помещений составляет менее 50 долларов. Если это сэкономит 5% энергии водонагревателя без увеличения обслуживания бака (и при условии, что установка будет быстрой и простой), устройства окупятся через несколько лет в большинстве домов.

Резервуары для хранения проблематичны. Их сложно установить, и их эффективность низка в реальных ситуациях. Они также не были эффективны в извлечении большого количества тепла из сточных вод.

В системе GFX, представленной на рынке в 1995 году, не используются резервуары или насосы, а для ее работы не требуется электричество, поэтому материалы и эксплуатационные расходы значительно сокращаются. В настоящее время доступны шесть моделей по цене от 180 до 410 долларов.

Блок рекуперации тепла GFX представляет собой противоточный теплообменник, извлекающий тепло из сточных вод. Используя змеевиковую конструкцию, его можно легко установить в обычную водопроводную сеть в подвале или в большом подвальном помещении. Стандартное устройство высотой 5 футов состоит из 3-дюймовой медной трубы, плотно обернутой 1/2-дюймовой медной трубкой. Также доступны более крупные модели, использующие 4-дюймовую трубу с трубкой 3/4 дюйма. Трубка соединяется с дренажной линией, а трубка соединяется с линией подачи холодной воды.

Входящая холодная вода под давлением течет вверх по змеевику, окружающему центральную водосточную трубу. Поскольку теплообменник GFX установлен вертикально, дренажная вода падает вниз и растекается по внутренним стенкам вертикальной трубы. Восстановленное тепло предварительно нагревает воду на входе.

Высокий коэффициент теплопередачи означает, что GFX передает тепло воде на входе более эффективно, чем другие системы рекуперации горячей воды. Гладкая медная поверхность предотвращает рост органических веществ, а мыльная пленка проходит менее чем за две секунды, оставляя мало времени для накопления взвешенных частиц жира и мусора. При различных установках и тестах агрегат не засорялся.

Когда теплая вода проходит по трубе, она прилипает к стенке трубы, нагревая стену. Холодная вода, поднимающаяся по змеевику вокруг трубы, легко поглощает это тепло. Тем не менее, система работает лучше всего, когда дренажная и подающая линии используются одновременно, достигая максимальной эффективности при равных расходах дренажной и подающей линии. В процедуре тестирования энергетического фактора (EF) Министерства энергетики используется несколько больших заборов горячей воды. Когда это испытание выполняется таким образом, что вода сливается через теплообменник GFX, при этом скорость подачи равна скорости слива, GFX увеличивает КВ системы водяного отопления примерно на 34% и может утроить номинальные значения за первый час. Ванны, стиральные машины, посудомоечные машины и другие пользователи, работающие в периодическом режиме, получат мало пользы от устройства, а вот душевые пригодятся.

Система GFX прошла пять технических оценок в различных исследованиях. Из них самый обширный и самый последний был проведен Университетом Олд Доминион в Вирджинии. Система была протестирована с тремя типами электрических водонагревателей. В соответствии с тремя различными графиками использования GFX предварительно нагревает подаваемую воду на 20–30 °F, в зависимости от температуры на входе, при расходе от 2,5 до 3,0 галлонов в минуту (галлонов в минуту). Общая экономия энергии GFX колебалась от 47% до 64% ​​и в среднем составила 57%. GFX увеличил КВ на каждом протестированном нагревателе на 57%-73%.

Исследователи предупреждают, что фактическая экономия в значительной степени зависит от того, используется ли дома горячая вода партиями, которые сливаются позже, как в случае со стиральными машинами, или же крупные пользователи сливают воду постоянно, как это происходит в душе. Другими факторами, которые могут повлиять на экономию, являются температура холодной воды на входе и разница между расходами подачи и слива.

Система GFX является хорошим дополнением к безбаковым водонагревателям, которые часто имеют ограниченный расход воды. Исследование Old Dominion предполагает, что для одного душа GFX может обеспечить экономию 13-34 кБТЕ в час. Таким образом, для ежедневного десятиминутного душа возможно снижение энергопотребления на 240-600 кВтч на человека в год; при средней внутренней стоимости в 8,6 цента/кВтч эта экономия составляет 20-50 долларов в год на человека. Использование GFX наиболее эффективно с электрическими водонагревателями; экономия средств не столь драматична для агрегатов, работающих на жидком и газовом топливе. На электрических водонагревателях исследование показало, что с GFX нагреватели никогда не включали свои элементы верхнего сопротивления. Таким образом, электрические водонагреватели могут быть дешевле в установке, поскольку они потребуют меньше пиковой мощности.

Одним из недостатков GFX является его влияние на питьевую воду. В типичных установках основной вход холодной воды проходит через устройство, поэтому холодная вода подается во все краны при температуре 75–85 °F, когда в канализации находится теплая вода. Этого можно избежать, установив GFX после любых ответвлений от кранов, используемых для питьевой воды, но это может усложнить модернизацию установки.

Насос потребности ACTs расположен на приспособлении в конце участка трубы горячей воды. Он достаточно мал, чтобы поместиться под раковиной, но требует электрической розетки поблизости. После активации он перекачивает воду из горячей линии в холодную до тех пор, пока горячая линия не заполнится горячей водой.

Имеются две технологии для сокращения потерь воды и решения проблемы нагрева холодных труб (см. Водонагреватели и энергосбережение — выбор, выбор! HE May/June ’96, p. 15). Системы рециркуляции горячей воды постоянно перекачивают воду по линиям горячей воды обратно в водонагреватель, поэтому в кране всегда есть горячая вода. Тем не менее, линии горячей воды по всему дому работают как радиаторы круглый год, увеличивая нагрузку на охлаждение и отводя значительное количество энергии от водонагревателя. А полная система рециркуляции требует дополнительной прокладки труб, что влечет за собой значительные расходы, особенно в качестве модернизации. Другой альтернативой является безрезервуарный или проточный водонагреватель, но они имеют низкую пиковую мощность и требуют необычно больших электрических или газовых линий.

Чтобы улучшить непрерывную рециркуляцию, компания ACT разработала насос по потребности, который подает воду из линии горячей воды обратно в водонагреватель, когда есть потребность в горячей воде, а не постоянно. На каждом кране горячей воды есть кнопка, либо подключенная к центральному насосу, либо подключенная с помощью пульта дистанционного управления. Пользователи нажимают кнопку, чтобы активировать насос, который затем перекачивает теплую воду из линии горячей воды в линию холодной воды и обратно в нагреватель горячей воды. Таким образом, в отличие от рециркуляционных систем с обраткой горячей воды, эта система не требует дополнительных труб. По словам президента ACT Ларри Акера, насос нагнетает воду по трубам со скоростью от 6 до 10 галлонов в минуту (галлонов в минуту), поэтому он подает горячую воду к кранам намного быстрее, чем обычный кран на 1,5 галлона в минуту, насадка для душа с низким расходом 2,5 галлона в минуту, или кран для ванны на 4 галлона в минуту.

ACT утверждает, что система может сэкономить от 20 до 50 галлонов воды в день в типичных домах на одну семью. Тем не менее, по оценкам Министерства энергетики США, типичное домашнее хозяйство использует 63 галлона воды в день, и комитет в настоящее время рассматривает возможность снижения этой оценки. В свете оценки Министерства энергетики прогнозируемая экономия до 50 галлонов в день кажется маловероятной.

В дополнение к экономии воды и удобству, насос по потребности может экономить энергию. Опрос пользователей, проведенный ACT, показывает, что жители снизили заданные значения термостата резервуара для воды с 10 ° F до 22 ° F после установки насоса. Если бы опрос был точным и на поведение можно было бы рассчитывать, это привело бы к значительной экономии энергии. ACT утверждает, что более быстрая подача горячей воды к кранам является причиной того, что жители смогли снизить температуру своих водонагревателей. Акер утверждает, что быстро движущаяся горячая вода из помпы не имеет возможности так сильно остыть на пути к крану; вместо этого он наполняет трубы горячей водой и почти одновременно нагревает всю трубу.

Акер также утверждает, что экономия энергии возникает за счет возврата теплой воды в водонагреватель. Однако неясно, сколько теплой воды возвращается в водонагреватель. Если линия теплой воды имеет ту же длину, что и линия холодной воды, линия холодной воды начнет возвращать теплую воду, как только полностью нагретая вода достигнет насоса.

Пока еще нет независимых мониторинговых исследований, позволяющих получить надежную оценку энергосбережения. Насос мощностью 85 Вт работает всего от 20 до 45 секунд за раз, поэтому, если его использовать 30 раз в день, он будет потреблять около 10 кВтч в год.

Потенциал энергосбережения зависит главным образом от индивидуального поведения. Если жилец обычно включает горячую воду, а затем уходит, водопотребляющий насос может предотвратить утечку галлонов горячей воды в канализацию. Гэри Кляйн, специалист по энергетике из CEC, использует насос по потребности дома. Кляйн отмечает, что потери от ожидания горячей воды более значительны, чем люди думают. Когда вы запускаете кран на полную мощность, пока он не нагреется, а затем выкручиваете его и добавляете немного холодной воды, каждую минуту, когда он работает на полную мощность, набирается в два или три раза больше воды, чем когда вы на самом деле используете горячую воду. Таким образом, если вода течет в течение двух минут, чтобы нагреться, а затем используется в течение шести минут для мытья посуды, то в ожидании горячей воды может быть израсходовано столько же энергии и воды, сколько было использовано для мытья посуды.

Насос спроса продается по цене около 400 долларов. По словам Акера, его может установить домовладелец за час или два, и редко требуется профессиональный сантехник.

Если насос действительно позволяет жильцам снизить уставку водонагревателя на 10°F, и они используют 62 галлона горячей воды в день, это сэкономит им около 0,95 доллара в месяц при средних тарифах на природный газ (60 центов/терм) или 3,70 доллара. в месяц по средним тарифам на электроэнергию (8 центов/кВтч). Другими словами, рентабельная установка должна быть в доме с большим количеством заборов горячей воды в день, длинными трубами и/или дорогой водой (см. Сколько стоит душ?). Большинство клиентов, вероятно, купят эту систему из-за ее дополнительного удобства, и любая экономия энергии или воды будет случайной.

Производительность помпы требует более глубокого анализа как в контролируемой среде, так и в реальных домах.