與熱相關的家電

2012/06 月號

人本教育札記/提供
 
◎蔡坤霖
 
社會學大師紀登斯在他的《氣候變遷政治學》中說道:「對於氣候變遷,間接的方法有時候是最好的方法。例如,相較於警告氣候變遷的危險性,民眾對於能源使用效能的訴求可能更有回應。」或許,藉由讓大家都理解如何提高生活中的能源使用效率,才是回應能源與氣候危機最好的方法。
 
少用電流熱效應的家電,就可以節省電費與節能減碳。
 
今年五月一日,馬英九總統發言:「節能減碳不是個人生活的選擇、不是私德的問題,它是行政當局的政策。」、「台灣99.4%的能源都仰賴進口,一定要力行節能減碳」,最後並說:「我們(中興寓所)燒熱水都是用電爐,那個非常耗電,所以現在已經在換裝瓦斯,將來的話,我想還可以進一步再省。」
 
令我感興趣的是,馬總統想更換家中電爐時,為什麼提到的是瓦斯熱水器,而不是熱泵或太陽能熱水器呢?為什麼不在這個場合,讓更多民眾瞭解這些成熟而且實際的節能科技呢?
 
當油電價格高漲,節能減碳已經從環保議題成為民生議題時,像熱泵這樣安全、省電、高效率,且適合都市環境的技術,才是政府必須優先推廣補助、民眾也可以優先考慮的選項,在減緩能源價格上漲衝擊的同時,具體落實節能減碳的目標。
 
因為政府長期的補助和推廣,太陽能熱水器在中南部的透天厝已經隨處可見;但對於許多民眾而言,熱泵依然是個相當陌生的名詞,更不用說進一步理解它的原理和優點了。當然,太陽能熱水器是非常節能的實用科技,但在缺乏空間鋪設太陽能集熱板的市區,熱泵可能是最好的熱水器。
 
到底什麼是熱泵?為什麼熱泵可以節能減碳呢?
 
在回答這個問題之前,我們可以先從一點簡單的能源知識談起:
 
1因為電能非常難儲存,所以自然界中幾乎不存在可以直接利用的電能,我們使用的電能是經過重重轉換而得。
 
2能量無法百分之百轉換,必然會造成浪費,能量轉換越多次,浪費越多。
 
3浪費的能量最後會成為廢熱,廢熱難以利用,也難以處理。
 
4日常使用的電器中,最耗電的家電通常都是將電能轉換成熱能,也就是電流熱效應的電器。
 
因此,若是能夠將空氣中的廢熱加以利用,減少電能的消耗,或是減少使用「將電能轉為熱能」的家電,對於節能減碳,會有直接而且顯著的改善。

 

利用熱泵熱水器等方式,達到日常生活的居家省能。
 
電熱水器的原理,就是將珍貴的電全部轉換成熱能;而所謂的熱泵,則是一種移動熱的裝置,也就是熱的幫浦,因此稱為熱泵。冷氣其實就是熱泵的一種,而熱泵熱水器和冷氣一樣都是利用壓縮機來移動熱,差異是在於移動的方向不同。
 
冷氣將室內空氣的熱收集起來,移動到室外,因此在製造冷空氣的同時,也會排放熱空氣,成為夏日都市酷熱的原因之一;而熱泵熱水器則將空氣中的熱收集起來,為熱水加溫,同時也會產生失去熱能的冷空氣,有些使用者會將其當作免費的冷氣。因為熱能大部分由壓縮機收集,而不是直接從電能轉換,因此效率較高。
 
根據研究,電熱水器一度電可以產生七三一仟卡的熱能,而高效率的熱泵熱水器可以產生三〇九六仟卡的熱,效率可以達到四倍左右,平均來說可以省下五到七成的電費,當然也就是減少五到七成的碳排放量(註一)。
 
和馬總統推崇的瓦斯熱水器相比,熱泵熱水器也可以省下大量的費用和能源,同時更少了外洩、氣爆或一氧化碳中毒的危險,且壽命較長。雖然前置的硬體成本較高,但平均兩到三年內可以回本,在電價不斷上漲的狀況下,回本的速度會更快,這還是將加熱時排放的冷氣帶來的效益忽略不計的情況。
 
同樣的原理,在冬天寒流來時,我們用的電暖器不管是石英管(電熱管)式、鹵素燈式、碳素燈式、葉片式或陶瓷式,也都是直接將電能轉化為熱能,耗電而且浪費。
 
不如使用冷暖氣機的暖氣功能,把戶外的熱收集起來加熱室內空氣,節能減碳又省錢,也沒有釀成晒傷、燙傷或是火災的疑慮。電暖器比冷暖氣機多耗電三倍以上,全區域暖房宜選購冷暖氣機較省電(註二)。
 
除此之外,在能源價格不斷提高的情況下,家中凡是使用到「電能轉熱能」的電器,都盡量能免則免,或是用其他原理替代。像是二十四小時開著的電熱水瓶或飲水機,為了維持熱水溫度會定期加熱,若飲用熱水的需求不大,相當浪費電力。
 
以我自己為例,在需要飲用熱水時,以瓦斯爐或是熱水壺將水加熱,並用保溫瓶儲存,就是一個簡易的替代方案。市售的保溫瓶,可以做到攝氏一百度的熱水經過十小時依然維持攝氏七十八度的高溫,在一天燒一次開水的情況下,已經足以應付大部分的使用情境。
 
就烹飪來說,若是用瓦斯爐、電爐,油炸或燉煮時,熱是先傳到鍋具,再加熱湯汁或油,最後才到食物。實際上我們真正要加熱的是食物,而微波爐可以直接加熱食物中的水分子,因此雖然功率很大,但加熱時間短,其實相較電爐甚至是瓦斯爐,很多時候是比較省能的。
 
更簡單的方法是多晾衣服,用空氣中免費的熱能或太陽熱能,取代用電力烘乾衣服。

 

有效做好「熱」的管理,可節省大量能源與金錢。

 

 

 

熱除了是資源,在低緯度的台灣,更常是個棘手的問題。空調設備平均佔家庭一年用電的二十二%(註三)。為了管理生活環境的熱,我們付出了鉅額的電費與嚴重的污染,但其實隨著科技的進步與觀念的改變,已經有更聰明、更方便的方法了。

 

 

 

家中的冷氣與冰箱,若機型老舊,在預算許可的情況下,更換為變頻式,可以省下三成到五成的電費(註四)。所謂的變頻式,就是能隨著需求調控壓縮機的轉速,可以和緩地調整溫度;而傳統的壓縮機只能選擇運轉和停止,在溫度高時開啟,等降溫到指定溫度後再關閉,開開關關的浪費許多電力,溫度忽高忽低也帶來不適。

 

 

 

選購高效率的冷氣機種以外,運用其他方式來輔助空調,也是有效節省電費、節約能源的方式。冷氣配合電風扇使用已是廣為人知的常識,另外,根據林憲德教授的說法,安靜、不佔空間的傳統吊扇,帶動室內循環的效果很好,而且相當便宜(註五)。

 

 

 

「全熱交換器」也可以對生活中的熱進行有效的管理。寒冷的冬天,為了不讓室外的冷風進入,我們通常會緊閉門窗,但同時也無法流通空氣。全熱交換器可以透過熱交換元件,讓室外空氣送進來時,可以和送出去的室內空氣進行熱交換。

 

 

 

舉例來說,在室內涼爽而室外酷熱時,進來的空氣會將大部分的熱先透過熱交換傳導到送出去的空氣,不會帶到室內;而在室內溫暖室外寒冷時,送出去的空氣也會先替送進來的空氣加溫,讓室內溫度不至於驟降。

 

 

 

全熱交換器也可以在開啟空調時輔助換氣,維持良好的隔熱,又不至於呼吸不到新鮮空氣;當它開啟時,實際上只有風扇在運轉,沒有壓縮機等裝置,因此相當省電。

 

 

 

節能家電昂貴嗎?

 

 

 

上述提到的許多家電,之所以無法大量普及,原因之一是初期的成本高昂。但其實像是熱泵、或是變頻冷氣等,在使用數年內便可以回本,而在電價不斷上漲的時期,這些節能家電會逐漸成為主流。若政府真有決心要邁向低碳經濟、提高能源自主,並逐步減少核電倚賴,其實在這些地方都有很多改善的空間。

 

 

 

就算沒有補助,這些節能家電如果能夠像手機一樣—即便空機價格高昂,但是與電信業者合作後將手機費用分攤到通話費,定價一兩萬的智慧型手機依然人手一機—為什麼政府不推動台電與家電業者合作,讓台電先替使用者代墊節能家電的設置成本,而在後續兩三年的電費中將這筆成本扣回來?

 

 

 

如此推廣到冰箱、冷氣上,要加速老舊耗能設備的淘汰,政府可以像回收四機一腦(冰箱、冷氣、電視、洗衣機與電腦)那樣與廠商整合推廣,讓消費者減少麻煩,在回收的同時也與台電合作,提供節能家電的優惠方案,既然智慧型手機可以如雨後春筍般快速普及,節能家電也應該借鏡。

 

 

 

除了家電,如果站在住宅規劃甚至是都市規劃的角度,從都式微氣候(都市的區域氣候)、都市熱島效應(都市內累積過多的熱和污染,所帶來的負面影響),以及節能環保的綠建築等概念,我們都可以看到對於熱的管理還有非常大的進步空間,在未來的專欄文章中將進一步介紹。

 

 

 

註一:參考自經濟部能源局指導之〈熱泵熱水系統Q&A節能手冊〉
註二:出自經濟部能源局網站http://www.moeaboe.gov.tw/Promote/saveenergy/PrSaveMain.aspx?PageId=pr_save_01_01
註三:自由時報電子版〈省電大作戰!待機狀態 電腦最耗錢〉
註四:同上
註五:綠色魔法學校,林憲德,新自然主義。

 

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