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能源效率等级 & Terms

Efficiency Ratings

建筑材料用来建造建筑物的材料, 以及安装在那里的系统和设备,  能显著影响建筑在其使用寿命内消耗的能源量吗. 帮助客户比较彼此之间的潜在影响, 许多建筑部件和能源系统的能效等级已经被设计出来.

现在有各种各样的能量等级, 哪些会让消费者感到困惑,这些评级的目的是帮助. 在此,我们将以尽可能简单的方式解释以下列出的每个评级系统,以结束这种困惑. Also included is a 效率术语表.

Building Materials

建筑材料对建筑物的结构有显著的影响 efficiency. 允许大量热量通过的材料降低了建筑的整体效率水平. Conversely, 抵抗大量热传导的材料可以帮助确保更高的效率. 一个建筑构件(如窗户或墙系统)传递热量的程度被称为它 U-value. 单个材料的能力(例如, glass, wood, 金属)能抵抗传热的称为其 R-value.

Appliances and Equipment

When referring to the efficiency 指设备或能源系统, 我们实际上是在讨论这个系统要做一定量的功需要消耗多少能量. 单位产出能耗越高,系统效率越低. 例如,一台空调需要750 watts 电力供应6000 Btu 它的冷却效率要比一个只提供500瓦冷却量的装置低. 应用于能源系统的最常见的评级是 EER and SEER 对于大多数中央冷却系统; COP 对于一些热泵和冷水机; HSPF for heat pumps in their heating modes; and AFUE 用于煤气炉和锅炉.

有关上述效率条款的详细解释, 选择下面任何带下划线的主题.

效率术语表

AFUE(年度燃料利用效率): 一种效率等级,用来衡量燃气和其他化石燃料燃烧的火炉和锅炉在整个供暖季节使用主要燃料的效率. 它没有考虑到系统任何组成部分的效率, 如炉内风机电机, uses electricity. AFUE以百分数表示,表示系统消耗的每一英制热量单位(Btu)的气体(或其他化石燃料)所提供的取暖舒适的平均数量. 例如,一个燃气炉的AFUE为80%将提供0.8 Btu的热量对应每燃烧1 Btu的天然气.

在比较各种燃气炉的效率时, 考虑AFUE是很重要的, 不是稳态效率. 稳态是指系统连续运行时机组的效率, 不骑上骑下. 由于循环是系统在供暖季节的自然过程, 一个稳定的状态并不能真正衡量系统的季节效率. For instance, 带指示灯的煤气炉的稳态效率为78%到80%, 而季节效率则接近65%.

事实上,从20世纪50年代到80年代初,在这个地区安装的所有燃气强制空气炉的AFUEs约为65%. 今天,联邦法律要求大多数在美国制造和销售的煤气炉.S. afue最低为78%. (移动家庭炉和容量在45000 Btu以下的设备允许使用较低的afue.)目前市场上燃气炉、锅炉的afue高达97%

Air infiltration: the introduction, usually unintentional, 将没有空调的室外空气送入机械加热和/或冷却的建筑物. 空气可以通过住宅结构的任何开口渗透, 包括墙与墙之间的接缝, window or door frames, or chimneys; holes where wires or pipes penetrate walls, floors or ceilings/roofs; and between the loose-fitting meeting rails of double-hung windows or a door bottom and door threshold. 它是造成有害热量的增加和损失以及人体不适的主要原因之一.

Btu(英国热量单位): 热量的一种度量. 将一磅水加热1华氏度需要1 Btu的热量. Btu也可以用来定义空调的制冷量.e.,系统可以排出的Btu热量的数量)或熔炉的供热能力(i.e.,系统可提供的热量Btu数).

Caulk: 密封剂用于密封两个固定物体之间的空气渗入点的物质, 例如,内外墙的表面与窗框或门框相接,以及壁板形成的角落. 大多数嵌缝来管和应用与使用特殊的嵌缝“枪."

紧凑型荧光灯: 一种使用荧光技术的灯“灯泡”,但设计用于许多传统的标准白炽灯“a”灯泡. 它们包含一个小直径的环形或旋涡管,连接到旋入式底座. 节能灯提供相当于20- 150瓦白炽灯的亮度,节省70% - 75%的能源. 它们的使用寿命也比同等的白炽灯泡长10到13倍.

Conduction: 热传递通过诸如玻璃等固体物体的热传递, drywall, brick, 和其他建筑材料. 室外和室内的温差越大, 传导速度越快,房屋的得失就越多.

Convection: 传热通过气体或液体的电流向固体表面传热或从固体表面传热. 家庭热量的损失和收益是什么, 热对流是由从你的身体携带热量的空气(气体)流引起的, furniture, 内墙和其他温暖物体的窗户, floors, ceilings, exterior walls, and other cool surfaces.

COP(性能系数): 在特定的室外温度(通常为47华氏度)下测量热泵效率(在制热模式下)的方法. COP为1表示使用的每单位能量, 等量的能量, 以热的形式)被系统提供. 一个COP为3的热泵在室外温度为47华氏度时提供的热量是它消耗的电能的三倍. COP有时也被用来测量冷水机的单温冷却效率.

This formula is stated:

COP = 47华氏度产生的热量(英国热单位)
在47度下使用的Btu值的电

例如,让我们假设一个热泵使用4000 watts 当室外温度为47华氏度时,我们可以用电能产生每小时4.2万英热单位(Btu/hr)的热量. To determine its COP, 你首先要把4000瓦的电耗换算成等效的Btu/hr,即4000乘以3.413 (Btu的值为1 watt-hour of electricity). 然后你将你的答案- 13,648 Btu/hr -除以42,000 Btu/hr的热量输出. 这将显示你的热泵有47°F COP 3.08. This means that, 为系统使用的每Btu电, 当室外温度为47华氏度时,它会产生略高于3英热单位(Btu)的热量.

第二个公式最常用来确定冷水机的效率. 使用这种计算方法,您将div 3.516 by the number of kilowatts (kW)每吨系统使用. This formula is stated:

COP = 3.516
kW/ton

例如,冷水机消耗0.每吨产能8千瓦的COP为4.4 (3.516 divided by 0.8). 另一方面,COP的一种新的,更有效的冷水机,使用很少的0.5千瓦/吨,将大于7 (3.516 divided by 0.5).

Daylighting: 利用窗户自然光的技术, 天窗和其他开口,以补充或取代建筑的人工照明系统. 如果使用得当,采光可以降低设施的照明成本. When applied improperly, however, 它不仅会导致不适当的光线水平,而且还会通过引入高水平的太阳热量到建筑内部来提高建筑的冷却成本.

Dedicated fixture: 一种专门为一种特殊类型的灯(灯泡)而设计的照明设备。. 例如,……的日益普及 CFLs 已经导致越来越多的固定装置的发展-包括火炬, table lamps, ceiling drums, 和凹槽罐-专为使用紧凑型荧光灯.

EER (能效比):一种测量制冷系统在特定的室外温度(通常为95华氏度)下保持室内舒适度所需能量的方法. EER一词最常用于指窗空调和地热热泵. EER等于在规定的室外温度下制冷每小时所需的英国热量单位(Btu)除以制冷所用的瓦数.

EER的计算公式为:

EER =
Btu/hr of cooling at 95°
------------------------------
watts used at 95°

例如,如果你有一个窗口空调,可以抽1500 watts 能产生一万两千的电力 Btu 当室外温度为95°时,其EER值为8.0(12000除以1500). 一个消耗1200瓦的装置产生同样的冷却量,其能效比为10,而且更节能.

使用相同的例子,您可以看到效率如何影响系统的运行经济性. 首先,你需要确定所测量的总电量 kilowatt-hours 这个单位会消耗一段时间. (千瓦小时的定义是一小时使用的1000瓦. 这是计算你每月水电费的方法.) To do this, 让我们假设你在夏天每天平均12个小时使用8 EER窗空调——在任何给定的时刻都能产生1500瓦的功率. At this rate, it will use 18,000 watt-hours, 或每天18千瓦时(kWh), 在30天的月里,总消耗量为540千瓦时. 夏天的电费是6.每千瓦时34美分,你要花34美元.24小时开窗式空调. 同时,一个1200瓦,10 EER系统,消耗14.每天4千瓦时,每月432千瓦时,费用为27美元.比低效率的型式节省20%.

Efficiency: 以最少的精力或燃料消耗而有效地完成某一行动或工作的程度. For instance, 一个用15瓦电能产生900流明的灯泡比一个用60瓦电能产生同样亮度的灯泡的效率要高得多.

HSPF(供暖季节性能因子): 全电动空对空热泵在整个季节的效率(在加热模式下)的测量. HSPF的计算方法是将整个季节提供的热量单位(btu)总数除以整个季节系统运行所需的总瓦特小时数.

The formula is written:

HSPF =
供热季节产生的热量单位
-------------------------------------------------------------------
取暖季节用电的瓦特小时

现在在斯普林菲尔德安装的大多数热泵在7.0 to 8.0范围,这意味着它们的季节效率在205%到234%之间. (要将HSPF值转换成百分比,只需将HSPF值除以3.414, Btu的一次方 watt-hour of electricity.) That means that, 他们在整个供暖季节所消耗的每一英制热单位的能量, 这些系统可以输出2个.05 to 2.34 Btu of heat. 把它比作电炉, 它们的名义效率是100%(每Btu值的电力, 他们放出一Btu的热量), or new gas furnaces, 它们的效率等级约为80%至97%(每英制热单位价值的汽油, they put out 0.8 to 0.97 Btu of heat).

注:当比较使用不同主要燃料来源的能源系统时,每英国热单位成本不同, 重要的是你要明白,更高的运行效率并不一定等于更好的运行经济. 虽然电热泵可能比煤气炉工作效率更高, 由于两种燃料的价格差异,它未必更经济.

Insulation: 一种抑制传导和对流传热的产品. 有些材料天生就是比其他材料更好的绝缘体,因为它们含有更多的“死空气”. 这些气体袋有助于减缓热量的移动. However, if processed properly, virtually any product, including glass, cotton, paper, and plastic, 可以用来做绝缘材料吗.

Internal Heat Gain: 建筑的能源系统、设备和居住者产生的热量积累. 取决于居住者的数量和一天中使用的能源系统的类型和数量, 室内热量增加占家庭夏季总冷负荷的20%,这并不罕见.

Kilowatt (kW): 1000 watts.

Kilowatt-hour (kWh): 一小时用1000瓦——或者是能量乘以时间的任何组合,这就等于耗电的速率, 例如1000小时用一瓦特, 10瓦用于100小时, 也就是20小时用50瓦. For example, 一个100瓦的灯泡每天亮5小时,每两天就会消耗1千瓦时的电. 千瓦时是美国电力系统使用的主要计量单位.S. 电力公司基于大多数客户计费. CWLP住宅客户平均支付5英镑.每千瓦时用电5美分到6美分.

Low-e: 指的是一种旨在减少通过玻璃或其他半透明窗户覆盖物传递的辐射热的材料. Low-e(代表低发射率)涂层或薄膜有能力将高比例的热量重新辐射回其源. 在夏天,Low-E窗户可以有效地减少进入房屋的太阳热量, 在冬天,它们可以减少炉子产生的热量流失到户外.

Lumen: 光源发出的光的单位. 流明是用来比较不同光源所提供的照度的量度.

Payback period: 达到完全投资回报所需要的时间. For instance, 如果一台高效率的空调比一台低效率的空调多花你300美元,但每年可以节省你100美元的运营成本, 你额外投资300美元的回报期是三年.

Radiation: 热传递的一种方法,热通过红外波从表面传到表面. 辐射热使它所接触的表面升温,但不会增加所经过空气的温度. 所有温暖的物体都放射红外能量.

投资回报率(ROI): 投资收益的年回报率. 它的计算方法是用年收益除以投资. For instance, 每100美元的投资每年支付3美元的银行储蓄账户有3%的投资回报率(3美元/ 100美元). 效率投资的投资回报率不是来自你所付的钱, 而是你在能源账单上省下的钱.

R-value: 对材料抗热传递能力的测量. 绝缘产品根据r值进行额定. r值越高,产品抵抗热流的能力越强.

有些材料比其他材料更不易传热,因此r值更高. 提高产品r值的最好方法之一是增加内部或周围气体(包括空气)的数量. For instance, 单层玻璃窗的玻璃几乎没有r值, 但通常存在于玻璃两侧的空气薄膜使窗户的r值约为0.83. 增加第二层玻璃并密封玻璃之间的空间将增加其中一层绝缘气体的厚度, 从而使窗口的r值增加一倍以上.

另一个例子,如何存在的死气空间影响产品的r值可以看到木材. 像橡木这样的硬木,每英寸厚度的绝缘值通常是R-1. However, softer woods, such as pine, 可能有两倍高的r值,因为它们有更多的充满空气的孔隙.

专门为阻止不必要的传热而开发的产品称为 insulation. 绝缘材料可以用多种材料制成, 包括旧报纸和木纤维, glass fibers, and synthetic foams. 它也可以有各种各样的配置, including soft blankets, rigid boards, 或蓬松的颗粒状松散填充, 但他们的共同点是, 它们是充满空气的孔隙还是囊袋.

绝缘产品的实际r值可能会有很大的差异,这取决于它们的成分和形状. 最不耐和最不常见的是珍珠岩和蛭石松散充填物,在R-2.2 to R-2.7 per inch of thickness; the most resistant are polyisocyanurate rigid boards, 每英寸厚度R-7. 玻璃纤维毡和纤维素松散填充, 两种最常见的住宅绝缘材料的r值为3.1 to 3.7 per inch.

SEER(季节能源效率比): 一种衡量中央冷却系统在整个冷却季节中运行的能源效率的方法. 这个术语最常用于中央空对空热泵(在冷却模式下)和空调. SEER被表示为在整个季节提供冷却的Btu数除以系统消耗的总瓦特小时数的红利. 联邦法律要求现在在美国制造和销售的所有中央分离系统至少有10个seer. 从2015年1月起,大多数系统的最低配置将增加到14个.

SEER是根据总冷却量(in Btu)系统将提供的整个季节的总数除以 watt-hours it will consume:

SEER =
seasonal Btu of cooling
----------------------------------
季节性瓦特时使用

根据联邦法律,在美国制造或销售的每一个中央分体式冷却系统.S. 今天必须有一个季节能源效率比至少10.0.

Settled density: 绝缘体在有机会沉降后所剩下的量(深度). 这个术语最常用于松散填充的绝缘材料,特别是那些由纤维素制成的绝缘材料. 为了确保松散填充的纤维素绝缘材料在固定后保持其所需的绝缘值(r值), 你需要将它安装到比你的固定密度r值实际需要的深度20%到25%的深度.

Solar Gain: 由于阳光通过透明或半透明的表面进入建筑内部而产生的热量, such as windows, 并在撞击建筑内部的其他表面后转化为热量. 在夏季,太阳能获得的热量可以引起多达50%的室内热量的获得.

Thermostat Setback: 根据白天或夜晚任何给定时间所需的冷却或加热量,通过手动或自动控制恒温器设置来有意控制建筑能耗的措施.

U-value: 热在玻璃中流动的快速性的测量, brick, 干墙和其他建筑材料. u值,用小数点表示(例如.g., U-0.166),与r值相反. u值越高,建筑材料的效率越低. 材料的u值越低,其r值就越高.

求u值已知的乘积的r值, 你首先把u值转换成它的等价分数,然后求倒数. 例如,U-0的等价分数.166等于166/1000或1/6. 它逆变换为6/1或6,得到r值为6.

For most consumers, 只有在购买新橱窗时,才需要考虑u值, 效率经常用u值而不是r值来表示.

Vapor barrier: 防潮材料一种用来阻止湿气通过墙或其他建筑构件迁移的材料. 当空气中的水蒸气从建筑物的暖气区移动到较冷的区域时,它会沉降并凝结在较冷的建筑构件上, such as rafters, beams, and walls, 最终导致这些成分发霉, rust or rot. Vapor barriers, 哪些是不透水的水蒸气迁移, 帮助防止这种可能性. 最常见的蒸汽屏障是塑料制成的, but other materials, including oil paint, 还能服务于目的吗.

Watt电力单位. 电器所需要的功率是以瓦特为单位表示的.

Watt-hour: 电能单位,等于一小时内使用的一瓦特.

Weatherstripping: 一种产品,用于密封存在于窗户的两个移动部分或一个移动部分和一个静止部分之间的裂缝, 门和其他可移动的建筑部件. Weatherstripping是一种用于提高建筑能源效率的技术,它可以防止未经调节的室外空气意外进入建筑.


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