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一、美國家庭能源結(jié)構(gòu) 美國家庭使用的能源是多元化的，既有電力、燃料油、液化氣這樣的二次能源，也有天然氣這樣的一次能源；既有太陽能、風(fēng)能這樣的清潔能源，也有木材等傳統(tǒng)燃料。至2005年止，美國的111.1百萬個(gè)家庭單元實(shí)現(xiàn)通電，更有高達(dá)69.5百萬個(gè)家庭單元使用了天然氣，12.6百萬個(gè)家庭單元配備了液化氣，可以看出美國家庭氣化率很高，達(dá)到了70%左右，這也使得各種燃?xì)庥镁咴诿绹罅渴褂谩?br /> 表1. 能源配置情況
從能源使用數(shù)量上看，全部折算到焦耳后，2005年美國家庭年使用總能源量為2.285*10^13MJ，其中天然氣使用量最大，占能源使用總量的45%；電其次，占41%；液化氣占5%左右。使用電為能源的設(shè)備種類較多，如照明設(shè)備、制冷設(shè)備、各種電子設(shè)備等，天然氣、燃料油則更多地用于供暖系統(tǒng)，液化氣則多在偏遠(yuǎn)地區(qū)作為天然氣的替代品使用。總體而言，在美國家庭能源消費(fèi)中，燃?xì)庹紦?jù)半壁江山，這也是美國燃?xì)庥镁叻N類、數(shù)量較多的又一印證。 
從能源使用目的來看，在美國家庭消耗的能源中，41%用于供暖，20%用于生活熱水，13%用于制冷空調(diào)，其余用于照明以及其他家電。 二、 燃?xì)猱a(chǎn)品的主要種類 如下圖，一般美國家庭的常歸布局，燃?xì)庥墒姓細(xì)夤芫W(wǎng)、或者遠(yuǎn)程液化氣罐接入房子的地下室。在地下室，燃?xì)夤苈返囊粋�(gè)分支接燃?xì)馀L(fēng)機(jī)，一個(gè)中央供暖設(shè)備，該設(shè)施為一般美國家庭的主要供暖設(shè)備；另一個(gè)燃?xì)庵愤B接容積式燃?xì)鉄崴鳎诿绹莘e式熱水器為主要的熱水提供設(shè)備；再一個(gè)燃?xì)夥种Ы尤細(xì)飧梢聶C(jī)，干衣機(jī)與洗衣機(jī)一樣，為美國家庭的不可或缺的洗滌設(shè)備；燃?xì)夤苈废蛏希M(jìn)入位于一樓的廚房，可能安裝了燃?xì)饪鞠洹⒒蛘呷細(xì)饪鞠湓睿細(xì)饪鞠浜涂鞠湓罱M成了美國戶內(nèi)烹飪?cè)O(shè)備；同時(shí)，可能有一路或者若干路燃?xì)夤苈贩种нM(jìn)入起居室、臥室、浴室，在那里可能安裝了燃?xì)獗跔t、燃?xì)鈶魞?nèi)加熱器等局部供暖設(shè)備。
圖2、美國家庭常規(guī)布局 來自http://www.stevengalle.com/installation.htm 由此可知，目前一般美國家庭使用較多的燃?xì)庥镁哂兴念悾垂┡O(shè)備、熱水設(shè)備、烹飪?cè)O(shè)備、洗滌設(shè)備。如前所述，這些設(shè)備的耗能美國家庭能耗的50%左右。 1、供暖設(shè)備 如前所述，燃?xì)夤┡O(shè)備已經(jīng)是北美燃?xì)庥镁咦畲蟆?shù)量最多的燃?xì)庥镁撸鶕?jù)其供熱范圍大小、以及使用位置可以分為中央供暖設(shè)備、局部取暖器。 中央供暖設(shè)備分為風(fēng)暖、水暖兩種，其中風(fēng)暖系統(tǒng)使用得最為廣泛。風(fēng)暖系統(tǒng)類似中央控調(diào)系統(tǒng)，或者說是中央空調(diào)系統(tǒng)的一部分，如圖3，該系統(tǒng)的核心為中央供暖暖風(fēng)爐，從暖風(fēng)爐出來的熱空氣通過風(fēng)管、風(fēng)口進(jìn)入房間，并通過回風(fēng)口、回風(fēng)管返回暖風(fēng)爐，同時(shí)部分新風(fēng)進(jìn)入回風(fēng)管，進(jìn)而進(jìn)入室內(nèi)。 圖4給出了暖風(fēng)爐的剖面照片和示意簡圖，暖風(fēng)爐結(jié)構(gòu)與我國常用的快速式熱水器類似，只是被加熱的工質(zhì)不是水而是空氣：燃燒器燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入換熱器換熱，冷卻的煙氣通過煙道排出；換熱器加熱被風(fēng)機(jī)加速的空氣，被加熱的空氣進(jìn)入風(fēng)管，風(fēng)管將熱風(fēng)送到需要供暖的房間的風(fēng)口，實(shí)現(xiàn)對(duì)具體房間的加熱。風(fēng)口處一般裝有溫控裝置，用于室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。在既需要供暖又需要供冷的地區(qū)，該風(fēng)管系統(tǒng)是供暖與供冷共用的，這也就促使了中央空調(diào)機(jī)組與中央供暖暖風(fēng)爐的融合，產(chǎn)生了燃?xì)夤┡商讬C(jī)組，如圖5，該機(jī)組中包括制冷/制熱壓縮機(jī)和暖風(fēng)爐兩部分，根據(jù)季節(jié)變化、室內(nèi)溫度的需要，機(jī)組進(jìn)行制冷置熱切換，以達(dá)到室內(nèi)舒適恒溫的目的。 水暖系統(tǒng)則與我國的主要供暖形式類似，其核心部件是燃?xì)忮仩t，燃?xì)忮仩t加熱的熱水通過熱水管網(wǎng)進(jìn)入不同房間，在需要加熱的地方布置換熱器，熱水的熱量通過換熱器與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換，從而起到供暖的作用。由于生活習(xí)慣、系統(tǒng)安全性與建筑結(jié)構(gòu)等原因，美國家庭較少的選用水暖。
圖3、中央供暖系統(tǒng)圖
圖4暖風(fēng)爐的剖面圖
圖5 燃?xì)夤┡商讬C(jī)組 局部供暖設(shè)備種類豐富，根據(jù)煙氣排放地點(diǎn)不同，可以分為室內(nèi)直排和室外排放。其中室內(nèi)直排取暖器主要為室內(nèi)直排房間加熱器，如圖6，根據(jù)火焰情況，又可以分為藍(lán)焰、紅焰兩種，藍(lán)焰室內(nèi)直排房間加熱器一般使用管式大氣式燃燒器，火焰為純藍(lán)色，；而紅焰室內(nèi)直排房間加熱器一般使用板式全預(yù)混紅外燃燒起，火焰為亮紅色，故而得名。由于室內(nèi)煙氣直排，使用風(fēng)險(xiǎn)較大，因而限制了其品種的多樣化，而室外排放的局部供暖設(shè)備種類就多了一些。室外排放的局部供暖設(shè)備可以大致分為三類，一類是壁爐，如圖7、8；一類是室外排氣房間取暖器，如圖9；再就是局部供暖暖風(fēng)爐，如圖10、11。壁爐是很多美國家庭必備的器具，無論是燃?xì)獗跔t，還是電壁爐、燃木壁爐，它一方面起到了取暖作用，另外還有裝飾作用，根據(jù)其更多地偏向取暖還是裝飾，可以將壁爐分為裝飾性壁爐和壁爐取暖器兩種。從安裝方式來看，壁爐又可以分為獨(dú)立式、嵌壁式、埋入式等。無論哪一種，都在有一個(gè)美麗的外觀，具有供暖功能，而且比需要靚麗逼真的觀賞火焰。而室外排氣房間加熱器、局部供暖暖風(fēng)爐則專注于室內(nèi)加熱，我們可以把它們看作一個(gè)以燃?xì)怛?qū)動(dòng)的以加熱為目的的空調(diào)器。從體型上來看，室外排氣房間加熱器較局部供暖暖風(fēng)爐要來的更小；從安裝方式來看，室外排氣房間加熱器為獨(dú)立式，而可以是獨(dú)立式，更多的是嵌壁式，或者置底式。由于室外排氣局部加熱設(shè)備沒有更多的約束，因而根據(jù)使用目的可以設(shè)計(jì)出各種樣式，但一般是上述功能的組合，如圖12，帶有嵌入式壁爐的暖風(fēng)爐。另外，取暖設(shè)備還有車庫取暖器、建筑加熱器、多用途取暖器等等，在此不在敘述。
藍(lán)焰 紅焰 圖6 室內(nèi)直排房間加熱器
圖7 嵌壁式壁爐 來自empire說明書
圖8獨(dú)立式壁爐
圖9 室外排氣房間加熱器
圖10 嵌壁式局部供暖暖風(fēng)機(jī) 來自Williams說明書
圖11 置底式局部供暖暖風(fēng)機(jī) 來自Williams說明書
圖12 帶有嵌入式壁爐的暖風(fēng)爐 來自Williams說明書
圖13 車庫取暖器
圖14 建筑取暖器
圖15 多用途取暖氣 2、熱水設(shè)備 由于美國生活水平較高，一般需要24小時(shí)生活熱水，因而熱水器美國家庭必備家電之一。在美國，燃?xì)鉄崴饔卸喾N形式，家庭常用的為容積式燃?xì)鉄崴鳎淙莘e在30-50加侖居多。 容積式熱水器，顧名思義這種熱水器內(nèi)部有一個(gè)存儲(chǔ)熱水的水罐，如下圖。容積式熱水器底部為燃燒器，上方為儲(chǔ)水罐，儲(chǔ)水罐中央為煙道，冷水自盡水管進(jìn)入罐體底部進(jìn)行加熱，加熱后的水由于密度變化上升至罐體頂部，使用熱水時(shí)，熱水自位于頂部的出水管排出。容積式熱水器一般帶有溫控裝置，用于控制罐體內(nèi)部的水溫。當(dāng)罐內(nèi)水溫低于設(shè)定溫度時(shí)，燃燒器開始工作，對(duì)罐體加熱；當(dāng)罐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，燃燒器進(jìn)入伺服狀態(tài)。 由于容積式熱水器要始終保持罐內(nèi)熱水溫度，以便于熱水的隨時(shí)使用，而熱水的使用是間歇性的，這就造成熱水器有相當(dāng)時(shí)間處于熱水保溫的伺服狀態(tài)，從而降低了該種熱水器的能效。隨著美國家庭對(duì)能效的重視程度的提高，目前，高效的快速式熱水器開始在美國有一定的市場，但仍處于起步階段。
圖16、容積式熱水器剖視圖 3、烹飪?cè)O(shè)備 美國家庭的家用烹飪?cè)O(shè)備為灶、烤箱、烤箱灶，多使用烤箱灶，也有相當(dāng)一部分獨(dú)立烤箱，但單獨(dú)的燃?xì)庠钍褂幂^少。烤箱灶，作為美國的典型家用廚具，一般為三個(gè)功能的集合，即灶、烤箱、烘烤爐。根據(jù)三個(gè)功能部件處在整個(gè)器具的位置不同，烤箱灶又可以有多個(gè)不同的變形，一般多采用圖17中的形式，即上灶、中烤箱、下烘烤爐。由于生活習(xí)慣的原因，美國家庭更多地使用4眼及其以上灶具，每個(gè)灶眼功率不同、功用不同，炒菜、煲湯、煮咖啡各有其單獨(dú)的灶眼，甚至有些灶具的灶眼配備了燒烤專用鐵板。與中國家庭相比，美國家庭更多食用烘烤食物，因而一般配備烤箱、烘烤爐。烤箱使用燃燒的高溫?zé)煔鈱?duì)事物進(jìn)行加熱，而烘烤爐者更多的使用明火，這樣兩者加工出的食物味道不同。
圖17、燃?xì)饪鞠湓?br /> 4、洗滌設(shè)備 在洗滌設(shè)備中，以燃?xì)鉃閯?dòng)力的設(shè)備主要是干衣機(jī)。干衣機(jī)是美國家庭又一常用的設(shè)施，燃?xì)飧梢聶C(jī)是其中的一種。燃?xì)飧梢聶C(jī)是以燃?xì)鉃闊嵩吹母梢略O(shè)備，一般的干衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖18。干衣機(jī)主要有燃燒設(shè)備和動(dòng)力設(shè)備帶動(dòng)的滾筒構(gòu)成，烘干過程中，衣物被放進(jìn)滾筒，在電力的帶動(dòng)下貫通旋轉(zhuǎn)，此時(shí)燃?xì)馊紵a(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入滾筒，對(duì)衣物進(jìn)行烘烤，溫度降低的煙氣攜帶水氣由排煙管排出。當(dāng)衣物水分降低到一定程度，干衣機(jī)停止工作。由于美國家庭不習(xí)慣于對(duì)洗滌的衣物進(jìn)行晾曬，因而有八九成家庭使用干衣機(jī)，由于燃?xì)飧梢掳惭b要求高，因而使用家庭相對(duì)較少，電干衣機(jī)則相對(duì)較多。
圖18、干衣機(jī)剖視圖 三、燃?xì)猱a(chǎn)品的市場保有量 承前所述，美國家庭的氣化率很高，因而美國家庭的燃?xì)庥镁呤褂昧亢艽螅@些燃?xì)猱a(chǎn)品主要包括獨(dú)立烤箱、烤箱灶、供暖設(shè)備、熱水器、干衣機(jī)等。供暖設(shè)備是使用量最大的燃?xì)猱a(chǎn)品，一般家庭至少有一套供暖設(shè)備，該套設(shè)備為主供暖設(shè)施，同時(shí)在某些需要加熱的局部空間再安裝一套供暖設(shè)備，此設(shè)備我們可以稱作輔助供暖設(shè)備。 依據(jù)美國能源部網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，到2005年，美國共有111.1 百萬個(gè)家庭單元，這里的家庭單元是從建筑方面的著眼，也可以說，到2005年底，美國有可以供111.1百萬個(gè)家庭使用的房屋建筑。在這111.1百萬個(gè)家庭單元中，有44.6百萬家庭單元使用燃?xì)饪鞠湓睿?4.2百萬家庭單元家庭使用燃?xì)庵鞴┡O(shè)備，62.7百萬家庭單元使用燃?xì)鉄崴鳎?0.3百萬家庭單元使用燃?xì)飧梢聶C(jī)，具體數(shù)據(jù)見表2。若定義某燃?xì)猱a(chǎn)品的市場保有量與該類產(chǎn)品（無論何種能源驅(qū)動(dòng)）的市場保有量的比值為燃?xì)猱a(chǎn)品的市場占有率，則2005年燃?xì)饪鞠湓畹氖袌稣加新蕿?0.6%，燃?xì)庵鞴┡O(shè)備的市場占有率為58.5%，燃?xì)鉄崴鞯氖袌稣加新蕿?6.5%，燃?xì)飧梢聶C(jī)為23.2%，具體數(shù)據(jù)見表3。 表2、燃?xì)庠O(shè)備市場保有量 （百萬家庭單元）
表3、燃?xì)猱a(chǎn)品的市場占有率（百分比）
從最近三次的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，自1997年到2005年8年間，隨著美國家庭單元的增加，美國的燃?xì)饩弋a(chǎn)品市場保有量穩(wěn)中有升，1997年美國有101.5百萬個(gè)家庭單元，到2005年增加到111.1百萬個(gè)家庭單元，增加9.5%左右，同期燃?xì)饪鞠湓钍褂昧吭黾?2.6%，燃?xì)夤┡O(shè)備增加10.5%，燃?xì)鉄崴髟黾?2.4%，燃?xì)飧梢聶C(jī)增加25.3%。可以說，美國燃?xì)猱a(chǎn)品市場是穩(wěn)定的，燃?xì)猱a(chǎn)品的保有量是持續(xù)增加的。保守估計(jì)，若燃?xì)猱a(chǎn)品的平均壽命為10-15年，則燃?xì)鉄崴鞯哪晷枨罅吭谒陌偃f到六百萬臺(tái)左右。其他產(chǎn)品可做類似估計(jì)。 四、適用標(biāo)準(zhǔn)及CSA認(rèn)證能力 上述產(chǎn)品CSA均可以進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)分別為： 烤箱灶、烤箱： ANSI Z21.1/CGA IR 58 Household Cooking Gas Appliances 熱水器： ANSI Z21.10.1/CSA 4.1 Gas Water Heaters, Volume I, Storage Water Heaters With Input Ratings Of 75,000 Btu Per Hour Or Less ANSI Z21.10.3/CSA 4.3 Gas Water Heaters, Volume III, Storage Water Heaters With Input Ratings Above 75,000 Btu Per Hour, Circulating and Instantaneous 干衣機(jī)： ANSI Z21.5.1/CSA 7.1 Gas Clothes Dryers，Volume I, Type I Clothes Dryers ANSI Z21.5.2/CSA 7.2 Gas Clothes Dryers，Volume II, Type 2 Clothes Dryers 供暖設(shè)備： ANSI Z21.11.2 Gas-Fired Room Heaters, Volume II, Unvented Room Heaters ANSI Z21.13/CSA 4.9 Gas-Fired Low Pressure Steam And Hot Water Boilers ANSI Z21.47/CSA 4.3 Gas-Fired Central Furnaces ANSI Z21.50/CSA 2.22 Vented Gas Fireplaces ANSI Z21.76 Gas Fired Unvented Catalytic Room Heaters For Use With LPG ANSI Z21.86/CSA 2.32 Vented Gas-Fired Space Heating Appliances ANSI Z21.88/CSA 2.33 Vented Gas Fireplace Heaters CSA中國目前已在國內(nèi)開展的業(yè)務(wù)中，大部分產(chǎn)品為戶外燃?xì)庥镁咭约安糠稚逃萌細(xì)庥镁撸ǹ緺t、煙熏爐、油炸爐、火雞鍋、燃?xì)鉄簟⑼ピ喝∨鳌⑹彝獗跔t、便攜式取暖期、野營用灶、野營用取暖器、野營用燈、建筑取暖器、商用灶具等，同時(shí)開展了部分室內(nèi)用燃?xì)猱a(chǎn)品的認(rèn)證工作，包括室內(nèi)直排房間加熱器、燃?xì)鉄崴鳌⑴L(fēng)爐等。當(dāng)前根據(jù)市場的需求，CSA中國的技術(shù)人員和實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以勝任燃?xì)庠睢⒏梢聶C(jī)、壁爐、燃油取暖裝置等產(chǎn)品，若有市場需求，我們將進(jìn)一步拓展我們的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，豐富認(rèn)證產(chǎn)品類別。 |
