물 증류기 다른 조리대 정수 방식에 비해 눈에 띄는 전력 소모를 보입니다. 일반적인 가정용 증류기는 다음과 같은 방법을 사용합니다. 600와트 및 1,000와트 1갤런의 증류수를 생산하는 데 약 4~6시간이 소요됩니다. 대략적으로 번역하면 갤런당 0.7~1kWh . 그것이 "많은" 것으로 간주되는지 여부는 전적으로 해당 지역의 전기 요금, 기계 작동 빈도 및 비교 대상에 따라 다릅니다.
평균 전기 요금이 kWh당 약 $0.16인 미국 대부분의 가구의 경우 1갤런의 증류수를 생산하는 데 드는 비용은 다음과 같습니다. $0.11 및 $0.16 . 1년 동안 하루에 한 번 증류기를 가동하면 전기 요금만 연간 대략 40~58달러가 소요됩니다. 이는 일반적으로 갤런당 1~2달러에 판매되는 상점에서 생수를 구입하는 것보다 훨씬 적지만, 역삼투 시스템이나 간단한 탄소 필터를 작동하는 데 드는 비용보다 훨씬 더 비쌉니다.
따라서 정직한 대답은 다음과 같습니다. 정수기는 에너지 효율적인 기기는 아니지만 대부분의 가정에서 사용하기에 비용이 전혀 들지 않습니다. 중요한 것은 전기적으로 일어나는 일을 정확히 이해하고 언제, 얼마나 자주 작동할지 현명한 선택을 하는 것입니다.
정수기의 전기 소비량을 이해하려면 증류기 내부에서 실제로 무엇을 하는지 아는 것이 도움이 됩니다. 증류 과정은 물을 끓는점인 100°C(212°F)까지 가열하여 증기로 바꾸고, 그 증기를 냉각 코일을 통해 보낸 다음, 깨끗한 수집 용기에 다시 액체 형태로 응축시키는 방식으로 진행됩니다. 미네랄, 중금속, 박테리아, 대부분의 화학 물질 등 원래 물에 용해된 모든 것은 끓는 챔버에 남아 있습니다.
끓이는 과정은 에너지 집약적인 부분입니다. 물은 비열 용량이 매우 높기 때문에 온도를 높이려면 상당한 양의 에너지가 필요합니다. 실온(약 70°F)에서 끓을 때까지 1갤런의 수돗물을 얻은 다음 전체 부피를 증발시킬 수 있을 만큼 오랫동안 끓이는 상태를 유지하려면 몇 시간에 걸쳐 일관된 전기 공급이 필요합니다.
대부분의 조리대 물 증류기는 정격 750W~850W의 발열체 . 일부 소형 모델은 580W까지 낮아지는 반면, 대형 또는 상용 등급 장치는 1,200W를 초과할 수 있습니다. 와트 등급은 장치가 얼마나 빨리 작동하는지 알려줍니다. 더 높은 와트 증류기는 물을 더 빨리 가열하고 더 짧은 시간 내에 사이클을 완료하는 반면, 더 낮은 와트 모델은 더 오래 걸리지만 주어진 순간에 더 적은 전력을 소비합니다. 갤런당 소비되는 총 에너지는 종종 비슷해집니다.
많은 조리대 물 증류기에는 응축 코일을 냉각시키기 위한 소형 선풍기가 포함되어 있습니다. 이 팬은 일반적으로 추가 전력을 끌어옵니다. 30~60와트 . 이는 전체의 작은 부분이지만 주기 전반에 걸쳐 실행되며 전체 에너지 비용에 기여합니다. 일부 스테인리스 스틸 또는 공냉식 모델은 전적으로 수동적 공기 흐름에 의존하고 팬을 완전히 제거하여 소비량을 약간 줄일 수 있습니다.
대부분의 현대 가정용 증류기에는 사이클이 끝날 때 끓는 챔버가 건조되면 전원을 차단하는 자동 차단 메커니즘이 포함되어 있습니다. 이는 중요한 효율성 기능입니다. 물이 없는 상태에서 가열 요소가 계속 작동하는 것을 방지하여 전기를 낭비하고 잠재적으로 장치를 손상시킬 수 있습니다. 증류기에 이 기능이 없으면 사이클마다 에너지를 낭비하게 되는 것이 거의 확실합니다.
모든 정수기가 동일한 속도로 전기를 소비하는 것은 아닙니다. 아래 표는 개인용으로 설계된 소형 조리대 장치부터 온 가족이 사용하거나 가벼운 상업용 목적으로 구축된 대형 시스템에 이르기까지 물 증류기의 여러 일반적인 범주에 걸쳐 일반적인 에너지 사용량 수치를 분석합니다.
| 증류기 유형 | 와트수 | 사이클 시간(갤런당) | 갤런당 kWh | 일일 비용($0.16/kWh) |
|---|---|---|---|---|
| 소형 조리대(1갤런) | 580~750W | 5~6시간 | 0.75~0.90kWh | $0.12~$0.14 |
| 표준 조리대(1갤런) | 800~850W | 4~5시간 | 0.80~0.95kWh | $0.13~$0.15 |
| 고출력 조리대(4갤런) | 1,000~1,200W | 총 6~8시간 | 0.70~0.85kWh | $0.45~$0.55(실행당) |
| 상업용/연속 흐름 | 2,000~5,000W | 연속 | 0.60~0.80kWh | 출력에 따라 다름 |
데이터의 한 가지 흥미로운 패턴은 높은 와트수 증류기가 낮은 와트수 증류기보다 반드시 갤런당 더 많은 전기를 사용하는 것은 아니라는 것입니다. 7시간 안에 4갤런 주기를 완료하는 1,000W 장치는 총 약 7kWh를 사용합니다. 즉, 갤런당 1.75kWh입니다. 그러나 잘 설계된 850W 조리대 모델은 4.5시간 만에 1갤런을 완료하는데 약 0.85kWh를 사용합니다. 정격 전력과 효율성 사이의 관계는 와트수 수치만으로 제시되는 것보다 더 미묘합니다.
실제 연간 비용 수치를 표에 올려 보겠습니다. 추상적인 전력량 수치는 전기 요금에 어떤 영향을 미치는지 확인할 때까지 큰 의미가 없기 때문입니다. 아래 계산에서는 갤런당 0.85kWh를 소비하는 표준 850W 조리대 정수기가 일년 내내 다양한 주파수로 작동한다고 가정합니다.
일일 최대 사용량에도 가정용 정수기의 연간 전기요금은 100달러도 안 돼 대부분의 미국 가정에 적용됩니다. 전기 요금이 더 높은 주(캘리포니아는 평균 약 $0.27/kWh, 하와이는 $0.39/kWh에 가까움)의 거주자는 눈에 띄게 더 많은 비용을 지불하게 됩니다. 하루에 한 번 증류기를 가동하는 캘리포니아 가구는 다음과 같은 비용을 지출할 것입니다. 연간 $83 해당 기기에만 전기가 공급됩니다.
이를 상업적으로 증류수를 구매하는 비용과 비교해보세요. 갤런당 평균 소매가는 $1.50이며, 1년 동안 매일 1갤런을 구매하는 데 드는 비용은 다음과 같습니다. $547.50 . 전기요금이 비싼 하와이에서도 가정용 증류기를 운영하면 매장에서 증류수를 갤런 단위로 구매하는 것에 비해 연간 400달러 이상을 절약할 수 있습니다.
물 증류기는 의심할 여지 없이 가장 에너지 집약적인 가정용 정수 방법입니다. 그러나 서로 다른 정제 기술이 동일한 결과를 생성하지 않기 때문에 이러한 비교는 맥락을 가질 가치가 있습니다. 대안에 비해 증류가 어떻게 쌓이는지는 다음과 같습니다.
표준 언더싱크 역삼투압 시스템은 대략적으로 흡입하는 전기 부스터 펌프를 사용합니다. 24~80와트 적극적으로 물을 생산하는 동안에만 - 대부분의 가정에서 일반적으로 하루 15~30분 정도 소요됩니다. 이는 하루에 대략 0.006~0.04kWh에 달하므로 RO 시스템을 물 증류기보다 훨씬 저렴하게 운영할 수 있습니다. RO 시스템의 연간 전기 비용은 종종 3달러 미만 . 즉, RO는 증류 방식처럼 모든 휘발성 유기 화합물(VOC)이나 특정 용해 가스를 제거하지 않으며 RO 시스템은 상당한 양의 물을 염수로 낭비합니다. 일반적으로 생산된 정제수 1갤런당 3~4갤런의 폐수가 발생합니다.
Brita 또는 PUR과 같은 투수형 탄소 필터 사용 전기가 전혀 통하지 않는 . 그들은 필터 매체를 통해 물을 끌어당기는 데 전적으로 중력에 의존합니다. 조리대 또는 수도꼭지에 장착된 탄소 필터도 마찬가지로 전력이 필요하지 않습니다. 단점은 탄소 여과가 염소, 일부 살충제 및 특정 유기 화합물을 효과적으로 제거하지만 용해된 미네랄, 납, 불소, 질산염과 같은 중금속 또는 증류를 통해 제거되는 총 용해 고형물(TDS)에 대해서는 본질적으로 아무 것도 수행하지 않는다는 것입니다.
자외선 정수기 사용 4~80와트 유닛의 크기에 따라. 가정용 UV 램프는 일반적으로 시스템이 활성화된 동안 지속적으로 4~12W로 작동하지만 대부분은 물을 뽑는 동안에만 활성화됩니다. UV 처리는 박테리아, 바이러스 및 기타 미생물을 중화하는 데 탁월하지만 용해된 화학 물질, 중금속 및 미네랄은 물에 전혀 닿지 않은 상태로 남겨둡니다.
이온교환을 이용한 집 전체 연수기는 대략적으로 뽑아냅니다. 연간 75~150kWh 제어 밸브 모터 및 타이머 구성 요소의 경우 정기적인 염분 보충이 필요합니다. 이는 칼슘 및 마그네슘과 같은 경도 미네랄을 다루지만 병원균 제거 또는 화학적 오염물질 제거용으로 설계되지 않았습니다.
비교의 결론: 전기 비용이 주요 관심사라면 탄소 필터가 승리합니다. 가장 광범위한 오염 물질을 제거하는 최고 순도의 물을 원한다면 증류는 여전히 가장 철저한 방법 중 하나입니다. 증류의 에너지 비용은 실제로는 해당 수준의 순도에 대해 지불하는 대가입니다.
모든 증류기 사용자가 동일한 전기 요금 영향을 받는 것은 아닙니다. 여러 변수가 실제 에너지 소비에 의미 있는 영향을 미칩니다.
경수(용존 칼슘과 마그네슘의 농도가 높은 물)는 시간이 지남에 따라 발열체에 스케일이 쌓이는 원인이 됩니다. 스케일은 절연층 역할을 하여 요소가 끓는 온도에 도달하고 유지하기 위해 더 열심히 일하고 더 많은 에너지를 소비하도록 합니다. 매우 경수가 높은 지역(TDS 200ppm 이상)에서는 정기적으로 사용하면 몇 주 이내에 물때가 눈에 띄게 쌓일 수 있습니다. 몇 밀리미터의 미네랄 스케일로 코팅된 증류기 끓는 챔버는 10~20% 더 많은 전력 소비 깨끗한 장치보다. 구연산이나 백식초를 사용하여 정기적으로 석회질을 제거하면 발열체가 정격 효율로 작동하도록 유지됩니다.
물 증류기는 따뜻한 환경에서 더 효율적으로 작동합니다. 냉각 코일의 응축 과정은 주변 공기가 실온에 있을 때 부담이 덜하며, 약간 더 따뜻한 기준에서 원수가 끓는 챔버에 들어갈 때 초기 가열 단계가 약간 더 빠릅니다. 겨울철 차가운 차고에서 증류기를 가동하는 것과 72°F의 주방 조리대에서 증류기를 가동하는 것은 에너지 소비와 사이클 시간에 미미하지만 측정 가능한 차이를 가져옵니다.
북부 주에서는 겨울에 수도꼭지에서 바로 나오는 찬물이 40°F까지 낮아질 수 있습니다. 이는 물이 편안한 실내 온도인 70°F에 있는 경우 약 142°F에 비해 끓는 데 도달하는 데 필요한 온도 상승이 172°F입니다. 뜨거운 물이 아닌 약간 따뜻한 수돗물을 증류기에 채우면 다음과 같이 주기 시간을 줄일 수 있습니다. 15~25분 각 실행마다 전력 소비를 적당하게 줄입니다.
끓는실을 정기적으로 청소하지 않는 것은 단순히 위생 문제가 아니라 에너지 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다. 발열체와 챔버 벽에 쌓이는 미네랄, 휘발성 화합물, 유기물의 잔류물은 열전도도를 감소시켜 각 사이클을 완료하는 데 필요한 에너지를 증가시킵니다. 증류기 제조업체는 일반적으로 끓는 챔버 청소를 권장합니다. 5~10주기마다 물의 미네랄 함량에 따라 다릅니다.
사용량이 적은 전기 사용 시간(일반적으로 대부분의 유틸리티 구역에서 밤 9시에서 오전 6시 사이)에 증류기를 가동하면 사용 시간 전기 요금제를 사용하는 경우 갤런당 유효 비용을 줄일 수 있습니다. 캘리포니아나 텍사스 같은 주의 일부 유틸리티 고객은 비용을 지불합니다. kWh당 30~50% 감소 비수기 시간대에. 간단한 15달러짜리 콘센트 타이머로 아무런 노력 없이 이를 자동화할 수 있습니다.
끓는 물의 물리학을 근본적으로 바꿀 수는 없지만 정수기가 1년 동안 소비하는 전기량을 줄이는 구체적인 단계가 있습니다.
정수기의 전기 소비량이 "그만한 가치가 있는지"에 대한 질문은 해결하려는 문제가 무엇인지, 증류기를 무엇과 비교하는지에 따라 달라집니다.
이는 가정용 정수기가 결정적으로 승리한 가장 분명한 사례입니다. 상점에서 구입한 증류수는 일반적으로 다음 사이에 소매됩니다. 갤런당 $1.00 및 $2.00 대부분의 미국 시장에서. 집에서 동일한 갤런을 생산하는 데 드는 비용은 지역 전기 요금에 따라 $0.11 ~ $0.27입니다. 기계 구매 가격을 고려하더라도(고급 조리대 정수기의 가격은 $150~$400), 하루에 1갤런의 증류수를 소비하는 가구는 1년 내에 구매 가격을 회수합니다. 4~10개월 상업적으로 구매하는 것과 비교하면요.
주요 목표가 정수된 식수인 경우 역삼투 시스템은 전기적으로 작동하는 것이 상당히 저렴합니다. RO 시스템은 에너지 비용의 일부만으로 물을 생산하며 배치 사이클이 아닌 지속적으로 작동합니다. 그러나 증류는 끓는 동안 가스를 배출하는 많은 VOC, 특정 의약품 및 용해된 가스를 포함하여 일부 RO 멤브레인이 통과할 수 있는 더 넓은 범위의 오염 물질을 제거합니다. 지역 수질 보고서에 특정 오염 물질 문제가 있는 가구의 경우 증류는 더 높은 에너지 사용을 정당화할 수 있습니다.
특정 용도에는 특히 증류수가 필요합니다. CPAP 및 BIPAP 기계 가습기 챔버, 스팀 다리미, 일부 의료 기기, 수족관 및 수경법 설정, 자동차 배터리 유지 관리, 특정 실험실 또는 화장품 제조 작업. 이러한 사용 사례에서 순도 요구 사항은 에너지 비용에 관계없이 증류를 적절한 방법으로 만들고 작은 갤런당 전기 비용은 해당 응용 분야의 운영 오버헤드의 일부일 뿐입니다.
매일 증류기를 가동하면 대략적인 생산량이 발생합니다. 연간 전력 소비량 310kWh — 60와트 전구를 거의 6개월 동안 계속 켜는 것과 같습니다. 해당 전기의 탄소 배출량은 지역 전력망 혼합에 따라 크게 달라집니다. 주로 재생 에너지나 원자력으로 전력을 공급받는 지역에서는 환경에 미치는 영향이 최소화됩니다. 석탄이 많은 전력망 지역에서는 연간 전력 사용으로 약 250~280파운드의 CO2가 배출됩니다. 이를 연간 300개 이상의 일회용 플라스틱 물병을 제조, 운송 및 폐기하는 데 드는 환경 비용과 비교해 보십시오. 가정용 증류기는 전력 소비를 고려하더라도 환경 지표에서 종종 앞서나갑니다.
에너지 효율성이 최우선인 경우 정수기 모델을 비교할 때 주의할 만한 사양 및 기능은 다음과 같습니다.
가장 널리 사용되는 가정용 정수기 중 Megahome, Pure Water, H2O Labs 및 CO-Z 모델은 효율성 비교에 지속적으로 등장합니다. 는 메가홈 조리대 증류기 예를 들어, 정격은 580W이고 약 5.5시간 만에 1갤런을 생산하며 갤런당 약 0.85kWh를 소비합니다. 이는 조리대 범위의 효율적인 끝 부분에 해당합니다. 다른 모델을 평가할 때 유용한 벤치마크입니다.
예, 하지만 합리적인 규모의 설정이 필요합니다. 5시간 동안 작동하는 표준 850W 증류기에는 주기당 약 4.25kWh가 필요합니다. 태양광 패널만으로 이를 실행하려면 배터리 뱅크를 안전한 수준 이하로 소모하지 않고 전력을 공급할 수 있는 시스템이 필요합니다. 200Ah 리튬 배터리 뱅크와 결합된 400W 태양광 패널 어레이는 일조 시간이 적절한 지역의 대부분의 조건에서 단일 일일 주기를 처리할 수 있습니다. 독립형 가구와 밴 운전자는 보통의 태양열 장치와 함께 소형 580W 증류기를 자주 사용합니다.
대부분의 증류기는 유휴 상태이거나 전원이 연결되어 있는 경우에도 작은 대기 전류를 소비합니다. 1~5와트 . 1년 동안 대략 9~44kWh의 팬텀 부하가 발생합니다. 이는 사소하지만 비용이 0이 아닙니다. 사용 사이에 장치의 플러그를 뽑으면 이 문제가 완전히 제거됩니다.
하루에 한 사이클의 일반적인 사용량에서는 추가될 것으로 예상됩니다. 월 $4~$8 전기 요금에. 비용을 주의 깊게 관찰하면 눈에 띄게 나타나지만 매일 몇 시간 동안 데스크톱 컴퓨터를 실행하거나 오래된 냉동고를 작동하는 것과 같은 범위에 있습니다. 매일 여러 번 증류기를 가동하지 않는 한 가정의 에너지 프로필은 크게 바뀌지 않습니다.
예. 쿡탑 물 증류기는 기존 레인지나 쿡탑 버너를 사용하여 물을 끓인 다음 증기를 응축기 코일을 통해 수집 용기로 보냅니다. 자체적으로 전기 연결이 필요하지 않습니다. 대신 소비되는 에너지는 가스 또는 전기 레인지에서 가져옵니다. 가스레인지 사용자의 경우, 스토브탑 증류는 현지 가스 가격에 따라 갤런당 훨씬 더 저렴할 수 있습니다. 단점은 쿡탑 증류에는 전자동 조리대 전기 장치보다 적극적인 감독과 더 많은 직접 조작이 필요하다는 것입니다.
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