Heat pump là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy bơm nhiệt

• Thông thường, nước luôn chảy từ cao đến thấp và nhiệt lượng cũng được truyền từ nơi có nhiệt độ cao xuống nơi có nhiệt độ thấp. Tương tự như vậy, nhiệt độ cũng được trao đổi nhiệt của máy nước nóng bơm nhiệt sẽ luôn được truyền một lượng nhiệt cho nước có nhiệt độ thấp hơn trong trong bồn bảo hòa.
• Cấu tạo của một hệ thống bơm nhiệt sẽ bao gồm 4 thành phần chính như dàn bay hơi, máy nén, van tiết lưu, bình ngưng tụ. Với sự luân chuyển nhiệt liên tục theo một vòng tuần hoàn kín sẽ rất dễ bay hơi do quá trình trích xuất nhiệt từ không khí đến môi trường xung quanh. Sau đó nén và ngưng tụ lại để truyền nhiệt làm nóng nước trong bình bảo ôn. Tiếp theo đó, tiết lưu, bay hơi thì lượng nhiệt sẽ được truyền từ không khí tồn tại trong môi trường xung quanh sang nước được chứa trong bình bảo ôn và làm nóng nước.
• Khi máy bơm nhiệt hoạt động, năng lượng có sẵn ở môi trường xung quanh là QA được trích xuất từ khi không khí được thổi qua dàn bay hơi. Khi đó dàn máy nén sẽ tiêu thụ năng lượng QB để tăng áp suất và kích nhiệt lên cao nhờ vào môi chất lạnh R410A. Qua đó, hệ thống sẽ luân chuyển nhiệt QC tạo ra sau khi đi qua máy nén được truyền qua nước lạnh nằm sẵn trong bình bảo ôn trong quá trình ngưng tụ. Như vậy ta sẽ có công thức: QC= QA + QB.
• Trong những chu trình nêu ở trên, chúng ta có thể thấy năng lượng do bơm nhiệt tạo ra tương đương với nhiệt lượng QC đã truyền vào bình nước lạnh trong bình bảo ôn. Theo sự tính toán của các chuyên gia, chúng ta có thể thấy rằng, nhiệt lượng được trích xuất từ không khí QA bằng ¾ QC và đây chính là phần năng lượng trên hệ thống tiết kiệm được. Bên cạnh đó, hệ thống chỉ tiêu thụ điện năng QB bằng ¼ so với các tổng các khối lượng được tạo ra. Do đó khi sử dụng công nghệ bơm nhiệt làm nóng nước để phục vụ cho quá trình sinh hoạt chúng ta có thể tiết kiệm được rất nhiều chi phí.

Phân loại máy bơm nhiệt heat pump

Với thiết kế và nguyên lý hoạt động không quá phức tạp nên hệ thống máy bơm nhiệt heat pump phù hợp với nhiều không gian khác nhau:

Máy bơm nhiệt dành cho không gian vừa và nhỏ

Những quy mô không gian vừa và nhỏ như khách sạn, nhà nghỉ, biệt thự,… đều có thể lắp đặt hệ thống nước trung tâm tại một vị trí với nguyên lý hoạt động một cách tuần hoàn. Đồng thời, chúng còn tạo ra dòng nước nóng bằng cách trao đổi nhiệt khi sử dụng máy nén.

Với hệ thống này, đa phần chúng sẽ được sử dụng năng lượng tối ưu để làm hạn chế sự lãng phí và cũng có thể dùng bất cứ lúc nào, có thể tùy chỉnh nhiệt độ xuống cho phù hợp thuận tiện cho mùa đông. Với quy mô, hệ thống nước nóng trung tâm chúng sẽ có khả năng làm mát nước giống như điều hòa nhiệt độ vào mùa hè để phục vụ cho quá trình sinh hoạt.

Máy bơm nhiệt dành cho không gian lớn

Hệ thống nước nóng trung tâm heatpump rất phù hợp với những không gian có quy mô lớn như trường học, bệnh viện, khách sạn, khu nghỉ dưỡng, khu bể bơi,… Lắp đặt hệ thống này sẽ bao gồm các hạng mục như sau:

• Module gia nhiệt cưỡng bức: Chúng thường được sử dụng trong bơm nhiệt, boiler hay tham gia nhiệt điện trở để tạo nguồn điện và nước nóng cho người sử dụng.
• Module trao đổi nhiệt gián tiếp: Chúng ta sẽ bao gồm các tấm trao đổi nhiệt, ống trao đổi nhiệt,… Nhằm giúp tăng hiệu suất gia công nhiệt mà không bị cáu cặn vẫn giữ được nguồn nước nước sạch.
• Năng lượng phụ trợ: Đây là các nguồn năng lượng mặt trời hay nước sau quá trình gia nhiệt. Chúng ta có thể lắp đặt hạng mục này để làm giảm chi phí vận hành và bảo vệ môi trường.
• Vòng tuần hoàn nước nóng tự động: Đây được xem là hạn mục thiết kế với công năng điều hòa nhiệt độ của nước giúp cho chúng có điều kiện phân bổ sau khi gia nhiệt có độ nóng lạnh đều nhau.