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

Hệ thống nước nóng trung tâm heatpump đang ngày càng được sử dụng phổ biến với những tính năng ưu việt mà chúng mang lại cho người sử dụng. Nếu bạn cũng đang quan tâm và muốn tìm hiểu về Heat pump là gì?Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy bơm nhiệt. Hãy cùng hvac.vn đón đọc qua bài viết dưới đây nhé!

Heat pump là gì?

Heat pump (máy bơm nhiệt) là một thiết bị được hoạt động dựa theo nguyên lý nhiệt động lực học với mục đích vận chuyển một lượng nhiệt từ môi trường này sang môi trường khác. Ngoài ra, nguyên lý hoạt động của máy bơm nhiệthoàn toàn khác với máy điều hòa không khí.

Một máy bơm nhiệt heat pump thông thường chỉ được phép di chuyển một lượng nhiệt đi theo chiều cố định đó là từ nóng sang lạnh hoặc ngược lại. Ví dụ như lò sưởi, tủ lạnh,… Loại máy heat pump sử dụng để làm nước nóng thì nguyên lý hoạt động của chúng sẽ là nhiệt lượng được lấy từ môi trường xung quanh sau đó sẽ được truyền lại trong nước lạnh vào bồn chứa.

Tiếp theo chúng sẽ được thực hiện quá trình trao đổi nhiệt nước ban đầu ở mức nhiệt độ từ T1=20 độ C và được làm nóng trong nóng tới T2=60 độ C. Lượng nhiệt T2 đạt được là dựa vào chu trình trao đổi nhiệt được diễn ra liên tục với môi trường không khí xung quanh.

Giới thiệu sơ lược về hệ thống nước nóng trung tâm heat pump

Trong tự nhiên, nhiệt lượng sẽ được di chuyển từ nơi có nhiệt độ cao tới thấp. Thế nhưng, máy bơm nhiệt lại cho phép lượng nhiệt được di chuyển theo chiều ngược lại mà chỉ cần sử dụng một lượng nhỏ năng lượng được cung cấp từ điện hoặc xăng… Do đó, heat pump có thể vận chuyển nhiệt lượng lấy từ môi trường tự nhiên như trong không khí, nước, đất hoặc từ những hoạt động sản xuất công nghiệp tới một khu nhà cao tầng.

Về lý thuyết, chúng ta có thể thấy nhiệt lượng của chúng sẽ được cung cấp từ môi trường cộng với năng lượng được dùng để chạy máy bơm. Điển hình như chúng có công suất 100kW nhiệt lượng từ 20 – 40 kW điện năng tiêu thụ. Với một số máy bơm nhiệt được dùng trong công nghiệp thì có thể đạt được hiệu quả cao hơn.

Nhờ ưu điểm tiêu thụ điện năng ít hơn những thiết bị khác nên ngoài những ứng dụng ưu việt thì chúng còn là một cải tiến kỹ thuật quan trọng trong việc giảm lượng khí thải độc hại ra môi trường bên ngoài như khí CO2, SO2, khí nox.

Đọc đến đây chắc hẳn các bạn cũng biết máy bơm nhiệt là gì? Phần nội dung tiếp theo chúng ta sẽ cùng nhau đi tìm hiểu nguyên lý hoạt động của chúng như thế nào nhé!

Nguyên lý hoạt động của heat pump là gì?

Dưới đây là nguyên lý hệ thống heat pump mà các bạn có thể tham khảo qua:

  • 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.

 

Một số đặc điểm nổi bật của máy bơm nhiệt là gì?

Dưới đây là một số đặc điểm nổi bật của máy bơm nhiệt như sau:

  • Tiết kiệm điện năng lên đến 75%: Chúng được làm nóng bằng cách hấp thụ được rất nhiều điện năng sẵn có trong không khí nên có thể tiết kiệm điện năng tiêu thụ rất tốt.
  • Quá trình bảo trì đơn giản: Chỉ cần thiết lập đơn giản, máy có thể dễ dàng kiểm soát được nhiệt độ nước với mực nước và chu kỳ tự động. Không cần phải bảo dưỡng quá đặc biệt.
  • An toàn và rất bảo vệ môi trường: Không đốt cháy, không khí thải, CO và các chất độc hại khác bởi điện và nước được tách biệt hoàn toàn, đảm bảo không có nguy cơ bị rò rỉ.
  • Không hạn chế khi sử dụng: Loại máy này không phụ thuộc vào thời tiết nắng hay mưa máy bơm nhiệt đều có thể tạo ra nước nóng miễn là xung quanh chúng không có không khí.

Trên đây là những thông tin cơ bản về Heat pump là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy bơm nhiệt. Hy vọng rằng qua bài viết này bạn sẽ có thật nhiều những thông tin bổ ích về chúng. Nếu bạn còn có thắc mắc gì về máy bơm nhiệt thì có thể để lại bình luận dưới đây nhé!

Rate this post

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Chat Zalo

0966388824