Trước đây, ” máy bơm nhiệt không khí ” là một thuật ngữ khá xa lạ với người tiêu dùng. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng máy bơm nhiệt không khí tăng lên đáng kể, cho thấy cụm từ này đang trở nên phổ biến hơn. Vậy, bơm nhiệt không khí là gì? Làm thế nào nó hoạt động? Và những ứng dụng của nó trong đời sống hiện đại là gì? Trong bài viết này, Việt Nam Solar sẽ giải thích cho bạn hiểu rõ hơn về thuật ngữ này nhé !
Máy bơm nhiệt không khí là gì ?
Máy bơm nhiệt không khí Heat Pump là một thiết bị sử dụng năng lượng tự nhiên từ không khí và năng lượng mặt trời để làm nóng nước. Hoạt động của máy bơm nhiệt không khí Heat Pump dựa trên nguyên tắc nhiệt động lực học, sử dụng năng lượng chuyển từ môi trường này qua môi trường khác, có thể hoạt động theo 2 chiều là nóng và lạnh, phục vụ cho việc sưởi ấm và làm mát.
Máy nước nóng bơm nhiệt không khí thường thu thập nhiệt từ không khí bên ngoài để làm nóng nước ở nhiệt độ thấp khoảng 55-60 độ C và được chứng minh hiệu quả hơn gấp ba đến bốn lần so với việc sử dụng năng lượng điện thông thường như bình nóng lạnh hay nồi hơi, dầu, khí gas đốt truyền thống.
Mặc dù chi phí lắp đặt của máy bơm nhiệt đắt hơn khoảng 2-3 lần so với các thiết bị bình nóng lạnh, nồi hơi, dầu, khí gas đốt truyền thống, máy bơm nhiệt không khí Heat Pump vẫn được sử dụng rộng rãi trong khách sạn, trường học, bệnh viện, câu lạc bộ thể hình, thẩm mỹ viện và spa.
Thành phần chính của máy bơm nhiệt không khí
Máy nước nóng bơm nhiệt thực sự là một hệ thống tương đối dễ hiểu. Hệ thống được chia thành 9 thành phần chính:
Bình chứa nước: Tương tự như máy đun nước nóng cơ bản, bình chứa nước lớn là một thành phần quan trọng của máy bơm nhiệt.
Máy nén: Máy nén thường được đặt ở trên cùng của máy nước nóng bơm nhiệt và tạo áp suất cho chất làm lạnh bên trong thiết bị bay hơi. Sau đó, chất làm lạnh sẽ cuộn dây ngưng tụ, giãn nở và nóng lên, đẩy nó đi khắp hệ thống.
Dàn bay hơi: Thiết bị bay hơi của máy bơm nhiệt được đặt gần đỉnh của máy, nơi có thể thu khí ấm được hút vào qua quạt. Chất làm lạnh chạy bên trong, nóng lên, được nén và bay hơi, tạo ra áp suất cao và nhiệt độ cao.
Dàn ngưng: Các cuộn dây dàn ngưng nằm xung quanh hoặc bên trong bình chứa nước là nơi chất làm lạnh mất áp suất, làm mát và ngưng tụ trở lại thành chất lỏng. Khi làm như vậy, chất làm lạnh giải phóng nhiệt độ nóng cho nước bên trong bể.
Quạt: Quạt của máy nước nóng bơm nhiệt được đặt ở trên cùng và có trách nhiệm hút không khí ấm xung quanh từ tầng hầm, phòng kho hoặc nhà để xe của bạn.
Bộ điều khiển nhiệt: Thường thì, máy nước nóng sẽ có hai bộ điều nhiệt, một để đo nhiệt độ nước ở đáy bể và một để đo nhiệt độ ở trên cùng. Các bộ điều nhiệt này sẽ điều khiển hệ thống, yêu cầu hệ thống làm nóng nước hoặc làm mát nước (tạm thời ngừng làm nóng).
Đầu nước lạnh vào: Đây là ống dẫn đầu vào, nơi nước lạnh được cấp từ đường dây chính của nhà bạn.
Đầu nước nóng ra: Đây là ống xả, nơi nước nóng rời khỏi máy nước nóng và được đưa đến hệ thống sưởi sàn, vòi hoa sen, bồn rửa, máy giặt hoặc máy rửa chén của bạn.
Cống thoát: Đây là ống xả ở đáy máy nước nóng, nếu bạn cần xả hết nước ra khỏi bình.
Sơ đồ nguyên lý máy bơm nhiệt không khí
Máy bơm nhiệt (heat pump) hoạt động giống như một chiếc tủ lạnh đảo ngược để truyền năng lượng nhiệt. Tuy nhiên, điểm khác biệt chính là tủ lạnh giữ lạnh mọi thứ trong khi máy bơm nhiệt làm ấm mọi thứ. Máy bơm nhiệt sử dụng một quạt để hút không khí ấm từ bất cứ nơi nào đặt máy (tầng hầm, phòng tiện ích hoặc nhà để xe), và thổi qua một loạt các cuộn dây bay hơi chứa đầy chất làm lạnh (ga lạnh).
Chất làm lạnh hơi ấm được bơm qua máy nén để tăng áp suất và nhiệt độ, trước khi đi qua các cuộn dây ngưng tụ được quấn quanh hoặc đi vào bên trong bể chứa nước. Chất làm lạnh này truyền nhiệt cho nước, sau đó nguội lại và quay trở lại các cuộn dây của thiết bị bay hơi, nơi nó bắt đầu hành trình trở lại, thu thập không khí ấm xung quanh.
Ưu nhược điểm của máy bơm nhiệt không khí
Ưu điểm
Hiệu quả hơn
Máy bơm nhiệt tiết kiệm năng lượng đáng kể hơn so với máy nước nóng tiêu chuẩn bởi vì thay vì sử dụng năng lượng để tạo ra nhiệt mới, chúng thu thập hơi ấm xung quanh hiện có và truyền vào nước. Khi kết hợp với hệ thống sưởi sàn, hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu càng trở nên rõ rệt hơn.
Thân thiện với môi trường
Máy bơm nhiệt tiết kiệm năng lượng hơn so với máy nước nóng thông thường, do đó chúng không sử dụng nhiều điện hoặc khí đốt tự nhiên, giúp giảm phát thải khí nhà kính.
Độ bền cao
Thiết bị này được chế tạo bằng titan chống ăn mòn và được trang bị động cơ cùng các linh kiện như máy nén, van… được nhập khẩu nguyên chiếc từ các thương hiệu nổi tiếng trên thế giới. Ngoài ra, các loại vật liệu chống oxi ăn mòn cũng được kết hợp để tăng tuổi thọ của máy lên tới 12-20 năm.
Dễ dàng trong việc lắp đặt, sửa chữa và bảo dưỡng
Dòng máy này rất dễ lắp đặt và vận hành, không cần phải có kỹ thuật viên ngồi túc trực như các dòng máy nước nóng khác. Bạn chỉ cần cắm điện và tận hưởng nguồn nước nóng mà máy bơm nhiệt heat pump tạo ra mà không phải đợi hoặc bực tức khi đang sử dụng bị hết nước.
Để tăng tuổi thọ của các linh kiện trong máy, việc vệ sinh, bảo dưỡng và bảo trì máy định kỳ theo thời gian sử dụng là điều không thể tránh khỏi với bất kỳ thiết bị máy móc nào sau khi sử dụng một thời gian dài. Tuy nhiên, với máy bơm nhiệt heat pump, bạn không cần gọi nhân viên kỹ thuật đến nhà để vệ sinh, bảo dưỡng máy mà có thể tự kiểm tra và vệ sinh máy một cách tự động, giúp tiết kiệm được một khoản chi phí lớn.
Dùng được với thời tiết, môi trường khác nhau
Hiện nay, máy bơm nhiệt heat pump có thể đáp ứng mọi nhu cầu làm nóng nước, sưởi ấm hoặc làm mát cho gia đình, nhà máy, thủy sản và thậm chí được sử dụng ở các hồ bơi công cộng hoặc hồ tắm. Máy bơm nhiệt heat pump còn có thể hoạt động tốt trong điều kiện khí hậu có độ ẩm cao.
Nhược điểm
Không hoạt động ở vùng khí hậu lạnh
Máy nước nóng bơm nhiệt hoạt động bằng cách hút nhiệt từ không khí xung quanh, do đó chúng có thể không hoạt động tốt hoặc thậm chí không hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn. Vì lý do này, việc sử dụng máy nước nóng bơm nhiệt có thể gặp khó khăn ở các quốc gia có khí hậu lạnh, tuy nhiên ở Việt Nam, nhiệt độ hiếm khi xuống dưới 5 độ C, do đó máy nước nóng bơm nhiệt vẫn có thể sử dụng tốt ở đây.
Chi phí trả trước cao hơn
Vấn đề lớn nhất với máy nước nóng bơm nhiệt là chi phí mua trả trước lớn hơn. Những loại máy này có thể có giá từ 50 triệu đồng, mức giá cao hơn đáng kể so với giá của một máy nước nóng thông thường chỉ khoảng 10 triệu đồng. Mặc dù máy nước nóng bơm nhiệt có thể tiết kiệm chi phí theo thời gian, tuy nhiên, với giá ban đầu cao, nó có thể vượt quá ngân sách của một số chủ sở hữu
Lắp đặt máy bơm nhiệt không khí gia đình
Máy nước nóng bơm nhiệt gia đình sẽ không hoạt động hiệu quả trong không gian lạnh vì chúng có thể làm mát không gian mà chúng được lắp đặt. Để đảm bảo hoạt động hiệu quả, máy nước nóng bơm nhiệt cần được lắp đặt ở những vị trí duy trì trong phạm vi 5ºC – 32ºC quanh năm, nếu không chúng sẽ hoạt động không hiệu quả hoặc không hoạt động.
Ngoài ra, bạn có thể lắp đặt hệ thống bơm nhiệt nguồn không khí kết hợp sưởi ấm, làm mát và sưởi ấm nước. Các hệ thống kết hợp này sẽ kéo nhiệt vào trong nhà từ không khí bên ngoài vào mùa đông và từ không khí bên trong vào mùa hè. Bởi vì chúng loại bỏ nhiệt từ không khí nên bất kỳ loại hệ thống bơm nhiệt nguồn không khí nào cũng hoạt động hiệu quả hơn trong điều kiện khí hậu ấm áp.
Các loại máy nước nóng bơm nhiệt không khí
Máy nước nóng bơm nhiệt tích hợp
Đó là loại máy heat pump tích hợp bình chứa nước nóng và dàn trao đổi nhiệt thành một khối duy nhất. Ưu điểm của máy này là có vẻ ngoài sang trọng, gọn gàng, chiếm ít diện tích không gian và dễ dàng lắp đặt. Loại máy bơm nhiệt heat pump này thường được sử dụng cho gia đình do có công suất trung bình và kiểu dáng sang trọng của nó.
Máy nước nóng bơm nhiệt tách rời
Đó là loại máy heat pump có bình chứa nước nóng và dàn trao đổi nhiệt được tách rời nhau. Ưu điểm của thiết kế này là tạo ra khối lượng nước nóng lớn. Loại máy này thường được sử dụng trong các công trình công nghiệp hoặc những căn hộ có nhu cầu sử dụng nước nóng lớn.
So sánh máy bơm nhiệt không khí và máy nước nóng năng lượng mặt trời
Điểm khác biệt so với hệ thống máy nước nóng năng lượng mặt trời
Máy bơm nhiệt tiêu thụ ít điện hơn nhiều so với các hệ thống sưởi và làm mát bằng điện khác, giúp tiết kiệm chi phí vận hành và giảm hóa đơn tiền điện.
Dưới đây là một số đặc điểm nổi bật của máy bơm nhiệt Heat Pump:
Máy bơm nhiệt sử dụng điện để điều khiển máy nén và quạt. Tuy nhiên, khác với máy nước nóng điện truyền thống sử dụng điện để làm nóng nước trực tiếp, máy bơm nhiệt heat pump có thể truyền một lượng nhiệt năng lớn hơn nhiều từ không khí xung quanh vào nước, giúp nó hoạt động hiệu quả. Khả năng truyền nhiệt từ không khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường.
Khi nhiệt độ bên ngoài cao hơn môi chất lạnh, máy bơm nhiệt sẽ hấp thụ nhiệt và chuyển xuống nước. Điều này có nghĩa là khi không khí bên ngoài càng ấm, máy bơm nhiệt càng dễ dàng cung cấp nước nóng. Tuy nhiên, khi nhiệt độ bên ngoài giảm, nhiệt lượng truyền đi sẽ ít hơn.
Một điều đặc biệt khi tích hợp khí nóng từ máy lạnh nhà bạn vào máy bơm nhiệt là bạn có thể giảm chi phí điện hơn nữa.
Bảng đánh giá những ưu điểm Heat Pump so với giải pháp khác
|
Hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời |
Máy bơm nhiệt nước nóng |
| Nên đun nước dưới ánh nắng trực tiếp và tránh đun nước vào ban đêm, trong bóng râm hoặc trong những ngày u ám. | Bạn có thể đun nóng nước trong bất kỳ thời tiết nào và bất kỳ thời điểm nào trong ngày hoặc đêm (cho phép bạn tận dụng các mức giá điện giảm vào giờ thấp điểm). |
| Trong thời tiết khắc nghiệt và vào ban đêm, cần tăng cường sử dụng điện hoặc gas | Ở nhiều địa điểm, không cần tăng áp – có thể giảm sử dụng điện. |
| Chi phí trả trước có thể đắt hơn tới 50% | Chi phí trả trước có thể rẻ hơn tới 50% |
| Chi phí đường ống phụ | Chi phí lắp đặt đường ống cho hệ thống bơm nhiệt và bể chứa thấp hơn vì chúng không cần phải được đặt dưới ánh sáng mặt trời, điều này cho phép chúng được đặt linh hoạt hơn. |
| Ảnh hưởng bởi thời tiết, ví dụ như thiệt hại do bão | Không bị ảnh hưởng bởi thời tiết xấu |
| Nên sử dụng toàn bộ không gian mái nhà có thể để lắp đặt các tấm pin mặt trời. |
Không cần không gian mái; vị trí ít đáng chú ý hơn có thể |
Giải pháp kết hợp hợp máy bơm nhiệt không khí với máy nước nóng năng lượng mặt trời
Các tấm pin mặt trời sẽ thu năng lượng mặt trời để chuyển đổi nó thành điện năng. Những lượng điện năng mặt trời thừa có thể được cung cấp cho công ty điện lực để giảm bớt một phần chi phí. Khi kết hợp với máy bơm nhiệt chạy bằng điện, sử dụng điện năng từ pin mặt trời để sưởi ấm sẽ tiết kiệm hơn. Ngoài ra, máy bơm nhiệt cũng có thể tận dụng khí nóng từ điều hòa để đun nóng nước.
Giải pháp tích hợp 3 trong 1 này sẽ giúp giảm chi phí hiệu quả gần 40% hàng năm.
Lời kết
Việt Nam Solar thường sử dụng heat pump như một giải pháp cho nguồn cấp nước nóng trung tâm khi lắp đặt hệ thống sưởi sàn nhà. Mặc dù sưởi sàn có thể kết hợp với nhiều nguồn nước nóng khác nhau, tuy nhiên, sử dụng máy bơm nhiệt heat pump có những ưu điểm vượt trội về tiết kiệm năng lượng, độ bền và độ ổn định, giúp toàn bộ hệ thống sưởi có thể đạt độ bền tối thiểu 50 năm mà không cần mất quá nhiều thời gian để bảo trì.
Giấy Chứng Nhận ISO 9001:2015 Công Ty TNHH Việt Nam Solar
Xem Thêm Một Số Sản Phẩm Điện Năng Lượng Mặt Trời
Vui lòng đăng nhập để đánh giá!
