Máy nước nóng bơm nhiệt là gì ?

Máy nước nóng bơm nhiệt là gì ?

Máy nước nóng bơm nhiệt hay còn gọi là máy bơm nhiệt nước nóng- Cách gọi khác là Máy Bơm Nhiệt Heat Pump, một thiết bị hoạt động theo nguyên lý Nhiệt động lực học nhằm mục đích vận chuyển một nhiệt lượng từ môi trường này sang môi trường khác, nguyên lý làm việc của máy bơm nhiệt ngược lại với máy điều hòa không khí.

Máy nước nóng Bơm Nhiệt có nhiệm vụ chính là tạo ra nguồn nước nóng thay thế các phương pháp làm nóng truyền thống như Bình Nóng Lạnh, Lò Hơi, Hồng Ngoại, Boiler, Thanh Đốt Điện Trở….. giúp cho chủ đầu tư tiết kiệm tối đa tiền điện

Ưu điểm của Bơm nhiệt Heat pump nóng tổng – nước nóng trung tâm:

Tiết kiệm điện năng từ 75% trở lên ( có hiệu suất hơn 80%)

Điện năng cấp cho máy nén và quạt hút gió, chỉ chiếm tối đa 25%

An toàn 100% về điện do điện chỉ cấp cho máy nén và quạt hút gió, không tiếp xúc với nước, không gây rò rỉ điện

Nước nóng luôn có 24/24h.

Không gây bỏng với nhiệt độ theo tiêu chuẩn Châu âu là 55oC (dùng cho sinh hoạt chuẩn là 55oC còn nhiệt độ lên tới 80 độ là phục vụ cho nhu cầu công nghiệp sấy khác)

Sử dụng Máy bơm nhiệt cần tính toán theo nhu cầu hợp lý sẽ tiết kiệm điện năng tiêu thụ

Một Khách sạn có 50 phòng – trung bình một phòng có một khách lưu trú và một khách một ngày tắm 1 lần, trung bình 1 lần tắm dùng 50 lít nước (khách sạn sử dụng vòi tắm hoa sen, chưa kể tắm bồn sẽ tốn nhiều nước hơn (150 – 350 lít) Cộng tất cả nhu cầu các phòng vào và tính toán dung tích công suất máy

VỀ HIỆU QUẢ CỦA MÁY NƯỚC NÓNG BƠM NHIỆT HEAT PUMP

Phương Án 1: Khách sạn Sử dụng Máy nước nóng bơm nhiệt: tính theo giá tháng 10/2022
Ks 50 cần 75000l	Số điện cần dung /ng	Tổng số kw	Giá thành kw/1 số	Số tiền trong 1 tháng
75000	10	=750 kw	2950vnm	2,212,500

Phương Án 2: Khách sạn sử dụng bình dùng điện trực tiếp & gián tiếp loại 20-30 lít tính theo giá tháng 10/2022

75000lit

60kw (50 bình nl)

4500kw

2950 vnd

13.275.000 /1 tháng

Phương Án 3: Khách sạn sử dụng Dầu Diezel để đun lò hơi: tính theo giá tháng 10/2022

75000 lit

16 lít

12000 lit

24.780 vnm

29.736.000/1 tháng

Phương Án 4: Khách sạn sử dụng Gas để đun lò hơi: 1 bình ga 13 kg giá tb 450/1 bình khoảng 35 ngàn /1 kg gas

75000 l

10kg

750kg

35000vnd

26.250.000/1 tháng

Các phương án 2,3,4, hàng tháng phải trả thêm rất nhiều chi phí: tiền lương cho công nhân vận hành, mua nhiên liệu, dễ cháy nổ,…

Như vậy, nếu khách sạn 50 phòng sử dụng máy nước nóng công nghệ mới, sẽ tiết kiệm chi phí một năm hơn 150.000.000 đồng.so với dung điên nóng lạnh thong thường

Với máy bơm nhiệt sử dụng để làm nóng nước thì nguyên lý hoạt động của máy bơm nhiệt là nhiệt lượng được lấy từ môi trường xung quanh để truyền vào nước lạnh trong bồn chứa, sau 1 quá trình trao đổi nhiệt nước ban đầu ở nhiệt độ từ T1=20 độ C được làm nóng tới T2=60 độ C. Một máy bơm nhiệt nước nóng thông thường chỉ cho phép nhiệt lượng di chuyển theo một chiều cố định (từ “nóng” sang “lạnh” hoặc ngược lại). Ví dụ về loại máy này như Máy nước nóng bơm nhiệt, máy điều hòa, máy sưởi

Trong tự nhiên, nhiệt lượng di chuyển từ nhiệt độ cao tới thấp. Máy nước nóng bơm nhiệt cho phép nhiệt lượng di chuyển theo chiều ngược lại mà chỉ cần sử dụng một lượng nhỏ năng lượng cung cấp (từ điện, xăng…) Do đó máy nước nóng bơm nhiệt có thể vận chuyển nhiệt lượng lấy từ môi trường tự nhiên (như trong không khí, trong nước, trong đất, hoặc từ những hoạt động của con người như sản xuất công nghiệp hay sinh hoạt trong gia đình) tới một căn hộ hoặc một khu nhà cao tầng

Lợi ích và hiệu quả to lớn khi sử dụng máy nước nóng bơm nhiệt heat pump

Về lý thuyết, nhiệt lượng được vận chuyển bởi máy bơm nhiệt tới nơi cần cung cấp sẽ bằng nhiệt lượng lấy từ môi trường cộng với năng lượng dùng để chạy máy bơm. Một máy bơm nhiệt chạy điện điển hình có công suất 100 kWh nhiệt lượng với chỉ từ 20-40 kWh điện năng tiêu thụ. Một số máy bơm nhiệt dùng trong công nghiệp còn có thể đạt được hiệu năng lớn hơn, ví dụ như công suất 100 kWh chỉ tiêu thụ 3-10 kWh điện năng.

Nhờ ưu điểm tiêu thụ ít năng lượng hơn những thiết bị cung cấp nhiệt thông thường, ngoài những ứng dụng ưu việt của máy bơm nhiệt Heat Pump, máy bơm nhiệt còn là một cải tiến kĩ thuật quan trọng trong việc giảm lượng khí thải độc hại ra môi trường như khí CO2, khí SO2 (sulphur dioxide), khí Nox (nitrogen oxides) . Tuy vậy, tác động đến môi trường của máy bơm nhiệt chạy điện còn phụ thuộc nhiều vào việc nguồn điện năng cung cấp được sản xuất như thế nào. Nếu nguồn điện được sản xuất từ khí hydro hay những dạng năng lượng tái tạo rõ ràng sẽ giảm ô nhiễm môi trường nhiều hơn là nguồn điện lấy từ than đá, xăng dầu

Với những ưu điểm tiết kiệm điện năng và xanh sạch môi trường lên châu âu và toàn thế giới đã  thay thế các phương án nước nóng cũ ,tại trung quốc ngành headpump ,solar ,năng lượng mặt trời vô cùng phát triển ,phát triển cung ứng đứng đầu cho thế giới ,còn tại việt nam các khách sạn nhà nghỉ ,công trình lớn trường học bệnh viện xây mới đều đã sử dụng máy bơm nhiệt ,các thành phố lớn các công trình dân dụng ,nhà dân headpump đã thay thế bình nóng lạnh …

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy bơm nhiệt Heat pump

Trong tự nhiên, nước luôn chảy từ cao xuống thấp, nhiệt luôn truyền từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp, tương tự vây, nhiệt độ từ bộ trao đổi nhiệt của máy nước nóng bơm nhiệt luôn truyền nhiệt lượng cho nước có nhiệt độ thấp hơn ở trong bồn bảo ôn. Nhưng chúng ta có thể dung bơm để bơm nước từ dưới thấp lên cao và dùng bơm nhiệt để di chuyển nhiệt từ một nguồn nhiệt thấp (không khí môi trường xung quanh) tới nguồn nhiệt cao hơn (bình chứa nước nóng). Như vậy bơm nhiệt chính là một hệ thống làm tăng nhiệt lượng. Hệ thống này làm việc trên nguyên lý của điều hòa nhiệt độ 2 chiều, nhưng hoạt động theo nguyên lý ngược với quy trình làm lạnh

Cấu tạ của máy bơm nhiệt là gì ? về cơ bản giống điều hòa ,độ bền giống nhau ,ngược nguyên lý lấy nhiệt

Hệ thống máy nước nóng bơm nhiệt heat pump bao gồm 4 thành phần chính: dàn bay hơi, máy nén, bình ngưng tụ, van tiết lưu. Với sự luân chuyển nhiệt liên tục theo một vòng tuân hoàn kín: bay hơi (trích xuất nhiệt từ không khí trong môi trường xung quanh) – nén – ngưng tụ (truyền nhiệt lượng làm nóng nước trong bình bảo ôn) – tiết lưu – bay hơi, nhiệt lượng đã được truyền từ không khí tồn tại trong môi trường xung quanh sang cho nước chứa trong bình bảo ôn và làm nóng nước theo như sơ đồ mô tả dưới đây:

Trong chu trình nêu trên, chúng ta có thể thấy rằng năng lượng do bơm nhiệt tạo ra tương đương với nhiệt lượng QC đã được truyền vào nước lạnh trong bình ngưng tụ (bình bảo ôn). Theo tính toán của các chuyên gia, nhiệt lượng được trích suất từ không khí QA bằng 3/4 QC và đây chính là phần năng lượng hệ thống tiết kiệm được. Hệ thống chỉ tiêu thụ lượng điện năng QB bằng 1/4 tổng khối lượng năng lượng tạo ra. Do vậy khi sử dụng công nghệ bơm nhiệt làm nóng nước phục vụ cho sinh hoạt chúng ta có thể tiết kiện được rất nhiều tiền điện (3/4 điện năng) tức là Máy nước nóng Bơm Nhiệt Tiết Kiệm 80% điện năng tiêu thụ. Như vậy chúng ta đã hiểu sơ qua Bơm Nhiệt là gì?

Khi máy bơm nhiệt heat pump làm việc, năng lượng có sẵn ở môi trường xung quanh là QA được trích xuất khi không khí được thổi qua dàn bay hơi; khi đó máy nén tiêu thụ năng lượng QB để tăng áp xuất và kích nhiệt lên cao nhờ vào tính chất riêng của chất làm lạnh R22/R47; qua hệ thống luân chuyển nhiệt, nhiệt lượng QC tạo ra sau khi đi qua máy nén được truyền sang nước lạnh nằm sẵn trong bình bảo ôn trong quá trình ngưng tụ. Như vậy QC=QA+QB

Hiệu suất của máy bơm nhiệt heat pump

Đối với một máy nước nóng bơm nhiệt, hiệu năng của máy COP (Coefficient Of Performance) được tính bằng tỉ số giữa nhiệt lượng mà máy bơm cung cấp được và năng lượng cần cung cấp để máy bơm hoạt động. Hiệu năng của máy nóng lạnh sử dụng điện thông thường luôn luôn bằng 1, trong khi với máy nước nóng bơm nhiệt, hiệu năng sử dụng có thể lên tới 3 (với máy bơm nhiệt sử dụng nguồn nhiệt từ đất) hoặc xấp xỉ 4 với máy bơm sử dụng nguồn nhiệt từ không khí. Trong công nghiệp, máy bơm nhiệt MVR (Mechanical Vapour Recompression) có thể cho hiệu năng từ 5 tới 80.