Nguyên lý hoạt động của máy bơm nhiệt

Nguyên lý hoạt động máy bơm nhiệt heat pump là nhiệt độ môi trường xung quanh sẽ được hấp thụ qua bộ trao đổi nhiệt của máy nước nóng bơm nhiệt, từ bộ trao đổi nhiệt Gas sẽ đưa nhiệt lượng này vào và truyền nhiệt lượng cho nước có nhiệt độ thấp hơn ở trong bồn bảo ôn. Như vậy máy nước nóng bơm nhiệt chính là một hệ thống làm tăng nhiệt lượng nhờ vào nhiệt lượng môi trường xung quanh và máy nén của máy. Nguyên lý hoạt động của Máy bơm nhiệt ngược lại chiều của điều hòa nhiệt độ, hoạt động theo nguyên lý ngược với quy trình làm lạnh.

Nguyên lý hoạt động của máy bơm nhiệt

Hệ thống máy bơm nhiệt 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:

Nguyên lý hoạt động của Máy Bơm Nhiệt Megasun

Về nguyên lý làm việc của máy Bơm Nhiệt 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

Máy nước nóng Bơm Nhiệt Megasun- Công nghệ Nhật Bản

Trong chu trình nêu trên, chúng ta có thể thấy rằng năng lượng do bơm nhiệt Megasun 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).

Hiệu suất

Đối với một máy nước nóng bơm nhiệt, do nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt là nguyên lý làm nóng gián tiếp nên 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.

Sơ đồ ứng dụng Bơm nhiệt Megasun

So sánh hiệu quả sử dụng Bơm nhiệt với các phương án khác.

Lấy 1 ví dụ cho 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 của khách hàng dùng 50 lít nước (khách sạn sử dụng vòi tắm hoa sen, bồn tắm đứng, chưa kể tắm bồn sẽ tốn nhiều nước hơn (150 – 350 lít)

• Phương Án 1: Khách sạn Sử dụng Máy nước nóng bơm nhiệt:

75,000L x 10kw = 750kw x 2,000đ/kw ≈ 1,400,000 đồng/tháng

• Phương Án 2: Khách sạn sử dụng bình dùng điện trực tiếp & gián tiếp loại 20-30 lít

75,000L x 60kw = 4.500kw x 2,000đ/kw ≈ 9,000,000 đ/tháng

• Phương Án 3: Khách sạn sử dụng Dầu Diezel để đun lò hơi:

75,000L x 16 Lít = 1,200Lít x 15,000đ/Lít ≈ 18,000,000 đ/ tháng

• Phương Án 4: Khách sạn sử dụng Gas để đun lò hơi:

75,000L x 10 Kg = 750kg x 23,000đ/kg ≈ 17,250,000 đ/ 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, đi đường ống dẫn phức tạp, tốn kém, bảo trì bảo dưỡng tại nhiều điểm…..

BẢNG SO SÁNH CHI PHÍ SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ LÀM NÓNG KHÁC NHAU

BIỂU ĐỒ SO SÁNH CHI PHÍ CHO CÁC HỆ THỐNG LÀM NÓNG KHÁC