0962875986
sales@pgtech.com.vn
Giỏ hàng 
Heat pump là gì, những điều cần biết về bơm nhiệt Heat pumps
27/08/2024
Lượt xem: 217
PGTECH là nhà đại diện thương hiệu Ecotherm tại thị trường Việt Nam, phân phối các giải pháp gia nhiệt cho hệ nước nóng trung tâm từ tổng thể đến đơn lẻ bằng các giải pháp ưu việt, độc đáo, thiết kế nhỏ gọn mà vẫn đảm bảo hiệu quả tối ưu, tiết kiệm năng lượng và không gian. Một hệ thống nước nóng trung tâm sử dụng bơm nhiệt Heatpumps Ecotherm với bồn gia nhiệt nước nóng thương mại Ecotherm công suất cao EHSF công nghệ coil xoắn phẳng và kết hợp với hệ mặt trời năng lượng Ecotherm có thể mang lại hiệu quả cải thiện hơn và tiết kiệm năng lượng hơn so với khi sử dụng hệ thống nước nóng kiểu bồn chứa tiêu chuẩn. Chúng tôi sẽ chia sẻ thông tin chi tiết hơn về máy bơm nhiệt Heatpumps và cách chúng vận hành giúp giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu và giúp tiết kiệm chi phí trong bài viết này.
Kỷ nguyên của Bơm nhiệt Heatpumps
Bơm nhiệt heatpump là gì? Khái niệm về bơm nhiệt thật ra rất đơn giản: chạy bằng năng lượng điện, chúng đưa nhiệt đi xung quanh để làm mát hoặc sưởi ấm cho các tòa nhà. Đây không phải là một ý tưởng mới - chúng được phát minh vào những năm 1850 và đã được sử dụng trong các ngôi nhà từ những năm 1960. Nhưng đột nhiên, chúng đã trở thành thiết bị gia dụng nóng nhất, được chú ý nhờ tiềm năng tiết kiệm chi phí và lợi ích về khí hậu, cũng như các ưu đãi chính sách gần đây.
Mặc dù ý tưởng cơ bản có thể đơn giản, nhưng các chi tiết về nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt lại rất hấp dẫn. Với mục đích kiểm soát nhiệt độ trong nhà, thiết bị này dường như có thể phá vỡ các định luật vật lý. Bơm nhiệt cũng đang trở nên tốt hơn: các mẫu bơm nhiệt heatpump mới hiệu quả hơn và có khả năng xử lý thời tiết lạnh tốt hơn.
Cấu tạo và Nguyên lý hoạt động của Bơm nhiệt Heatpumps
Nguyên lý hoạt động của Bơm nhiệt Heatpumps
Heatpump hoạt động thế nào? Về cơ bản, một máy bơm nhiệt thu nhiệt từ một nơi và chuyển nó đến nơi khác. Chúng ta sẽ chủ yếu nói về bơm nhiệt trong trường hợp gia nhiệt/sưởi ấm, nhưng chúng cũng có thể được sử dụng để làm mát, thu thập nhiệt từ bên trong và đưa ra bên ngoài như máy điều hòa không khí. Nhiều máy bơm nhiệt thực sự có thể chạy ngược lại, hoặc sưởi ấm hoặc làm mát tùy thuộc vào nhu cầu.
Người hùng thầm lặng ẩn trong máy bơm nhiệt chính là chất làm lạnh. Đây là một chất lỏng di chuyển trong mạch, hấp thụ và giải phóng nhiệt trong quá trình di chuyển. Hệ thống bơm nhiệt được cung cấp năng lượng bằng điện và đẩy chất làm lạnh đi xung quanh chu trình.
Khi chất làm lạnh di chuyển qua bơm nhiệt, nó bị nén và giãn nở, chuyển đổi giữa dạng lỏng và dạng khí để có thể thu thập và giải phóng nhiệt tại các thời điểm khác nhau trong chu trình.
Ví dụ về cách Bơm nhiệt heatpumps vận hành
Để giúp hình dung chi tiết hơn, hãy cùng khám phá bên trong máy bơm nhiệt để hiểu cách thức hoạt động của tất cả những điều này.
Hãy tưởng tượng thế này: một ngày mùa đông lạnh giá, khoảng 25 °F (-5 °C). Bạn đang ngồi trên ghế dài trong phòng khách với một cuốn sách hay, và con mèo của bạn đang cuộn tròn gần đó. Bạn nhìn vào bộ điều nhiệt, được đặt ở mức 68 °F. Hợp lý, nhưng hơi lạnh. Bạn bước tới và tăng nhiệt độ lên một chút, lên 70 °F.
Máy bơm nhiệt của bạn đã chạy êm ru ở chế độ nền. Bây giờ nó sẽ tăng tốc để tăng nhiệt độ: quạt và máy nén bên trong tăng tốc, và chất làm lạnh bắt đầu di chuyển nhanh hơn để truyền nhiều nhiệt hơn từ bên ngoài vào bên trong. Có vẻ như việc thu thập nhiệt từ bên ngoài khi trời quá lạnh là điều không hợp lý, vì vậy hãy theo dõi chất làm lạnh trong một chu kỳ để xem nó hoạt động như thế nào. Đối với hầu hết các máy bơm nhiệt, quá trình này chỉ mất vài phút.
Chất làm lạnh bơm nhiệt có điểm sôi rất thấp, thường dưới -15 °F (-25 °C). Vì vậy, khi bắt đầu hành trình của chúng ta, chất làm lạnh ở nhiệt độ đó và ở dạng lỏng. Ngay cả ở những nơi lạnh nhất, chất làm lạnh ở trạng thái này thường lạnh hơn đáng kể so với không khí bên ngoài (trong trường hợp của chúng ta, lạnh hơn 40 độ).
- Ở giai đoạn đầu tiên của quá trình di chuyển, chất làm lạnh chảy qua bộ trao đổi nhiệt, đi qua không khí bên ngoài và ấm lên đủ để bắt đầu sôi, chuyển từ dạng lỏng sang dạng khí.
- Giai đoạn thứ hai của hành trình là chuyến đi qua máy nén. Máy nén nén chất làm lạnh thành một thể tích nhỏ hơn, tăng áp suất và điểm sôi của nó (điều này sẽ trở nên quan trọng sau một phút). Điều này cũng làm ấm nó hơn nữa, vì vậy khi chất làm lạnh đi qua máy nén, nó ấm hơn phòng trong nhà.
- Chặng thứ ba của hành trình chất làm lạnh đưa nó qua một bộ trao đổi nhiệt khác. Nhưng lúc này, chất làm lạnh là khí ấm, trên 100 °F, và nó đang chảy qua một căn phòng tương đối lạnh hơn. Khi nó truyền một phần nhiệt đó vào phòng với sự trợ giúp của quạt, nó bắt đầu chuyển trở lại thành chất lỏng.
- Cuối cùng, ở giai đoạn thứ tư, chất làm lạnh dạng lỏng sẽ đi qua van giãn nở, giải phóng áp suất. Cũng giống như việc ép một vật liệu làm nóng nó lên, việc giãn nở cho phép nó nguội lại, vì vậy bây giờ chất lỏng trở lại nhiệt độ thấp và sẵn sàng hấp thụ thêm nhiệt để đưa vào bên trong.
Bơm nhiệt có hoạt động hiệu quả trong thời tiết lạnh không?
Các công ty nhiên liệu hóa thạch thường nhắc lại tuyên bố rằng máy bơm nhiệt không hoạt động tốt trong thời tiết thực sự lạnh giá, vì họ có sản phẩm cạnh tranh để bán. Có một sự thật cốt lõi ở đây: máy bơm nhiệt có thể kém hiệu quả hơn trong điều kiện cực lạnh. Khi chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài tăng lên, máy bơm nhiệt sẽ phải làm việc nhiều hơn để thu thập nhiệt từ không khí bên ngoài và phân tán vào phòng, do đó hiệu suất giảm.
Nhưng ngay cả khi máy bơm nhiệt không hoạt động với hiệu suất cao nhất ở những vùng có khí hậu lạnh hơn, "chúng vẫn hoạt động ở mọi nơi" theo chia sẻ của một số chuyên gia điện khí hóa. Trên thế giới, có những máy bơm nhiệt chạy khắp nơi từ Alaska đến Maine ở Hoa Kỳ. Và tại châu Âu, khoảng 60% tòa nhà ở Na Uy được sưởi ấm bằng máy bơm nhiệt, cùng với 40% ở Thụy Điển và Phần Lan.
Máy bơm nhiệt có thể hoạt động hiệu quả ngay cả ở những nơi lạnh nhất. Tuy nhiên, việc lựa chọn máy bơm nhiệt phù hợp là chìa khóa để đảm bảo máy hoạt động tốt khi nhiệt độ giảm. Một số máy bơm nhiệt sẽ không được trang bị để sưởi ấm một căn phòng khi nhiệt độ xuống dưới 0, nhưng có những mẫu máy sẽ hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ lạnh hơn. Máy sưởi không gian nhỏ có thể giúp cung cấp dự phòng cho những đợt lạnh đột ngột, nhưng nếu bạn chọn một hệ thống có kích thước phù hợp, bạn sẽ không cần đến chúng.
Công nghệ bơm nhiệt mới của ECOTHERM
Việc cải tiến một số thành phần chính đã giúp tăng hiệu quả và hiệu suất của máy bơm nhiệt, đặc biệt là trong thời tiết lạnh.
Với công nghệ EVI (phun hơi tăng cường) có thể đạt được một số thông số tích cực, đặc biệt hữu ích cho máy bơm nhiệt. Bằng cách bơm chất làm lạnh trực tiếp vào đầu máy nén SCROLL, các điều kiện trong mạch làm lạnh của hệ thống sẽ thay đổi. Kết quả là nhiệt độ đầu ra của bơm nhiệt đạt đến nhiệt độ dòng chảy lên tới 65°C ngay cả khi nhiệt độ bên ngoài thấp.
Một ưu điểm khác là tổn thất nhiệt thấp hơn và hiệu quả khi giảm nhiệt độ nguồn. Ở nhiệt độ nguồn cao hơn, mạch EVI có thể bị ngắt kết nối và do đó công suất nhiệt và làm mát của bơm nhiệt giảm khoảng 10% đến 25%. Những tính năng này làm cho bơm nhiệt ECOTHERM với công nghệ EVI trở thành lựa chọn lý tưởng cho hệ thống hiện đại hóa hay cung cấp nước nóng, nơi bơm nhiệt yêu cầu nhiệt độ dòng chảy cao trong thời gian dài.
Hiện nay đã có nhiều loại máy bơm nhiệt khác nhau trên thị trường. Khoảng 85% trong số đó được lắp đặt là giải pháp bơm nhiệt giải nhiệt gió ((air-source). Chúng có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau. Còn lại là các mô hình khác được gọi là máy bơm nhiệt nguồn đất (ground-source), bơm nhiệt giải nhiệt nước (water-source) hoặc địa nhiệt (geothermal) - thu thập nhiệt từ dưới lòng đất thay vì thu thập nhiệt từ không khí.
Các dòng bơm nhiệt heatpumps của ECOTHERM
Các giải pháp bơm nhiệt của Ecotherm bao gồm: Bơm nhiệt giải nhiệt khí - nước (Heat Pump air - water), Mô-đun bơm nhiệt công nghiệp Industrial heat pump với 2 máy nén, Bơm nhiệt nước nóng Hot water Heat Pump với máy làm mát nước tắm 266 lít và Máy bơm nhiệt cho gia nhiệt và làm mát bể bơi. Với kinh nghiệm dày dặn của mình, PGTECH sẽ hỗ trợ tư vấn dòng giải pháp phù hợp và tối ưu nhất cho dự án của Quý khách hàng.
Model AWHP: Heat Pump air - water với nhiệt độ dòng chảy cao trong hệ thống Split, công suất 20 - 140 kW:
- Bơm nhiệt không khí - nước phân chia nhiệt độ cao với máy nén cuộn SCROLL trong khối bên trong và khối bên ngoài, có kết cấu khung ổn định và đầu ra linh hoạt. Hệ thống treo hấp thụ cao gấp đôi với miếng đệm sylomer và tấm đế có thể điều chỉnh đảm bảo độ ồn và độ rung của máy nén Scroll thấp.
Model WWHP: Module bơm nhiệt công nghiệp với 2 máy nén trong chu trình làm lạnh đơn nước muối - nước / nước - nước, công suất 100 - 500 kW
- Mô-đun bơm nhiệt với một cặp máy nén được kết nối trong một chu trình làm lạnh duy nhất trên một bệ ổn định có thể đặt trong Máy bơm nhiệt mô-đun HeavyDuty. Hệ thống treo hấp thụ cao gấp đôi với vòng đệm silicon đảm bảo độ ồn và độ rung thấp của máy nén Scroll kín.
Model HWHP và SCHP: Máy bơm nhiệt nước nóng Hot water Heat pump Ecotherm và máy làm mát nước tắm Shower Water Cooler 266 lít
Đối với các khu biệt thự, căn hộ, điện thường là nguồn năng lượng chính để tạo ra nước nóng. Nếu sử dụng bộ thu nhiệt mặt trời - ví như với hệ thống thermosyphon xi phông nhiệt - thì một bộ phận làm nóng bằng điện cũng được sử dụng để dự phòng.
Do nhu cầu của Máy bơm nhiệt nước nóng Ecotherm rất nhỏ nên nó có thể dễ dàng vận hành hầu hết thời gian trong năm bằng một hệ thống quang điện nhỏ và do đó hoạt động 100% dựa trên năng lượng tái tạo.
Vì thế, Máy bơm nhiệt nước nóng Ecotherm là sự lựa chọn tốt nhất của bạn. Được sản xuất tại Liên minh Châu Âu, thiết bị làm lạnh đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất, đảm bảo vận hành đáng tin cậy và dễ dàng, đồng thời cung cấp một lượng lớn nước nóng sử dụng năng lượng tối thiểu.
Model EPHH hoặc EPDH: Gia nhiệt và làm mát bể bơi bằng bơm nhiệt 31 - 124 kW
- Máy bơm làm mát bằng nhiệt của Ecotherm được thiết kế đặc biệt để sưởi ấm và làm mát bể bơi – chúng không phải là thiết bị điều hòa không khí được chuyển đổi. Điều này có nghĩa là tất cả các thành phần được sử dụng trong công trình của chúng đều được thiết kế để mang lại hiệu quả và độ tin cậy tối đa trong điều kiện bể bơi, ngay cả ở những vùng có khí hậu khắc nghiệt nhất.
Máy bơm nhiệt và lợi ích chống biến đổi khí hậu
Việc sưởi ấm các tòa nhà thường dựa vào khí đốt tự nhiên hoặc dầu sưởi, đó là lý do tại sao ngành này chiếm khoảng 10% lượng khí thải toàn cầu hiện nay. Bơm nhiệt heatpumps sẽ là công nghệ trung tâm được sử dụng để cắt giảm tác động của hệ thống sưởi ấm đối với khí hậu theo quan điểm của các nhà phân tích năng lượng tại Cơ quan Năng lượng Quốc tế dự đoán.
Bơm nhiệt chạy bằng điện từ lưới điện. Trong khi các nhà máy nhiên liệu hóa thạch vẫn giúp cung cấp điện cho lưới điện trên toàn thế giới, thì năng lượng tái tạo và các nguồn năng lượng carbon thấp cũng góp phần. Vì vậy, với sự kết hợp năng lượng hiện tại ở tất cả các thị trường lớn, bơm nhiệt heatpumps tốt hơn cho khí hậu so với hệ thống sưởi ấm chạy trực tiếp bằng nhiên liệu hóa thạch.
Siêu năng lực thực sự của máy bơm nhiệt tác động tốt đến khí hậu là hiệu suất của chúng. Bơm nhiệt ngày nay có thể đạt hiệu suất 300% đến 400% hoặc thậm chí cao hơn, nghĩa là chúng thải ra lượng năng lượng dưới dạng nhiệt nhiều gấp ba đến bốn lần so với lượng năng lượng chúng sử dụng trong điện. Đối với máy sưởi không gian, hiệu suất tối đa theo lý thuyết sẽ là 100% và các mẫu tốt nhất hiện nay đạt hiệu suất khoảng 95%.
Khoảng cách về hiệu quả giữa máy bơm nhiệt và máy sưởi phụ thuộc vào cách chúng hoạt động. Máy sưởi không gian hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng từ dạng điện sang dạng khác, nhiệt. Ngược lại, bơm nhiệt không biến điện thành nhiệt mà sử dụng điện để thu thập nhiệt và di chuyển nhiệt. Đây là một sự khác biệt tinh tế, nhưng về cơ bản có nghĩa là bơm nhiệt có thể trả lại nhiều nhiệt hơn đáng kể khi sử dụng cùng một lượng điện. Hiệu suất tối đa của máy bơm nhiệt sẽ phụ thuộc vào chất làm lạnh và hệ thống được lắp đặt, cũng như sự chênh lệch nhiệt độ giữa căn phòng được sưởi ấm và bên ngoài.
Theo kết quả phân tích mới nhất của Trung tâm Công nghệ Trữ nhiệt & Bơm nhiệt Nhật Bản (HPTCJ), giảm phát thải CO2 bằng cách phổ biến sử dụng rộng rãi máy bơm nhiệt được kỳ vọng sẽ chiếm 14% mục tiêu giảm CO2 của Nhật Bản vào năm 2050.
Cân nhắc chi phí sử dụng máy bơm nhiệt
Chi phí trả trước cho máy bơm nhiệt chắc sẽ là rào cản duy nhất đối với việc áp dụng: việc mua và lắp đặt một thiết bị hiện nay có thể tốn từ 3.000 đến 6.000 đô la và những ngôi nhà lớn hơn thường cần nhiều thiết bị. Nhưng trong vòng đời khoảng 15 năm, máy bơm nhiệt đã rẻ hơn khi mua và vận hành so với các hệ thống khác đối với một số người tiêu dùng, đặc biệt là nếu chúng được sử dụng để sưởi ấm và làm mát ngôi nhà vào các thời điểm khác nhau trong năm.
Và hơn 30 quốc gia trên thế giới có chương trình khuyến khích cho máy bơm nhiệt, thường có tiền thưởng cho hộ gia đình thu nhập thấp hoặc những người mua thiết bị hiệu suất cao. Chẳng hạn như tại Ý có trợ cấp đặc biệt hào phóng cho máy bơm nhiệt được lắp đặt khi cải tạo các tòa nhà để tiết kiệm năng lượng, với khách hàng được hoàn lại tới 110% giá mua dưới dạng tín dụng thuế.
Tại Hoa Kỳ, Đạo luật Giảm lạm phát cung cấp khoản tín dụng thuế 30% cho giá mua máy bơm nhiệt, với các khoản hoàn tiền bổ sung cho các hộ gia đình có thu nhập thấp và trung bình. Đối với một số hộ gia đình, khoản tài trợ có thể chi trả 100% chi phí.
Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù chưa có chính sách hỗ trợ cụ thể cho việc ứng dụng bơm nhiệt vào các công trình xây dựng, tuy nhiên Chính phủ Việt Nam đã thực hiện nhiều chính sách và biện pháp nhằm giảm phát thải CO2 bằng “0” vào năm 2050 và hướng tới mục tiêu phát triển bền vững.
Chẳng hạn như khuyến khích việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong các ngành công nghiệp, giao thông, xây dựng và tiêu dùng, nhằm giảm phát thải CO2 từ việc sử dụng năng lượng; Ban hành các chính sách hỗ trợ và ưu đãi cho các dự án năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió, điện sinh khối, nhằm thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch và giảm phát thải CO2. Và đặc biệt, khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư vào công nghệ sạch, sản xuất xanh và các giải pháp tiết kiệm năng lượng thông qua các chính sách thuế, tín dụng ưu đãi và hỗ trợ tài chính.
Bước tiến mới của bơm nhiệt heatpumps
Mặc dù bơm nhiệt hiện nay tốt hơn đáng kể so với một thập kỷ trước, nhưng công nghệ này vẫn còn nhiều tiềm năng phát triển trong tương lai. Các thiết kế mới có thể cung cấp các đơn vị nhỏ, di động. Các tùy chọn mới này có thể cho phép máy bơm nhiệt thâm nhập vào các không gian mới, như các tòa nhà chung cư cũ, nơi mà việc lắp đặt có thể tốn kém hoặc không thể thực hiện được.
Một lĩnh vực chín muồi để tiến triển hơn nữa là chất làm lạnh. Mặc dù chất làm lạnh ngày nay là sự cải tiến so với các lựa chọn cũ hơn, nhưng ngay cả những chất làm lạnh mới hơn cũng là khí nhà kính mạnh. Cần phải xử lý cẩn thận và sản xuất chính xác để tránh rò rỉ. Lợi ích về khí hậu từ máy bơm nhiệt lớn hơn khả năng làm nóng của chất làm lạnh bị rò rỉ, nhưng các giải pháp thay thế có thể giúp cắt giảm rủi ro này hơn nữa.
Những tiến bộ công nghệ mới sẽ giúp mở rộng mảng máy bơm nhiệt vốn đã rất lớn trên thị trường. Và chi phí sẽ giảm dần theo thời gian khi công nghệ trở nên phổ biến hơn. Doanh số bán máy bơm nhiệt toàn cầu tăng 15% vào năm 2021. Châu Âu chứng kiến một số mức tăng trưởng nhanh nhất, với mức tăng trưởng doanh số 35% vào năm 2021, một xu hướng có khả năng tiếp tục do cuộc khủng hoảng năng lượng. Bắc Mỹ vẫn có số lượng nhà lắp đặt máy bơm nhiệt lớn nhất hiện nay, nhưng Trung Quốc giành giải thưởng về doanh số bán mới nhiều nhất. Dù xuất hiện ở đâu thì kỷ nguyên của bơm nhiệt đã chính thức bắt đầu.
Kết luận
PGTECH là nhà đại diện chính thức của Ecotherm cung cấp các giải pháp gia nhiệt cho hệ nước nóng trung tâm, hơi nước và năng lượng mặt trời tại thị trường Việt Nam và các nước trong khu vực. Các giải pháp chìa khóa trao tay cho hệ nước nóng trung tâm của ECOTHERM là các hệ thống được thiết kế với mục đích chủ yếu để tiết kiệm không gian, mang tới tính hiệu quả và kinh tế, hoàn chỉnh theo yêu cầu của khách hàng. Năng lượng nhiệt để sản xuất nước nóng sinh hoạt, HVAC hoặc nhiệt xử lý được tạo ra bằng cách sử dụng công nghệ bơm nhiệt mới nhất với bồn gia nhiệt nước nóng thương mại Ecotherm công suất cao EHSF công nghệ coil xoắn phẳng và kết hợp với hệ mặt trời năng lượng Ecotherm hoặc nồi hơi công nghiệp Ecotherm hiện đại sẽ mang lại hiệu quả cao, tiết kiệm chi phí, tiết kiệm năng lượng để đảm bảo cho hệ thống vận hành hiệu quả, ổn định và an toàn nhất.
PGTech Co., Ltd - Nhà phân phối các thiết bị, sản phẩm công nghiệp uy tín hàng đầu tại Việt Nam và các nước trong Khu Vực
Copyright © - Bản quyền bài viết thuộc về PGTech Việt Nam
Ban Biên Tập Tin Tức: PGTECH
Kỹ Sư: Mạnh Thắng
PGTECH CO., LTD