Các loại máy bơm nhiệt (Heat Pump) thông dụng và nguyên lý hoạt động cơ bản - Báo giá sửa máy nước nóng năng lượng mặt trời giá rẻ tphcm

Các loại máy bơm nhiệt thông dụng: Nguồn nhiệt và ứng dụng

     Hiện nay, có hai loại máy bơm nhiệt thông dụng nhất dựa trên nguồn nhiệt mà chúng sử dụng để trao đổi năng lượng.

• Đầu tiên là bơm nhiệt không khí – nước (air-to-water heat pump). Loại này sử dụng nhiệt năng có sẵn trong không khí ngoài trời làm nguồn nhiệt chính để làm nóng (vào mùa đông) hoặc làm lạnh (vào mùa hè) nước sử dụng cho các hệ thống sưởi ấm, làm mát hoặc nước nóng sinh hoạt. Đây là loại bơm nhiệt kinh tế và phổ biến nhất cho các ứng dụng trong gia đình và các tòa nhà thương mại nhờ tính sẵn có của nguồn nhiệt (không khí).
• Loại thứ hai là bơm nhiệt nước – nước (water-to-water heat pump). Loại này sử dụng nhiệt độ ổn định hơn từ các nguồn dưới lòng đất, có thể là nước ngầm, ao hồ, sông hoặc địa nhiệt. Bơm nhiệt nước-nước thường có hiệu suất cao hơn và hoạt động ổn định hơn do nguồn nhiệt dưới lòng đất ít bị biến động nhiệt độ theo mùa so với không khí, mặc dù chi phí lắp đặt ban đầu có thể cao hơn.

Nguyên lý hoạt động cơ bản của máy bơm nhiệt: Truyền nhiệt và chu trình môi chất lạnh

     Nguyên lý hoạt động cốt lõi của máy bơm nhiệt dựa trên việc di chuyển nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp đến nơi có nhiệt độ cao, ngược lại với quy luật tự nhiên thông thường. Máy sử dụng một môi chất lạnh tuần hoàn trong một chu trình kín gồm các quá trình bay hơi, nén, ngưng tụ và giãn nở. Trong chế độ làm nóng, môi chất lạnh ở trạng thái lỏng, nhiệt độ thấp đi qua thiết bị bay hơi (thường tiếp xúc với nguồn nhiệt thấp như không khí ngoài trời). Tại đây, nó hấp thụ nhiệt từ môi trường và bay hơi thành khí ở nhiệt độ thấp. Khí này sau đó được hút vào máy nén, nén ở áp suất cao, làm tăng nhiệt độ của nó lên rất cao.

     Khí nóng, áp suất cao này đi qua thiết bị ngưng tụ (thường tiếp xúc với nước cần làm nóng). Tại đây, nó nhả nhiệt cho nước, ngưng tụ trở lại thành lỏng ở nhiệt độ và áp suất cao. Chất lỏng này đi qua van tiết lưu (thiết bị giãn nở), áp suất giảm đột ngột, nhiệt độ giảm mạnh, quay trở lại thiết bị bay hơi để tiếp tục chu trình. Quá trình này liên tục di chuyển nhiệt từ nguồn nhiệt thấp sang nguồn nhiệt cao hơn để làm nóng nước hoặc không khí.

Các thành phần chính và vai trò trong quá trình hoạt động

     Máy bơm nhiệt được cấu thành từ các thành phần chính hoạt động phối hợp với nhau trong chu trình môi chất lạnh.

• Máy nén là bộ phận trung tâm, cần nguồn điện để hoạt động. Nó có nhiệm vụ nén môi chất lạnh ở thể khí, làm tăng áp suất và nhiệt độ của môi chất, đẩy môi chất nóng đến thiết bị ngưng tụ.
• Thiết bị bay hơi là nơi môi chất lạnh hấp thụ nhiệt từ nguồn nhiệt thấp (không khí, đất, nước) và bay hơi thành khí.
• Thiết bị ngưng tụ là nơi môi chất lạnh ở thể khí nhả nhiệt cho nước cần làm nóng và ngưng tụ trở lại thành lỏng.
• Quạt tản nhiệt (thường có trong bơm nhiệt không khí) sử dụng một lượng nhỏ điện để liên tục thổi không khí qua giàn nóng (thiết bị ngưng tụ trong chế độ làm nóng) hoặc giàn lạnh (thiết bị bay hơi trong chế độ làm lạnh) để tăng cường quá trình trao đổi nhiệt.

     Năng lượng điện mà máy bơm nhiệt tiêu thụ chủ yếu dùng để vận hành máy nén và quạt, giúp "thu nhiệt tự do" từ môi trường và di chuyển nó đến nơi cần làm nóng hoặc làm lạnh, đây là lý do Heat Pump tiết kiệm năng lượng hơn các thiết bị gia nhiệt trực tiếp.