Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt không khí

Máy nước nóng năng lượng không khí (Bơm nhiệt không khí - Heat Pump)

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BƠM NHIỆT

Trong tự nhiên, nước luôn chảy từ cao xuống thấAp, nhiệt luôn truyền từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp. 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.

Hệ thống bình nước nóng 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 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:

Khi bơm nhiệt 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

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).