Bơm nhiệt: nó là gì, dùng để làm gì và phạm vi ứng dụng

Có lẽ những người đã từng ít nhất một lần nghĩ đến hệ thống sưởi tự động cho ngôi nhà của mình đã từng nghe qua thuật ngữ “bơm nhiệt”, nhưng chưa hiểu hết nó là gì. Hôm nay chúng tôi sẽ cố gắng giải thích thuật ngữ này một cách chi tiết.

Mọi người đã quen với việc nhận nhiệt trong nhà từ việc đốt một thứ gì đó. Ví dụ, trước đây mỗi nhà riêng đều có bếp đốt củi. Người ta đốt củi, than và sưởi ấm nhà cửa. Về nguyên tắc, phương pháp sưởi ấm này vẫn được bảo tồn cho đến ngày nay, nhưng ngày càng ít phổ biến. Ở các thành phố, các sản phẩm khí đốt, than và dầu được đốt để sưởi ấm các tòa nhà cao tầng. Nghĩa là, nguyên tắc thu nhiệt vẫn như cũ: bạn cần đốt một thứ gì đó để làm ấm.

Nhưng bạn cần hiểu rằng phương pháp tạo nhiệt này không thể tồn tại mãi mãi. Sớm hay muộn, nguồn lực để đốt cháy sẽ bắt đầu cạn kiệt. Ý nghĩ này ám ảnh nhiều người nên họ bắt đầu nghĩ đến những nguồn nhiệt thay thế.

Máy bơm nhiệt là một trong những cách thay thế để tạo ra nhiệt. Nếu bạn nhìn vào nó, có rất nhiều nhiệt xung quanh con người trong không khí, nước và trái đất. Một máy bơm nhiệt giúp tạo ra nhiệt từ chúng mà không đốt cháy bất cứ thứ gì.

Máy bơm nhiệt - nó là gì?

Máy bơm nhiệt là một thiết bị tạo ra nhiệt từ môi trường và đưa nó đến hệ thống sưởi ấm trong nhà.Máy bơm nhiệt chạy bằng năng lượng, nhưng nó không dùng để sưởi ấm ngôi nhà như trong lò sưởi điện mà dùng để truyền nhiệt từ môi trường vào nhà. Nhờ cách tiếp cận này, hiệu suất sử dụng năng lượng cao hơn nhiều so với việc sưởi ấm trực tiếp trong nhà. Vì vậy, điện được tiết kiệm, có tác động tích cực đến môi trường.

Máy bơm nhiệt: các loại

Máy bơm nhiệt có ba loại, tùy thuộc vào cách chúng tạo ra nhiệt:

1. Không khí - tạo ra nhiệt từ khối không khí.
2. Địa nhiệt - tạo ra nhiệt từ mặt đất.
3. Nước - tạo ra nhiệt từ nước sông, hồ, biển và các nguồn nước ngầm.

Nguyên lý hoạt động rất đơn giản. Bộ tản nhiệt trao đổi nhiệt được đặt ở một trong những môi trường được mô tả ở trên, nơi thu nhiệt từ mặt đất, không khí hoặc nước. Với sự trợ giúp của máy bơm nhiệt, lượng nhiệt này được tích tụ, nhiệt độ của nó tăng lên và được đưa đến hệ thống sưởi ấm trong nhà.

Trên thực tế, mỗi người trong đời đều từng chứng kiến ​​​​một máy bơm nhiệt hoạt động. Đại diện nổi bật của các loại máy bơm này là tủ lạnh và điều hòa. Vâng, chúng hoạt động để làm mát. Nhưng một máy bơm nhiệt có thể hoạt động cho cả sưởi ấm và làm mát. Tất cả phụ thuộc vào cách tổ chức chu trình trao đổi nhiệt. Trong tủ lạnh, chu trình nhiệt động được tổ chức để làm mát. Nhưng nếu bạn hướng nó theo thứ tự ngược lại, tủ lạnh sẽ hoạt động như một lò sưởi. Không, điều này không có nghĩa là có một công tắc chu trình nhiệt động ở đâu đó trong tủ lạnh. Điều này có nghĩa là nguyên lý hoạt động hoàn toàn trái ngược nhau nhưng rất giống nhau. Bởi vì rất thường xuyên, khi sưởi ấm bằng bơm nhiệt, hệ thống cũng sử dụng freon làm chất làm mát.

Dựa trên loại chất làm mát trong hệ thống đầu vào và đầu ra, các mẫu bơm nhiệt được chia thành 8 loại:

• "Nước ngầm";
• "nước nước";
• "không khí-nước";
• "mặt đất đối không";
• "nước-không khí";
• "không khí";
• "nước tự do";
• "không khí tự do".

“Freon-air” là hệ thống làm mát trong máy điều hòa không khí và tủ lạnh. Nước Freon, không khí và không khí thường được sử dụng để sưởi ấm.

Theo đó, hiệu suất của bơm nhiệt và hệ thống sưởi sẽ phụ thuộc vào chất làm mát được sử dụng và điều kiện khí hậu. Ví dụ, ở các nước có khí hậu nóng, hệ thống không đối không đã chứng tỏ nó hoạt động rất tốt. Ở các nước mát hơn, không khí-nước thường được sử dụng nhiều hơn, nhưng hiệu quả của hệ thống này giảm khi có sương giá dưới -25. Nếu sương giá giảm xuống dưới, hệ thống sưởi không thể đáp ứng được và phải kết nối các nguồn nhiệt bổ sung.

Ở các vùng miền núi, hệ thống mặt đất đối không và mặt nước đối không là phổ biến. Cư dân của cảnh quan núi tích cực “bơm” nhiệt từ trên núi. Hơn nữa, cài đặt có thể theo cả chiều ngang và chiều dọc. Trong các hệ thống thẳng đứng, nguyên tắc sinh nhiệt sau đây là phổ biến:

• đào giếng sâu;
• một bộ trao đổi nhiệt được hạ xuống trong đó, qua đó chất chống đông, rượu pha loãng, freon hoặc chỉ nước chảy qua;
• Giếng chứa đầy nước và nước “mang” nhiệt từ đá đến bộ trao đổi nhiệt.

Độ sâu của giếng như vậy đạt tới 170 mét.

Nhìn chung, phương pháp sưởi ấm hiệu quả nhất là thu nhiệt từ mặt đất. Phương pháp này tốt vì nhiệt độ đất, ngay cả ở độ sâu nông, vẫn không thay đổi quanh năm. Nhiệt độ của nước hoặc không khí thay đổi, nhưng đất thì không. Do đó, việc lắp đặt hệ thống sưởi trên mặt đất thực tế không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.Các nước Scandinavi đi trước phần còn lại trong việc sử dụng hệ thống như vậy. Họ bị ám ảnh bởi năng lượng xanh và bảo vệ môi trường, điều này khiến họ tốt hơn các nước khác một chút. Bản chất của phương pháp này là hệ thống tản nhiệt phải được chôn xuống đất ở độ sâu ít nhất 50 cm, dưới mức đóng băng của đất. Thông thường, đây là 1,2-2 mét "dưới mặt đất". Chất chống đông được đổ vào hệ thống tản nhiệt sẽ mang “hơi ấm của đất” vào nhà. Chất chống đông “điều khiển” bơm nhiệt đi qua hệ thống. Vấn đề với phương pháp này là nó rất tốn kém và có hiệu quả trong thời gian không dưới 10-15 năm.

Phần kết luận

Máy bơm nhiệt là một phần thiết yếu của hệ thống sưởi ấm hoặc làm mát sử dụng nhiệt từ môi trường. Máy bơm nhiệt là một thiết bị điện “điều khiển” chất lỏng trao đổi nhiệt qua hệ thống sưởi ấm. Điều quan trọng là phải mua nó khi bạn có kế hoạch tổ chức hệ thống sưởi tự động trong nhà bằng cách sử dụng hơi ấm của thiên nhiên.

Ở vĩ độ của chúng ta, phương pháp sưởi ấm nhà ở này không phổ biến lắm do chi phí cao, thực hiện tốn nhiều công sức và khí hậu cụ thể. Nếu khí hậu quá lạnh thì phương pháp sưởi ấm này sẽ không đáp ứng được nên bạn vẫn phải sử dụng phương pháp sưởi ấm truyền thống.