BƠM NHIỆT ĐUN NƯỚC NÓNG

BƠM NHIỆT ĐUN NƯỚC NÓNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BƠM NHIỆT ỨNG DỤNG CỦA BƠM NHIỆT Ứng dụng rộng rãi bơm nhiệt làm ấm vào mùa đơng làm mát vào mùa hè hay cịn gọi điều hịa hai chiều Loại bơm nhiệt có công suất từ vài kW đến vài chục kW sử dụng gia đình thương nghiệp Hầu hết bơm nhiệt loại bơm nhiệt nén Ứng dụng thứ hai bơm nhiệt đun nước nóng từ 45 0-700C, sử dụng rộng rãi từ gia đình đến công nghiệp Những bơm nhiệt lớn sử dụng công nghiệp, thương nghiệp,…có suất nhiệt lên đến vài chục ngàn kW Bơm nhiệt nóng lạnh phương án bơm nhiệt hiệu quẩ sử dụng nguồn nóng nguồn lạnh bơm nhiệt, hệ số bơm nhiệt tăng lên gấp đơi TT Mục đích sử dụng bơm Năng suất Nhiệt độ Nhiệt độ nhiệt nhiệt, kW nguồn nguồn lạnh, C nóng, 0C Sưởi ấm nhà 2,3-14 Đưn nước nóng gia dụng 2,3-14 Đun nước nóng cơng nghiệp 14-250 thương nghiệp Sấy cơng nghiệp 2,3-250 Quay vịng dịng nhiệt 250-1000 cơng nghiệp bay đặc, tháp chưng cất xưởng giặt là, tẩy rửa vệ sinh thiết bị buồng sấy Thu hồi nhiệt tải từ q 1000-5000 trình cơng nghệ, khu thị, khu dân cư, sản xuất công nghiệp, kết hợp với trung tâm cấp nhiệt, cấp lạnh, thu hồi nhiệt ngưng tụ Nhiệt độ môi trường Nhiệt độ môi trường Nhiệt độ mơi trường Nhiệt ẩm gió tuần hồn 30-130 45-50 30-70 50-120 45-50 45-70 15-50 30-50 II NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ LÀM VIỆC Định nghĩa Bơm nhiệt thiết bị dùng để bơm dòng nhiệt mức nhiệt độ thấp lên mức nhiệt độ cao để đáp ứng nhu cầu sử dụng lượng nhiệt sấy, sưởi ấm, đun nước nóng,… Bơm nhiệt máy lạnh có chung nguyên lý làm việc theo chu trình nhiệt động ngược chiều Chúng khác mục đích sử dụng Gọi máy lạnh sử dụng nguồn lạnh sản dàn bay hơi, gọi bơm nhiệt sử dụng nguồn nóng sản dàn ngưng tụ Sự khác máy lạnh bơm nhiệt Theo định nghĩa có loại máy lạnh có nhiêu loại bơm nhiệt bơm nhiệt nén hơi, bơm nhiệt hấp thụ, bơm nhiệt nhiệt điện, … Tuy có bơm nhiệt nén bơm nhiệt hấp thụ có ý nghĩa thực tế NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BƠM NHIỆT: Hơi môi chất lạnh dàn bay nhệt độ thấp áp suất thấp dược máy nén hút nén lên áp suất cao, nhiệt độ cao đẩy vào dàn ngưng tụ Ở dàn ngưng tụ, ngưng tụ thành lỏng cấp nhiệt cho chất tải nhiệt (nguồn nóng) theo u cầu cơng nghệ nước nóng khơng khí nóng phục vụ sấy sưởi… Lỏng áp suất cao tiết lưu xuống áp suất thấp qua thiết bị tiết lưu vào dàn bay Ở dàn bay hơi, lỏng bay hơi, thu nhiệt nguồn nhiệt (la nước, khơng khí mơi trường, nguồn nhiệt thải…) Hơi sinh lại máy nén hút kép kín vịng tuần hồn mơi chất Phân loại bơm nhiệt Đầu tiên, có nhóm bơm nhiệt chính: - Bơm nhiệt có máy nén - Bơm nhiệt hấp thụ gồm loại hấp thụ, biến nhiệt tái hấp thụ - Bơm nhiệt kiểu ejector Sau đó, bơm nhiệt phân theo trình loại mơi chất như: - Q trình nén hơi, biến đổi pha từ sang lỏng, biến đổi pha từ lỏng sang hơi, thay đổi áp suất lỏng môi chất - Các loại môi chất môi chất lạnh đơn chất, hỗn hợp môi chất đồng sôi, hỗn hợp môi chất không đồng sôi, cặp môi chất chất hấp thụ Chu trình bơm nhiệt nén Đây dạng bơm nhiệt quan trọng ứng dụng rộng rãi tất lĩnh vực kinh tế, đặc biệt để sưởi ấm điều hịa khơng khí dân dụng cơng nghiệp, chuẩn bị nước nóng, sấy nhiệt độ thấp, hút ẩm, thu hồi nhiệt thải,…để đáp ứng nhu cầu lượng nhiệt độ thấp a Bơm nhiệt nén chu trình Carnot Bơm nhiệt gồm thiết bị máy nén, dàn ngưng tụ, máy dãn nở, dàn bay Môi chất vào đơn chất hỗn hợp đồng sơi Nếu biểu diễn đồ thị T-s chu trình hình chữ nhật với trình đoạn nhiệt đẳng nhiệt xen kẽ: 1-2 trình nén đoạn nhiệt máy nén: s1=s2 2-3 trình ngưng tụ đẳng nhiệt dàn ngưng: T2=T3 3-4 trình dãn nở đoạn nhiệt máy dãn nở: s3=s4 4-1 trình bốc đoạn nhiệt dàn bay hơi: T4=T1 Ưu điểm: chu trình bơm nhiệt ngược chiều coi chu trình lý tưởng có hệ số nhiệt cao so với chu trình khơ, hồi nhiệt…trừ chu trình Lorenz b Nhược điểm: không xác định rõ rang trạng thái hút vào máy nén, nằm vùng ẩm nên nguy hút phải lỏng gây va đập thủy lực phá hỏng máy nén lớn Máy dãn nở cồng kềnh, giá thành cao mà công hữu ích thu khơng đáng kể, chu trình khơng sử dụng thực tế Bơm nhiệt nén chu trình khơ Trong thực tế, người ta sử dụng chu trình khơ khắc phục nhược điểm vận hành chu trình Carnot cách cho máy nén hút bão hịa khơ thay máy dãn nở van tiết lưu Do bơm nhiệt bớt cồng kềnh, đơn giản, dễ vận hành, giá thành thấp an toàn c Bơm nhiệt nén chu trình Lorenz Để cải thiện hệ số lạnh, giảm công nén máy nén để tiết kiệm lượng, nhà bác học Lorenz hồn thiện chu trình Carot ngược chiều đạt hệ số bơm nhiệt cao 10 đến 40% Lorenz đưa ý tưởng trượt nhiệt độ sôi chất tải lạnh trượt nhiệt độ ngưng tụ chất tải nhiệt thiết bị bay ngưng tụ Thay trình 2-3 đẳng nhiệt trình 2-3’; thay trình 4-1 trình 4-1’ c III Bơm nhiệt hai nén cấp Máy nhiệt nén cấp cải tiến từ máy nhiệt nén cấp để tiết kiệm kinh phí Bơm nhiệt kiểu hấp thụ Bơm nhiệt hấp thụ dạng quan trọng sau bơm nhiệt nén hơi, có suất lớn thường sử dụng công nghiệp a Bơm nhiệt hấp thụ b Biến nhiệt c Bơm nhiệt tái hấp thụ có máy nén d Bơm nhiệt tái hấp thụ có máy nén nhiệt CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA BƠM NHIỆT Môi chất cặp môi chất Môi chất dùng cho bơm nhiệt tương tự mối chất dùng cho máy lạnh, cặp môi chất Mơi chất lạnh R32 Cơng thức hóa học CH2F2 CH2CFC F3 t ch vật lý 52,0 Phân tử lượng M, kg/km ol Nhiệt độ sôi thườn g, 0C Nhiệt độ tới hạn,0C Áp suất tới hạn, bar TLV – TWA LFL Tín h chấ t an tồ HOC n Nhóm an tồn, Std 34 Tín Vịng h đời HFO234yf R290 (prop an) C3H8 R74 R22 R407c R410 a R32/125/ 134a (23/25/52 ) 86,20 R32/1 25 (50/5 0) 72,58 44,10 44, 01 86,47 152,93 102,0 -51,7 -29,3 -42,1 78, -40,8 27,8 -26,1 -42,8 -36,3 -51,6 78,2 94,7 96,7 31, 96,2 183,8 101,1 87,3 72,5 57 33,8 42,5 73, 49,9 36,6 40,6 4,63 49,5 1000 - 2500 50 1000 1000 1000 none none none None 50,3 500 1000 non none e 2,2 13,3 6,2 2,3 9,4 10,7 21 4,2 -4,9 -4,4 A2L A2L A3 A1 B1 A1 A1/A1 A1/A1 5,6 0,05 (11 - 1,5 13,6 114 R123 R134a CO2 CHClF CHCl2CF CH2FC F3 A1 >50 11,8 - - chấ t môi trư ờng (thời gian tồn khí ), năm ODP 0,00 GWP 880 (100 năm) ngày) 0,000 0,000 20 0,0 00 0,034 0,012 0,000 0,000 0,000 1900 120 1600 1980 2340 GWP (Global Warning Potential): Tiềm làm nóng địa cầu Chỉ số tương đối khả ( hiệu ứng lồng kính) chất khí ảnh hưởng tới nóng lên Trái Đất, lấy chuẩn quy ước CO cho thời hạn 100 năm HOC ( Heat of Combustion): Nhiệt trị ( ga lạnh) LFL ( Lower Flammability Limit): giới hạn bắt lửa dưới, giới hạn nồng độ mà ga lạnh khơng khí lây lan lửa, thường tính theo thể tích % khơng khí ODP ( Ozone Depletion Potential): Tiềm làm suy giảm ozone, số tương đối xác định khả phá hủy tầng ozone với quy ước ODP R11 bằn TLV-TWA (Threashold Limit Value – Time – Weighted Average): Nồng độ giới hạn trung bình lâu dài, giá trị nồng độ giới hạn khơng khí mà với điều kiện làm việc 8h/ngày ngày/tuần, tất công nhân tiếp xúc lâu dài với ga lạnh khơng bị đe dọa ảnh hưởng có hại Các cặp môi chất: Đối với bơm nhiệt hấp thụ, người ta sử dụng chủ yếu cặp môi chất NH3/H2O H2O/BrLi Đối với điều kiện Việt Nam máy lạnh H2O/BrLi chắn có nhiều ý nghĩa phù hợp với điều kiện nhiệt đới nhiệt độ yêu cầu nguồn nhiệt để chạy máy thấp, khoảng 85 0C nhiệt độ yêu cầu cho cặp môi chất NH3/H20 khoảng 130 0C Chính vậy, sử dụng nguồn nhiệt thải nước nóng, thừa nhà máy có sử dụng nồi để chạy máy Máy nén 3 Cũng máy lạnh, máy nén phận quan trọng bơm nhiệt Tất dạng máy nén máy lạnh dược ứng dụng bơm nhiệt Đặc biệt quan trọng may nén pitông trượt, máy nén roto, máy nén xoắn ốc, máy nén trục vít máy nén tuabin So sánh với máy nén lạnh, máy nén dùng cho bơm nhiệt có địi hỏi cao hơn, đặc biệt yêu cầu sau đây: - Nhiệt độ ngưng tụ đến khoảng 55-800C - Nhiệt độ cuối trình nén phải cao 100-130 0C; vậy, nhiệt độ dầu phải cao tương ứng - Hiệu suất cao với điều kiện bơm nhiệt - An toàn tải thay đổi - Có thể điều chỉnh cơng suất vơ cấp mà khơng có tổn hao - Tiếng ồn thấp Như vậy, máy nén bơm nhiệt cần phải đặc biệt chắn, tuổi thọ cao chạy êm, cần phải có hiệu suất cao trường hợp đủ tải Những yêu cầu thỏa mãn phần chọn máy nén máy điều hịa khơng khí để dùng cho bơm nhiệt Nói chung để nâng cao hiệu bơm nhiệt, người ta cịn cần tính tốn phần khác mơi chất thiết bị trao đổi nhiệt cách lắp đặt, bố trí Nhưng thực tế, số lượng sản xuất q thay đổi cơng nghệ sản xuất không kinh tế Bởi vậy, người ta chọn máy nén cho bơm nhiệt loạt máy nén cho điều hịa khơng khí sản xuất có ý đến yêu cầu đặc biệt bơm nhiệt để hiệu suất bơm nhiệt đảm bảo Thiết bị trao đổi nhiệt Các thiết bị trao đổi nhiệt (TBTĐN) bơm nhiệt thiết bị bay ngưng tụ, thiết bị lạnh lỏng, hồi nhiệt, bình trung gian thiết bị trao đổi nhiệt trung gian Giống máy lạnh, thiết bị ngưng tụ bay bơm nhiệt đầy đủ dạng: ống chùm, ống lồng ngược dòng, ống xoắn, ống đứng kiểu Tuy nhiên, phần lớn bơm nhiệt loại chiều nóng lạnh nên thiết bị ngưng tụ bay loại đặc biệt, phải làm việc cách hiệu vai trò thiết bị ngưng tụ vai trò thiết bị bay Như biết, mục đích bơm nhiệt chủ yếu mơi trường ích nhiệt thu dàn ngưng, kết hợp sử dụng lạnh thu dàn bay hơi, nên kèm theo suất nhiệt, suất lạnh, chế độ nhiệt độ Bao người ta cho biết dạng chất tải nhiệt tải lạnh nước khơng khí Ký hiệu bơm nhiệt cách ngắn gọn môi trường nguồn nhiệt: Bơm nhiệt nguồn gió (gồm bơm nhiệt gió gió bơm nhiệt gió nước) Bơm nhiệt nguồn nước (gồm bơm nhiệt nước gió bơm nhiệt nước nước) - Bơm nhiệt nguồn đất (nguồn nước giếng khoan vịng tuần hồn nước kín đặt lịng đất – cịn gọi bơm nhiệt địa nhiệt) Tùy theo nước cấp cho thiết bị bay thiết kế theo vịng tuần hồn kín sử dụng lần thải bỏ mà gọi bơm nhệt vịng nước kín hay bơm nhiệt vịng nước hở a Thiết bị bay Nhiệm vụ dàn bay bơm nhiệt nhận nhiệt nguồn nhiệt bay lỏng môi chất áp suất thấp nhiệt độ thấp Dàn bay bơm nhiệt chủ yếu chia làm loại nguồn gió nguồn nước Nguồn gió thường dàn bay ống xoắn tĩnh có quạt với nguồn nhiệt khác khơng khí buồn lạnh, khơng khí mơi trường, khí thải cơng nghiệp, gió thải từ nhà ở, cơng xưởng, khu thể thao, trường học, gió thải từ khu chăn nuôi, chuồng trại,… Nguồn nước (có thể loại vịng kín vịng hở) chia làm loại nước mặt ( ao, hồ, sông, suối, thành phố,…), nước giếng khoan, nước vịng tuần hồn kín, đường ống đặt ngầm lịng đất kiểu nằm ngang thẳng đứng sản phẩm cơng nghệ Sản phẩm cơng nghệ kể đến nước nước muối sử dụng để làm lạnh, điều hịa khơng khí bơm nhiệt kết hợp nóng lạnh, - Thiết bị bay BN Nguồn gió Nguồn nước Khơng khí phịng lạnh( bơm nhiệt kết hợpNước nóngmặt lạnh).Nước giếng khoanNguồn đất Sản phẩm cơng nghệ Khơng khí mơi trường Khí thải cơng nghiệp Gió thải từ nhà ở, xưởng sản xuất, khu thể thao, trường học Gió thải từ khu chăn ni, chuồng trại,… Nước, nước muối lạnh cơng nghệ bơm nhiệt kết hợp nóng lạnh Nướcphố,… thải công nghiệp, sinh hoạt Nước mặt, ao, hồ, sông, suối, thành Sản phẩm đỉnh tháp chưng cất, Nước giếng khoan Nước thu MT Vòng nước kín đặt long đất kiểutừnằm ngang lượng kiểu đứng b nước thải sinh hoạt công nghiệp, sản phẩm đỉnh tháp chưng luyện, tách chất, nồi cô đặc,…hoặc nước từ thu lượng MT Thiết bị ngưng tụ Thiết bị ngưng tụ thiết bị trao đổi nhiệt môt bên môi chất ngưng tụ áp suất cao, nhiệt độ cao với bên mơi trường ích nhiệt Mơi trường ích nhiệt bơm nhiệt tùy theo nhu cầu sử dụng, chủ yếu có dạng khơng khí nước Khơng khí dùng cho sưởi ấm, sấy, hút ẩm, Thiết bị ngưng tụ bơm nhiệt Thiết bị ngưng tụ đun nước nóng Thiết bị ngưng tụ gia nhiệt sản phẩm công nghệ Thiết bị ngưng tụ sưởi ấm khơng khí Dàn ống xoắn có cánh tĩnh có Dàn quạtngưng ống lồng, dàn ngưng ống Dàn xoắn,… ống xoắn, bình ngưng ống vỏ,… …cịn nước dùng để đun nước nóng sinh hoạt, nước nóng cơng nghệ Ngồi mơi trường ích nhiệt cịn sản phẩm cơng nghệ hỗn hợp đáy tháp chưng cất, tinh luyện, tách chất Cũng giống thiết bị bay hơi, thiết bị ngưng tụ có dạng sưởi nóng khơng khí đun nước nóng Thiết bị phụ bơm nhiệt Tất thiết bị phụ bơm nhiệt giống thiết bị phụ máy lạnh Cũng xuất phát từ yêu cầu nhiệt độ cao nên đòi hỏi công nghệ gia công, độ tin cậy thiết bị cao Đây vấn đề đặt dầu bơi trơn, đệm kín loại mơi chất vật liệu khác hệ thống Do bơm nhiệt phải hoạt động chế độ áp suất nhiệt độ gần sát với giới hạn tối đa nên thiết bị tự động nói chung tự động bảo vệ nói riêng cần thiết phải hoạt động với độ tin cậy cao để đề phòng hư hỏng thiết bị chế độ làm việc vượt giới hạn cho phép Đối với van tiết lưu, bơm nhiệt có chế độ làm việc khác máy lạnh nên cần có van tiết lưu phù hợp Để đáp ứng yêu cầu hãng sản xuất thiết bị tự động nghiên cứu chế tạo loại van tiết lưu cho môi chất R134a, R22, R407C, R410A Với nhiệt độ bay tới +200C Với nhiệt độ bay +200C đặc biệt với loại mơi chất lạnh khác, việc tìm kiếm van tiết lưu tương đối khó khăn Như hồn cảnh Việt Nam, ta xây dựng thiết bị thí nghiệm bơm nhiệt ứng dụng với loại mơi chất thơng dụng với nhiệt độ sôi cao khoảng +200C IV BƠM NHIỆT ĐUN NƯỚC NĨNG Ngồi ứng dụng điều hịa khơng khí, bơm nhiệt cịn ứng dụng nhiều ngành kinh tế khác với công dụng đun nước nóng, sấy, sưởi, hút ẩm, chưng cất, tách chất, tinh luyện… đun nước nóng ứng dụng quan trọng Bơm nhiệt đun nước nóng có loại bơm nhiệt nguồn gió ATW bơm nhiệt nguồn nước WTW Bơm nhiệt nguồn gió thu nhiệt trực tiếp từ khơng khí nguồn nước thu nhiệt từ nước So sánh tiết kiệm lượng Theo hình cho thấy bơm nhiệt đun nước nóng có ưu tiết kiệm lượng kinh tế hẳn phương pháp khác Nếu phương pháp dùng điện trở có tiêu thụ lượng sơ cấp tương đối 100% dùng nồi đun nước nóng đốt gas 78%, nồi đốt than dầu 70% dùng bơm nhiệt thường có 32% bơm nhiệt nhiệt độ 20% Ngày nay, đun nước nóng điện trở khơng phép sủ dụng, nồi đốt dầu, gas, than bị hạn chế bơm nhiệt kết hợp xạ mặt trời phương án đun nước nóng tối ưu kinh tế sủ dụng rộng rải Nếu tiêu thụ nước nóng ổn định năm phương án đun nước nóng bơm nhiệt tiết kiêm đến 79,5% so với dùng điện trở 2 Phân loại Theo nguồn nhiệt cấp cho phân bơm nhiệt nguồn gió bơm nhiệt nguồn nước Gió khơng khí ngồi mơi trường, cịn nước nước môi trường nước ao, hồ, sông, suối, nước ngầm, giếng khoang… nguồn nước thải nhiệt độ cao Theo chức năng, chia loại chức loại nhiều chức Một chức loại dùng để đun nóng Nhiều chức loại vừa đun nóng vừa điều hịa khơng khí làm lạnh hè, sưởi ấm vào đơng… Theo cấu tạo cách bố trí phân loại nguyên cụm loại tách Loại nguyên cụm loại bơm nhiệt bình nước nóng lắp chung vỏ Loại chia làm loại loại có dàn ngưng nhúng chìm bình nước nóng loại có dàn ngưng quấn xung quanh bình nước nóng hình trụ Loại ngun cụm khơng có bơm nước nóng tuần hồn Loại tách loại bơm nhiệt bình nước nóng thiết kế tách biệt để lắp đặt cách xa Theo mơi chất lạnh, phân bơm nhiệt R22, R134a, R407C, R410A CO2 Hầu hết loại bơm nhiệt đun nước nóng sản xuất Nhật sử dụng CO2 Tuy nhiên bơm nhiệt sản xuất Trung Quốc chủ yếu sử dụng R22, R407C, R410A Theo ứng dụng phân loại nhỏ dùng cho gia đình, loại trung bình cho sở thương nghiệp, nhà trẻ, trường học, bệnh viện,…, loại lớn dùng công nghiệp Phân loại bơm nhiệt đun nước nóng: Phân loại bơm nhiệt đun nước nóng mơi chất lạnhmR22, 134a, 410a, CO2 Bơm nhiệt Bơm nhiệt nguồn gió ATW (dàn bay lấy nhiệt từ gió)nguồn nước (dàn bay lấy nhiệt từ nước) Loại nguyên cụm Loại tách có bơm Loại nước cótuần bơmhồn mơi chất tuần bơm hồn nhiệt Dàn vàLoại bình ngưng cónước nhiều nằm nóng chức bình nước nong Dàn ngưng đượcDàn nhúng chìm bình nướcLoại nóng ngưng quấn xung quanh bình nước nóng Bơm nhiệt đun nước nónBN nguồn gió nước ATW Bơm nhiệt loại có đa dạng kích cỡ, cấu tạo mục đích sử dụng Dưới giới thiệu số sản phẩm hãng sản xuất bơm nhiệt gió nước ATW giới Một số sản phẩm bơm nhiệt ATW giới: Nhật Bản: Daikin, Mitsubishi Electric., Toshiba, MHI, Melco, Sanyo, Hitachi, Panasonic, Fujitsu Gen, Chofu Hàn Quốc: LG, Samsung Trung Quốc: Midea, Gree Pháp: CIAT, Airwell, Technibel Đức: Buderus, Junkers, Vaillant, Viesmann, Weisshaupt, Wolf, Stiebel, Dimplex Anh: Baxi Hà Lan: De Dietrich Thụy Điển: Nibe Ý: Ferroli Ta thấy Nhật nước có nhiều nhà chế tạo bơm nhiệt đun nước nóng nhất, số lượng tiêu thụ lớn nhất, hiệu lượng COP đạt loại cao Bơm nhiệt đun nước nóng gồm cụm bơm nhiệt( máy nén, dàn ngưng, đun nước nóng kèm bơm nước, ống mao, dàn bốc hơi, quạt gió) đặt ngồi nhà bình nước nóng có cách nhiệt để nhà Mơi chất lạnh CO2 Cụm ngồi nhà trơng tương tự OU máy điều hòa hai cụm, dàn bốc ống xoắn có quạt hướng trục Riêng dàn đun nước nóng loại trao đổi nhiệt ngược chiều có cấu tạo đặc biệt Nước ống xoắn có kích thước lớn, khoảng 14-16 mm, CO2 ống nhỏ đường kính khoảng mm quần quanh ống nước Tùy theo lưu lượng yêu cầu, số ống nhiều Do ống nhỏ nên khơng cần q dày chịu áp suất ngưng tụ lên đến hàng trăm bar CO2 Để tạo tiếp xúc tốt, người ta cán rãnh thích hợp ống nước cho vừa khít với ống CO2 Sauk hi lắp ống CO2 lên ống nước, phải tráng thiếc để tạo tiếp xúc tốt Nước bơm qua dàn ngưng tụ để thu nhiệt ngưng tụ đưa lên bình nước nóng để đưa tiêu thụ Các dàn ngưng Midea sử dụng R22, 134a, 407C, 410A có áp suất tương đối thấp nên kết cấu dàn kiểu ống lồng ngược chiều với ống bên có dạng xoắn múi khế Cấu tạo loại tách nói chung có hai cụm, cụm bơm nhiệt đặt ngồi nhà bình nước nóng đặt nhà Tuy nhiên, bơm nhiệt nhỏ nhỏ, người ta tổ hợp làm cụm gọi loại nguyên cụm Thường bơm nhiệt bố trí phía trên, bình nước nóng phía Dàn ngưng tụ có hai loại, loại ống xoắn trơn bố trí thùng nước, hai loại ống trơn quấn xung quanh thùng nước nóng Đối với loại một, nhấc bơm nhiệt khỏi thùng nước nóng, cịn loại hai không Do bơm nhiệt gắn vào thùng nước nên không cần bơm nước tuần hoàn Đối với loại hai cụm, tách làm hai cụm nên công suất lớn khả lắp đặt dễ dàng hơn, bình nước nóng lắp đặt gần nơi sử dụng, cịn cụm quạt máy nén gây tiếng ồn lắp ngồi ban cơng, vườn, tầng thượng Loại tách chia làm ba loại: - Vịng tuần hồn nước - Vịng tuần hồn mơi chất lạnh - Bơm nhiệt nhiều chức Bơm nhiệt vòng nước loại bơm nhiệt có dàn ngưng nằm cụm với máy nén dàn bay Dàn ngưng thường kiểu ống lồng múi khế để đun nóng nước Loại cần có bơm tuần hồn Bơm nhiệt vịng mơi chất loại dàn ngưng nhúng chìm quấn xung quanh bình nước nóng nên nằm cách xa máy nén Khi lắp đặt cần phải nối ống dài từ bình nước nóng đến máy nén có bơm mơi chất Bơm nhiệt nhiều chức vịng mơi chất vịng nước có thêm nhiều chức sưởi ấm, làm lạnh, sấy quần áo… Bơm nhiệt nước nước WTW Bơm nhiệt nguồn nước dùng nước để cấp nhiệt cho dàn bay thay dùng khơng khí Loại bơm nhiệt đánh giá cao hiệu tiết kiệm lượng Bơm nhiệt nước nước chia nhiều loại theo đặc điểm theo suất (nhỏ, vừa, lớn), theo nhiệt độ nước nóng ra(thấp, trung bình, cao), theo đặc điểm chế tạo (môi chất, kiểu máy nén, kiểu thiết bị trao đổi nhiệt ngưng tụ bay hơi), theo khả điều chỉnh suất nhiệt, phạm vi làm việc dải nhiệt độ làm việc bơm nhiệt Bơm nhiệt nước nước làm việc với nguồn nước khác nước giếng khoan, nước mặt nước ngầm hay địa nhiệt, vịng kín hay vịng hở So với hệ thống ĐHKK truyền thống hệ thống bơm nhiệt nguồn đất, nguồn nước ngầm nước giếng khoan có đầu tư ban đầu cao chi phí vận hành lại thấp - - Nước giếng khoan vòng hở Nước ngầm bơm từ giếng khoan cấp cho bơm nhiệt, sau thải ao, hồ, thải vào giếng khoan khác để trở lại nguồn nước ngầm Đặc điểm nước ngầm có nhiệt độ ổn định nhiệt độ trung bình năm địa phương Tuy nhiên, cần có nghiên cứu để có định hướng đánh giá bao quát việc khai thác nước ngầm phục vụ cho bơm nhiệt ví dụ trữ lượng, ổn định nguồn nước, tạp chất ảnh hưởng tới bơm nhiệt, nước ngầm thay đổi nhiều tùy theo từ vùng đến vùng khác, từ mùa hè qua mùa đông từ mùa khô qua mùa mưa Nước mặt vịng kín Cũng giống sơ đồ trên, dùng nước mặt, người ta cho nước vịng tuần hồn kín nên gọi vịng kín Ưu điểm nước vịng kín đảm bảo độ sạch, khơng gây han gỉ, đóng cặn, ăn mịn cho thiết bị trao đổi nhiệt bơm nhiệt Nhược điểm hiệu nhiệt độ trao đổi nhiệt tăng lên hiệu lượng COP giảm - - Nước mặt vịng hở Khi lấy nước mặt từ ao, hồ, sơng, suôi… cấp trực tiếp cho bơm nhiệt, gọi bơm nhiệt nước mặt vòng hở Bơm nhiệt nước mặt hở có nguyên tắc cấu tạo hoạt động giống bơm nhiệt nước mặt vịng kín Khác biệt nước mặt bơm trực tiếp vào thiết bị trao đổi nhiệt Ưu điểm không bị tổn thất hai lần trao đổi nhiệt, nước mặt khơng đảm bảo chất lượng nên gây han gỉ, đóng cặn lắng bùn nên phải định kỳ vệ sinh, tẩy rửa, bảo dưỡng thiết bị Nguồn đất (địa nhiệt) Bơm nhiệt nguồn đất loại công nghệ bảo vệ mơi trường có hiệu lượng cao cho kỷ 21 Loại nước gió thường có suất nhỏ trung bình loại nước nước có thêm loại lớn lớn phục vụ cho tòa nhà cao tầng văn phòng, khách sạn, trung tâm thương mại, trung tâm thể thao lớn Bơm nhiệt nguồn đất có nguyên tắc cấu tạo hoạt động giống bơm nhiệt nước mặt vịng kín Khác biệt dàn ống trao đổi nhiệt ngồi khơng phải ngâm nước mà chôn sâu đất thành dàntr ao đổi nhiệt đất/nước Dàn trao đổi nhiệt ống xoắn nằm ngang mặt đất chừng 1-1,5m bố trí theo chiều đứng theo mũi khoan mặt không đủ rộng Thiết kế loại bơm nhiệt cần them kiến thức sâu rộng nhiều vấn đền khí hậu, nhiệt độ đất, độ ẩm đất, công trường đặc tính trao đổi nhiệt đất/nước Ưu điểm: - Tiết kiệm lượng, giảm chi phí vận hành - Thân thiện với môi trường - Vận hành êm hệ thống khác - Giảm thiểu khả cháy nổ - Đáp ứng yêu cầu công nghệ đòi hỏi nhiệt độ ngưng tụ cao nhiệt độ bay thấp - Chi phí cho đơn vị nóng rẻ - Sử dụng nguồn lượng sạch, có khả tái tạo bền vững Nhược điểm: - Chi phí lắp đặt cao địi hỏi ký thuật cao - Cần nhiều chuẩn bị thăm dị chất, nguồn nước tính tốn kỹ lưỡng cho đường ống đặt ngầm đất trước lắp đặt hệ thồng - Cần thực biện pháp chống han gỉ thiết bị trao đổi nhiệt đặt trực tiếp long đất tiếp xúc trực tiếp với nước giếng khoan - Sau thời gian sử dụng hệ thống lớn có nhu cầu tải lạnh tải nhiệt không cân làm thay đổi nhiệt độ lịng đất nơi đặt thiết bị Khi đó, cần sử dụng thiết bị lai ghép để khắc phục Bơm nhiệt đa Bơm nhiệt nhiều chức có đặc điểm trang bị hai van đổi dòng để thực chức khác đun nước, làm lạnh phòng, sưởi ấm phòng a Chế độ làm lạnh Bình đun nước nóng khơng hoạt động Van đảo chiều 5,6 vị trí hình Hoi nén vào dàn nhà, ngưng tụ lại qua van tiết lưu 7, để vào dàn bốc IU Hơi hút qua van đảo chiều máy nén b Chế độ làm lạnh đun nước Ở chế độ làm lạnh đun nước nóng, bơm nhiệt thu nhiệt từ phòng làm lạnh để đun nước nên dàn ngồi nhà OU khơng làm việc Van đổi dong 5, vị trí hình Hơi nóng từ máy nén vào dàn đun nước, ngưng tụ lại, qua van chiều 9, van tiết lưu IU bay qua van máy nén Sau đun nước nóng xong, van đảo chiều tác động để chuyển dịng nóng dàn nhà để chuyển sang chế độ làm lạnh giống trường hợp c Chế độ sưởi ấm Van 5, hình Hơi nóng từ máy nén đưa vào dàn IU để sưởi phòng Gas lỏng qua van tiết lưu vào dàn OU để bay qua van máy nén Chế độ sưởi ấm thường sử dụng mùa đơng Nếu cần đun nước nóng cần ngừng sưởi ấm để chuyển chế độ d Chế độ đun nước nóng Dàn IU khơng làm việc Dàn ngồi nhà đóng vai trị dàn bốc thu nhiệt từ khơng khí mơi trường, dàn đun nước dàn ngưng Hoi nóng từ máy nén vào dàn đun nước, thải nhiệt cho nước, ngưng tụ thành lỏng, qua van 9, vào dàn OU Lỏng bốc dàn OU máy nén theo van đổi dòng Bơm nhiệt kết hợp BXMT Để tối đa hóa việc tiết kiệm lượng người ta kết hợp lượng tự nhiên với bơm nhiệt để đun nước nóng Ban ngày, đủ nóng, máy nến ngừng hoạt động, bơm nước tuần hoàn qua thu BXMT để đun nước Năng lượng Mặt Trời dồi miễn phí có nhược điểm tản mạn, khơng liên tục Nên thiếu nhiệt khơng có BXMT, máy nến cần hoạt động để bổ sung vào phần nhiệt thiếu hụt Sau giới thiệu sơ đồ bơm nhiệt đun nước nóng kết hợp thu BXMT