Bơm nhiệt bao gồm 2 bộ phận cơ bản là hệ thống bơm nhiệt và bình chứa nước nóng:
- Hệ thống bơm nhiệt gồm: Dàn lạnh, quạt li tâm, máy nén và bình ngưng kiểu ống lồng ống đểđun nước nóng. Máy nén, quạt dàn lạnh và khung sườn là tận dụng từ một máy điều hòa cửa sổ cũ năng suất lạnh 2,64kW (9000Btu/h). Máy nén kiểu roto có công suất 0,75kW (1HP) là máy nén một cấp. Dàn ngưng giải nhiệt gió được ngắt ra để thay bằng dàn ngưng ngược chiều ống lồng ống để gia nhiệt đun nước nóng.
- Bộ phận cơ bản thứ 2 là bình chứa nước nóng và bơm nước tuần hoàn. Bình cấu tạo kiểu hình trụ bằng tôn có đường kính ngoài 300mm, cao 1400mm, có cách nhiệt bằng Superlon dầy 40mm. Bình có đường nước vào, có van phao khống chế mức nước đểđảm bảo nước luôn đầy trong bình.
Sơ đồ nguyên lí bơm nhiệt đun nước nóng:
Sau khi khởi động hệ thống bơm nhiệt, nước được bơm từ bình chứa qua dàn ngưng để trao đổi nhiệt với môi chất R22. Sau đó nước lại trở về bình chứa để tuần hoàn lại. Nhiệt độ nước tăng dần cho đến nhiệt độ đặt ban đầu thì máy dừng hoạt động. Theo tính toán thiết kế chúng tôi đã chế tạo được thiết bị bơm nhiệt đun nước nóng như trong hình 3.1
Hình 3.1 Thiết bị bơm nhiệt đun nước nóng 1- Dàn lạnh 2- Máy nén 3- Dàn ngưng ống lồng ống 4- Bình chứa nước nóng 5- Máy bơm nước 6- Nước vào dàn ngưng 7- Nước từ dàn ngưng vào bình chứa
Hơi quá nhiệt của môi chất lạnh R22 từ máy nén đi vào phía trên của ống to và nước lạnh được bơm ngược chiều vào trong ống nhỏ từ bên dưới dàn ngưng để tăng cường quá trình trao đổi nhiệt. Dàn ngưng là dàn ống xoắn ống
lồng ống bao gồm 6 vòng ống quấn tròn ở đường kính D=175mm, chiều cao H=230mm. Các vòng ống xoắn xếp liền sát nhau. Ống xoắn bình ngưng là
ống đồng. Môi chất chảy trong khoảng không gian giữa 2 ống có đường kính ngoài Da=21,5mm, chiều dày δ=1mm; nước chảy trong ống nhỏ có đường kính ngoài da=8,5mm, đường kính trong di=7,5mm.
Dàn ngưng được cách nhiệt bằng hộp xốp hình chữ nhật có chiều rộng 220mm, chiều dài 315mm, chiều cao 220mm và bề dày của lớp xốp là 25mm. Bình chứa nước nóng có dung tích 100 lít.
Vỏ bình chứa được bọc cách nhiệt bằng cao su xốp cách nhiệt Superlon dạng tấm dày 19mm, hệ số dẫn nhiệt λcn=0,04W/mK để giảm thiểu tổn thất nhiệt ra môi trường. Môi chất lạnh được nén bằng máy nén roto quay có công suất tiêu thụđiện 0,75kW với hiệu suất khoảng 80%.
Dàn bay hơi dạng ống đồng có cánh nhôm và có quạt gió thổi cưỡng bức ngang qua dàn lạnh cấp nhiệt cho môi chất để môi chất bay hơi trong ống. Thiết bị cũng được trang bị rơ le áp suất cao (đặt ở 22,5 bar) và các thiết bị
bảo vệ quá dòng, thiết bị bảo vệ quá nhiệt cho máy nén. Các đường ống đồng dẫn môi chất được bọc cách nhiệt cao su xốp dày 5mm để giảm tổn thất nhiệt trên đường ống.