Máy bơm nhiệt là gì? Ưu nhược điểm và cách lắp đặt heatpump

Bạn đã từng nghe đến máy bơm nhiệt heat pump nhưng không biết máy bơm nhiệt heat pump là gì? Ưu điểm của máy bơm nhiệt heat pump? Bài viết sau của Phê Decor đây sẽ giúp bạn tìm hiểu về vấn đề này. Việc lựa chọn và sử dụng một thiết bị cung cấp nhiệt cho gia đình là điều cần thiết, nhất là với các gia đình ở miền Bắc mùa đông lạnh giá.

1. Máy bơm nhiệt là gì?

Máy bơm nhiệt (tiếng Anh: heat pump, tiếng Pháp: pompe à chaleur) là một thiết bị hoạt động theo nguyên lý Nhiệt động lực học nhằm mục đích vận chuyển một nhiệt lượng từ môi trường này sang môi trường khác. Một máy bơm nhiệt thông thường chỉ cho phép nhiệt lượng di chuyển theo một chiều cố định (từ "nóng" sang "lạnh" hoặc ngược lại)Loại máy bơm nhiệt cho phép điều chỉnh và lựa chọn chiều di chuyển của nhiệt lượng được gọi là Máy bơm nhiệt thuận nghịch.

Heat pump là một hệ thống cung cấp nước nóng cho gia đình hiệu quả nhất, hoạt động bằng cách sử dụng điện để truyền năng lượng nhiệt(bơm nhiệt) từ nơi này sang nơi khác thay vì tạo ra nhiệt trực tiếp. Bơm nhiệt hấp thụ khí ấm từ môi trường như đất, nước, không khí rồi truyền nhiệt vào nước trong hệ thống. Hệ thống nước nóng trung tâm heat pump trung bình sử dụng 1kw điện sinh ra 3kw nhiệt, do đó có thể tiết kiệm điện gấp 2 – 3 lần so với bình đun nước nóng phổ thông.

Ngoài việc sưởi ấm nước, máy bơm nhiệt cũng có thể được sử dụng để làm mát không gian. Chúng có khả năng chuyển nhiệt từ môi trường nóng hơn đến môi trường nhiệt độ thấp hơn. Điều này giúp duy trì môi trường mát mẻ vào mùa hè.

2. Thành phần chính của hệ thống heat pump

Máy nước nóng bơm nhiệt thực sự là một hệ thống tương đối dễ hiểu. Hệ thống có thể được chia thành chín thành phần chính:

• Bình chứa nước: Giống như máy đun nước nóng cơ bản, một thành phần quan trọng của máy bơm nhiệt là bình chứa nước lớn.
• Máy nén: Thường được đặt ở trên cùng của máy nước nóng bơm nhiệt, máy nén tạo áp suất cho chất làm lạnh bên trong thiết bị bay hơi và cuộn dây ngưng tụ khiến nó giãn nở và nóng lên. Điều này cũng đẩy nó đi khắp hệ thống.
• Dàn bay hơi: Các cuộn dây của thiết bị bay hơi được đặt gần đỉnh của máy bơm nhiệt, nơi chúng có thể thu khí ấm được hút vào qua quạt. Chất làm lạnh chạy bên trong, nóng lên, được nén và bay hơi tạo ra áp suất cao và nhiệt độ cao.
• Dàn ngưng: Nằm xung quanh hoặc bên trong bình chứa nước, các cuộn dây dàn ngưng là nơi chất làm lạnh mất áp suất, làm mát và ngưng tụ trở lại thành chất lỏng. Khi làm như vậy, nó giải phóng nhiệt độ nóng cho nước bên trong bể.
• Quạt: Quạt, nằm ở trên cùng của máy nước nóng bơm nhiệt, chịu trách nhiệm hút không khí ấm xung quanh từ tầng hầm, phòng kho hoặc nhà để xe của bạn.
• Bộ điều khiển nhiệt: Hầu hết các máy nước nóng sẽ có hai bộ điều nhiệt, một để đo nhiệt độ nước ở đáy bình và một để đo ở trên cùng. Các bộ điều nhiệt này điều khiển hệ thống, yêu cầu hệ thống làm nóng nước hoặc làm mát nước (ngừng làm nóng tạm thời).
• Đầu nước lạnh vào: Đây là đường ống đầu vào nơi nước lạnh đi vào từ đường dây chính của nhà bạn.
• Đầu nước nóng ra: Đây là ống xả nơi nước nóng rời khỏi máy nước nóng để đi đến hệ thống sưởi sàn, vòi hoa sen, bồn rửa, máy giặt hoặc máy rửa chén của bạn.
• Cống thoát: Đây là một ống xả ở đáy máy nước nóng nếu bạn cần xả hết nước ra khỏi bình.

3. Sơ đồ nguyên lý hệ thống heat pump

Để truyền năng lượng nhiệt, máy bơm nhiệt heatpump hoạt động giống như một chiếc tủ lạnh đảo ngược. Điểm khác biệt chính là tủ lạnh giữ lạnh mọi thứ trong khi máy bơm nhiệt làm ấm mọi thứ. Máy bơm nhiệt sử dụng một chiếc quạt hút không khí ấm, xung quanh từ bất cứ nơi nào đặt máy bơm nhiệt (tầng hầm, phòng tiện ích hoặc nhà để xe) và thổi nó qua một loạt các cuộn dây bay hơi chứa đầy chất làm lạnh(ga lạnh).

Chất làm lạnh hơi ấm được bơm qua máy nén để tăng áp suất và nhiệt độ trước khi đi qua các cuộn dây ngưng tụ được quấn quanh hoặc đi vào bên trong bể chứa nước. Chất làm nóng(ga nóng) truyền nhiệt của nó cho nước, sau đó nguội đi, quay trở lại các cuộn dây của thiết bị bay hơi, nơi nó bắt đầu hành trình trở lại, thu thập không khí ấm áp xung quanh.

>>>Xem thêm: Nguyên lý làm việc của Heatpump như thế nào?

4. Cách lắp đặt máy bơm nhiệt heatpump

Sơ đồ đấu nối hệ thống bơm nhiệt heat pump

Bước 1: Lắp đặt máy bơm nhiệt heat pump

Quý khách lưu ý, bơm nhiệt cần lấy nhiệt năng từ không khí, để làm nóng, bay hơi môi chất gas đã hoá lỏng sau khi bị nước hấp thụ nhiệt, để hiểu rõ hơn quý khách xem thêm tại Hệ thống heat pump.
Vì lẽ đó, bơm nhiệt heat pump cần thiết kế đặt ở nơi thông thoáng, có chỗ xả nước, và đặt ở nơi càng nóng, càng tốt như trên mái nhà… Vì khi đó máy bơm nhiệt sẽ tận dụng được triệt để nguồn nhiệt từ môi trường bên ngoài vào. Tránh đặt bơm nhiệt ở nơi không bằng phẳng, độ ăn mòn cao sẽ làm giảm tuổi thọ của máy. Và đừng quên neo chặt máy cố định bằng các đinh vít, ốc…

Bước 2: Lắp đặt bồn bảo ôn

Bồn bảo ôn là nơi lưu trữ nước nóng, vì thế khối lượng của bồn khi chứa nước là rất lớn, có thể lên đến 500kg hoặc 1 tấn tuỳ bồn. Vì vậy cần đặt bồn ở nơi bằng phẳng, neo cố định thật chắc chắn, tránh nơi ẩm ướt, độ ăn mòn cao dẫn tới giảm tuổi thọ của bồn.

Bước 3: Đặt các máy bơm vào đúng vị trí

Mỗi máy bơm có một nhiệm vụ khác nhau, máy bơm tăng áp nhiệm vụ đảm bảo áp lực nước ở mọi điểm trong đường ống là như nhau, tránh trường hợp tầng này dùng thì tầng kia nước bị yếu. Máy bơm hồi nhiệm vụ hồi phần nước đã bị lạnh trong đường ống về bồn bảo ổn làm nóng lại nước, cấp nước nóng lại cho đường ống nóng, đảm bảo luôn có nước nóng tại các điểm trong toàn toà nhà.

Bước 4: Lắp đặt đường ống
Sau khi đã đặt các thiết bị vào đúng từng vị trí, chúng ta sẽ đi tới phần lắp đặt, đấu nối các đường ống vào máy bơm nhiệt, bồn bảo ôn, các máy bơm hồi, bơm tăng áp… đảm bảo nguồn nước luôn được lưu thông tuần hoàn, khép kín.

Bước 5: Đấu nối dây điện

Đây là bước gần cuối cùng và cũng khá quan trọng, đảm bảo tới tính an toàn của hệ thống. Cần nối dây theo đúng sơ đồ thiết kế, dây điện lựa chọn phải đảm bảo đúng yêu cầu tải, dây loại tốt, không bị ăn mòn, rò rỉ điện. Nên đặt dây trong ống để bảo vệ dây điện được tốt hơn.

Bước 6: Sau khi đấu nối xong tất cả, tiến hành mở nước kiểm tra các đầu nối có bị rò rỉ nước không, nếu tất cả đều an toàn tiến hành cắm điện khởi động toàn bộ hệ thống nước nóng trung tâm, cài đặt các thông số nhiệt độ, kiểm tra nhiệt độ ra của nguồn nước xem đạt tiêu chuẩn cài đặt chưa, nếu tất cả hoàn chỉnh tiến hành bàn giao, hướng dẫn sử dụng cho khách hàng.

5. Máy bơm nhiệt có mấy loại?

Máy bơm nhiệt có thường được chia thành hai loại chính:

5.1. Bơm nhiệt bình tách rời

Bơm nhiệt bình tách rời là loại máy bơm nhiệt mà các thành phần quan trọng như dàn bay hơi và máy nén được cài đặt tách rời. Thường, dàn bay hơi được đặt ở nơi cần làm mát hoặc sưởi ấm, trong khi máy nén và các thành phần khác được đặt ở vị trí khác như ngoài trời hoặc trong khoang kỹ thuật. Loại này thường được sử dụng trong các hệ thống lớn hoặc khi không gian hạn chế ở nơi cài đặt.

5.2. Bơm nhiệt bình tích hợp

Bơm nhiệt bình tích hợp là loại máy bơm nhiệt mà tất cả các thành phần chính, bao gồm cả dàn bay hơi và máy nén, được tích hợp trong một thiết bị duy nhất. Điều này giúp tạo sự tiện lợi cho việc lắp đặt trong không gian hạn chế. Bơm nhiệt bình tích hợp thường dễ dàng lắp đặt và bảo trì hơn so với loại bơm nhiệt bình tách rời.

6. Đánh giá ưu nhược điểm của máy bơm nhiệt

6.1. Ưu điểm

• Tiết kiệm năng lượng: Máy bơm nhiệt sử dụng nhiệt từ nguồn tự nhiên như không khí, nước ngầm hoặc đất để tạo ra nhiệt độ mong muốn. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng so với các hệ thống sưởi ấm và làm mát truyền thống.
• Hiệu suất cao: Máy bơm nhiệt có hiệu suất cao trong việc chuyển đổi nhiệt từ nguồn nhiệt sang nguồn lạnh, giúp cung cấp nhiệt độ ổn định và thoải mái cho không gian sử dụng.
• Không gian nhỏ gọn: Máy bơm nhiệt thường có thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm không gian so với các hệ thống sưởi ấm truyền thống.
• Đa chức năng: Máy bơm nhiệt có thể được sử dụng để sưởi ấm và làm mát không gian, cung cấp nước nóng cho sử dụng sinh hoạt và hồ bơi.
• Bảo vệ môi trường: Do sử dụng nhiệt từ nguồn tự nhiên, máy bơm nhiệt góp phần giảm lượng khí nhà kính thải ra môi trường. 

6.2. Nhược điểm

• Chi phí đầu tư ban đầu: Máy bơm nhiệt hay máy heat pump có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với các hệ thống sưởi ấm truyền thống.
• Phụ thuộc vào nguồn nhiệt: Hiệu suất của máy bơm nhiệt phụ thuộc vào nguồn nhiệt sẵn có, nếu nguồn nhiệt không ổn định, hiệu suất có thể bị ảnh hưởng.
• Chi phí vận hành: Máy bơm nhiệt có thể có chi phí vận hành cao hơn so với hệ thống sưởi ấm truyền thống trong một số trường hợp.

7. Những ứng dụng của máy bơm nhiệt trong đời sống

Máy bơm nhiệt có nhiều ứng dụng hữu ích trong đời sống hàng ngày, từ việc sưởi ấm cho không gian đến cung cấp nước nóng cho nhu cầu sinh hoạt. Dưới đây là một số ứng dụng chính của máy bơm nhiệt:

• Sưởi ấm không gian trong nhà: Máy bơm nhiệt có thể được sử dụng để sưởi ấm không gian trong nhà, bao gồm cả các căn hộ, nhà riêng, văn phòng, cửa hàng và các khu vực thương mại. Chúng giúp duy trì nhiệt độ thoải mái và ổn định trong mùa đông.
• Làm mát không gian: Máy bơm nhiệt heat pump không chỉ có thể sưởi ấm mà còn có khả năng làm mát không gian trong mùa hè. Chúng hoạt động ngược lại, hút nhiệt từ trong nhà ra ngoài, giúp giảm nhiệt độ và tạo sự thoải mái.
• Cung cấp nước nóng: Máy bơm nhiệt có thể cung cấp nước nóng cho nhu cầu sinh hoạt hàng ngày như tắm, rửa bát và giặt đồ. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí so với việc sử dụng bình nước nóng truyền thống.
• Làm nóng nước hồ bơi: Máy bơm nhiệt cũng có thể được sử dụng để làm nóng nước trong hồ bơi, giúp tạo ra điều kiện tắm biển thoải mái và lâu hơn trong thời tiết mát mẻ.
• Làm nóng nước sưởi ấm sàn lát: Máy bơm nhiệt có thể kết hợp với hệ thống sưởi ấm sàn lát, tạo ra sự phân phối nhiệt đồng đều và thoải mái trong toàn bộ không gian.
• Sử dụng trong các ngành công nghiệp: Máy bơm nhiệt cũng được sử dụng trong các ngành công nghiệp, như sản xuất thực phẩm, chế biến hóa chất và làm lạnh trong các quá trình công nghiệp.

8. Câu hỏi thường gặp về máy bơm nhiệt nước nóng

Giải đáp những câu hỏi thường gặp của người dùng khi sử dụng máy bơm nhiệt:

Câu hỏi 1: Trong khí hậu lạnh, liệu máy bơm nhiệt có hoạt động được bình thường không?

Máy bơm nhiệt nước nóng hoạt động bằng cách hấp thụ nhiệt từ không khí xung quanh để tạo ra nhiệt độ nước nóng. Tuy nhiên, cần phải lưu ý rằng bơm nhiệt có thể gặp khó khăn và hoạt động kém hơn khi ở nhiệt độ thấp. Tình trạng này thường xảy ra ở những nước có khí hậu quá lạnh. Tại Việt Nam, nhiệt độ thường không xuống dưới 5 độ C nên máy nước nóng bơm nhiệt vẫn có thể hoạt động đạt hiệu quả tốt.

Câu hỏi 2. Nên lắp đặt máy nước nóng bơm nhiệt ở đâu là tốt nhất?

Việc lắp đặt máy bơm nhiệt nước nóng đúng cách phụ thuộc vào nhiều yếu tố như môi trường, vị trí lắp đặt và thiết kế của hệ thống cung cấp hấp thu nhiệt. Vì vậy, để đảm bảo hiệu suất tối ưu, hãy phải tìm nhà cung cấp có kinh nghiệm về hệ thống bơm nhiệt để được tư vấn, thiết kế và lắp đặt giúp đảm bảo an toàn và tối ưu tính năng của sản phẩm.

Ngoài ra, máy bơm nhiệt nước nóng cần tới ít nhất 28,3 mét khối không khí xung quanh để có thể hoạt động hiệu quả. Trong quá trình hoạt động của bơm nhiệt, không khí sẽ được thoát ra ngoài phòng hoặc ngoài trời. Thông thường, lắp máy ngoài trời là lựa chọn tốt nhất để mang lại sự thoải mái và hiệu suất hoạt động.

>>> Tìm hiểu thêm: Nguyên nhân và cách khắc phục các lỗi với bơm nước ngưng điều hòa

Trên đây là những lý do nên sử dụng máy bơm nhiệt mà Phê Decor muốn gửi tới bạn, mong rằng bạn sẽ có thêm nhiều thông tin để có thể lựa chọn được sản phẩm bơm nhiệt phù hợp cho gia đình. Ngoài ra, bạn có thể tham khảo thêm nhiều tiện ích gia đình khác như nội thất thông minh, đèn trang trí độc đáo tại Phê Decor.