Sơ đồ và phân tích hệ thống sưởi ấm bằng máy bơm nhiệt nguồn không khí cổ điển Châu Âu

Nguồn gốc của Máy bơm nhiệt Có thể bắt nguồn từ thế kỷ 19. Sau một thời gian dài phát triển thực tiễn, cả công nghệ bơm nhiệt (như bơm nhiệt nguồn nước, bơm nhiệt nguồn đất, bơm nhiệt nguồn không khí, v.v.) và các lĩnh vực ứng dụng của bơm nhiệt (thương mại quy mô lớn, hộ gia đình quy mô nhỏ, nước nóng, sưởi ấm và làm mát, v.v.) đã trở nên rất phát triển ở nước ngoài. Đặc biệt là ở châu Âu, nơi khởi nguồn của bơm nhiệt, sự phát triển của bơm nhiệt tương đối tiên tiến. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu sơ đồ hệ thống kỹ thuật sưởi ấm bằng bơm nhiệt cổ điển ở Đức và Thụy Điển và xem hệ thống sưởi ấm bằng bơm nhiệt của họ hoạt động như thế nào.

Bản vẽ dự án sưởi ấm bằng máy bơm nhiệt ở Đức

Phối hợp đa nguồn năng lượng mặt trời, máy bơm nhiệt, v.v., với nước tắm riêng biệt và nước máy bơm nhiệt

Điểm nổi bật:

1. Cấu hình đa nguồn: Có cả năng lượng mặt trời và máy bơm nhiệt, thậm chí cả hỗ trợ điện dự phòng.

2. Nước dùng cho năng lượng mặt trời và nước dùng để sưởi ấm đều được trao đổi thông qua trao đổi nhiệt nước-nước và nước không được trộn lẫn với nhau.

3. Nước tắm và nước môi trường nhiệt cũng được trao đổi thông qua trao đổi nhiệt nước-nước, và nước không được trộn lẫn vào nhau.

4. Nước nóng ở mỗi vị trí được tuần hoàn hàng ngày bằng một máy bơm nhỏ thay vì được thay thế bằng một máy bơm lớn.

5. Việc tuần hoàn nước nóng trong bồn tắm là điều cần thiết để tránh lãng phí nước.

Có thể thấy trên sơ đồ kỹ thuật có rất nhiều van, cảm biến, bình giãn nở, v.v. Cần lưu ý rằng đây chỉ là một hệ thống sưởi ấm gia đình thông thường. Nhiều người tiêu dùng, đại lý và thậm chí cả các nhà sản xuất máy bơm nhiệt trong nước đều cho rằng điều này là không cần thiết. Yêu cầu về hệ thống sưởi ấm bằng máy bơm nhiệt ở nước ta nhấn mạnh vào chất lượng tốt và giá thành thấp, đồng thời tiết kiệm tối đa. Điều này thực sự phản ánh sự nghiêm ngặt của người Đức.

Từ sơ đồ kỹ thuật hệ thống sưởi ấm bằng bơm nhiệt ở trên, chúng ta có thể thấy rằng trên thực tế, mỗi gia đình Đức đều được xây dựng theo tiêu chuẩn của một trạm năng lượng nhiệt. Đây cũng có thể là tầm nhìn phát triển tương lai của các hệ thống nhà ở - trạm năng lượng gia đình, kết hợp với dữ liệu lớn về nhà ở, để phân tích những nơi cần làm mát, chẳng hạn như tủ lạnh, máy lọc nước, máy điều hòa không khí và xử lý không khí trong lành, và gửi nó đến đó; những nơi cần sưởi ấm, chẳng hạn như sưởi ấm, sấy khô, giặt giũ và tắm rửa, và gửi nó đến đó, đồng thời thu hồi nhiệt làm mát để sử dụng dự phòng! Tuy nhiên, đây là một tầm nhìn rất tham vọng và còn một chặng đường dài phía trước.

Bản vẽ dự án sưởi ấm bằng máy bơm nhiệt ở Thụy Điển

Hệ thống bơm và van ba chiều, tách biệt nước tắm và nước nóng

Điểm nổi bật:

1. Máy bơm nhiệt là nguồn nhiệt chính và được trang bị hỗ trợ điện.

2. Bể chứa nước đệm là loại tiêu chuẩn, có công thức tính toán rất rõ ràng về kích thước và dung tích.

3. Van ba chiều được sử dụng để chuyển đổi nhu cầu nhiệt để tắm và sưởi ấm.

4. Nước tắm và nước làm môi trường nhiệt được trao đổi thông qua trao đổi nhiệt nước-nước, và nước không được trộn lẫn với nhau như trong hệ thống của Đức.

5. Giải pháp này dùng chung một máy bơm nước.

Hệ thống hai máy bơm, nước tắm và nước nóng riêng biệt

Điểm nổi bật:

1. Cấu hình đa nguồn: Có cả năng lượng mặt trời và máy bơm nhiệt, thậm chí cả hỗ trợ điện dự phòng.

2. Nước dùng cho năng lượng mặt trời và nước dùng để sưởi ấm đều được trao đổi thông qua trao đổi nhiệt nước-nước và nước không được trộn lẫn với nhau.

3. Nước tắm và nước môi trường nhiệt cũng được trao đổi thông qua trao đổi nhiệt nước-nước, và nước không được trộn lẫn vào nhau.

4. Nước nóng ở mỗi vị trí được tuần hoàn hàng ngày bằng một máy bơm nhỏ thay vì được thay thế bằng một máy bơm lớn.

5. Giải pháp này sử dụng hai máy bơm để đáp ứng nhu cầu nước nóng và sưởi ấm.

Máy bơm nhiệt kết hợp với lò hơi gas gắn tường cho hệ thống sưởi ấm bằng bộ tản nhiệt

Điểm nổi bật:

1. Máy bơm nhiệt là nguồn nhiệt chính và cũng được trang bị lò hơi gas gắn tường hoặc hệ thống sưởi ấm phụ trợ bằng điện.

2. Van ba chiều được sử dụng để chuyển đổi nhu cầu nhiệt cho việc tắm và sưởi ấm.

3. Nước tắm và nước làm môi trường nhiệt được trao đổi thông qua trao đổi nhiệt nước-nước, và nước không được trộn lẫn với nhau như trong hệ thống của Đức.

4. Giải pháp này dùng chung một máy bơm nước.

5. Các bộ tản nhiệt được lắp song song để giảm lực cản của nước.

Có thể tóm tắt hai điểm từ sơ đồ sưởi ấm bằng máy bơm nhiệt ở trên:

1. Hệ thống sưởi ấm bằng bơm nhiệt không khí rất phát triển ở Châu Âu. Đặc biệt, hệ thống sưởi ấm bằng bơm nhiệt và bộ tản nhiệt cũng rất phát triển ở nước ngoài.

2. Bất kể là giải pháp sưởi ấm bằng máy bơm nhiệt ở Đức hay Thụy Điển, đều có nguồn cung cấp từ nhiều nguồn và nước sinh hoạt và nước sưởi ấm được xử lý riêng biệt mà không trộn lẫn với nước.

Nhiều người Trung Quốc cho rằng nước nóng tắm phải nóng hơn, tốt nhất là 50-60°C. Làm sao trao đổi nhiệt nước-nước có thể đạt được nhiệt độ cao như vậy? Thực tế, khi người châu Âu thực hiện trao đổi nhiệt nước-nước, một là để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống; hai là yêu cầu rất nghiêm ngặt về lượng nước tiếp xúc với cơ thể; và ba là chỉ cần đường ống được cách nhiệt tốt và tuần hoàn nước nóng hoàn hảo thì nước tắm nóng trên 45°C là đủ.

Ngoài ra, giá trị tải của cấu hình bơm nhiệt ở nước ngoài về cơ bản là 40-60 watt/m² (w/㎡), điều này hoàn toàn không khả thi ở Trung Quốc. Nguyên nhân chính là do khả năng cách nhiệt của nhiều tòa nhà ở Trung Quốc còn kém. Mặc dù quốc gia này đã nâng cao tiêu chuẩn tiết kiệm năng lượng trong những năm gần đây, nhưng tình trạng cách nhiệt của nhà ở khu vực nông thôn, vùng ven đô thị và khu vực đô thị cũ vẫn không thay đổi. Đặc biệt đối với khách hàng sử dụng hệ thống sưởi ấm ở miền Nam, trong mắt người Đức, điều này tương đương với việc không có khả năng cách nhiệt!