Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy nước nóng bơm nhiệt
Máy nước nóng bơm nhiệt là loại máy tạo ra nước nóng theo nguyên lý nhiệt động học, ngược chiều với điều hòa không khí, hấp thu nguồn nhiệt từ môi trường không khí truyền vào môi trường nước.
Cấu tạo:
Máy nước nóng bơm nhiệt bao gồm 4 bộ phận chính:
– Dàn bay hơi (bộ trao đổi nhiệt giữa không khí và chất tải nhiệt)
– Máy nén
– Dàn ngưng tụ (bộ trao đổi nhiệt giữa chất tải nhiệt và nước)
– Van tiết lưu
Nguyên lí hoạt động
Theo tự nhiên, nước luôn có xu hướng chảy từ chỗ cao xuống chỗ thấp còn nhiệt luôn truyền từ nơi có nhiệt độ cao hơn đến nơi có nhiệt độ thấp hơn. Do vậy để làm ngược lại ta bắt buộc phải tác động lên dòng chảy tự nhiên một loại năng lượng. Năng lượng ấy được tạo ra bởi các thiết bị chuyên dụng được gọi là bơm. Bơm nước dùng để vận chuyển nước từ thấp lên cao còn bơm nhiệt có tác dụng vận chuyển nhiệt. Có thể nói bơm nhiệt chính là 1 hệ thống làm gia tăng nhiệt lượng. Hệ thống này làm việc trên nguyên lí của điều hòa nhiệt độ 2 chiều, nhưng ngược với quy trình làm lạnh.
4 bộ phận của máy nước nóng bơm nhiệt liên kết với nhau tạo thành 1 chu trình kín, lưu thông trong đó là 1 chất tải nhiệt trung gian thân thiện với môi trường. Để truyền nhiệt cho nước, chất tải nhiệt phải trải qua 4 giai đoạn thay đổi quan trọng trong 1 vòng tuần hoàn nhiệt, cụ thể:
Giai đoạn 1: Bay hơi
Chất tải nhiệt dạng lỏng có nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ không khí đi vào dàn bay hơi. Tại đây, chất tải nhiệt hấp thu nhiệt độ của không khí và nóng lên, bay hơi và trở thành chất tải nhiệt ấm (dạng khí).
Không khí bị mất nhiệt liền ngưng đọng thành nước trên bề mặt dàn bay hơi
Giai đoạn 2: Nén
Chất tải nhiệt ấm (dạng khí) tiếp tục đi vào máy nén của bơm nhiệt nước nóng. Do tính chất vật lí đặc trưng nên nhiệt độ của chất tải nhiệt dễ dàng tăng vọt lên khi ta tác động lên nó 1 lực nén
Giai đoạn 3: Ngưng tụ
Ra khỏi máy nén, chất tải nhiệt lúc này đã có nhiệt độ rất cao (khoảng hơn 100°C) tiếp tục đi vào giàn ngưng tụ. Tại đây, chất tải nhiệt truyền nhiệt cho nước và làm nóng lên đến nhiệt độ yêu cầu (55-65°C)
Nước nóng được dẫn về trữ trong bồn bảo ôn để trung hòa với nước lạnh hơn trong bồn.
Giai đoạn 4: Giảm áp
Chất tải nhiệt nóng sau khi truyền nhiệt cho nước liên mất nhiệt trở thành chất tải nhiệt ấm. Tiếp tục đi qua van tiết lưu (van giảm áp) để hạ về mức nhiệt độ ban đầu. Sau đó bắt đầu một vòng tuần hoàn nhiệt mới.
Quá trình làm nóng sẽ kết thúc khi toàn bộ nước trong bồn bảo ôn đạt đến nhiệt độ yêu cầu.
Nguồn video/video source:
“https://www.youtube.com/watch?v=KH47xAXEEe0”