Nguyên lý máy bơm nhiệt, tìm hiểu về cấu tạo và ứng dụng trong thực tế

Máy bơm nhiệt là gì và nguyên lý máy bơm nhiệt hoạt động như thế nào, ứng dụng thực tế trong những lĩnh vực nào, ưu nhược điểm so với các phương pháp tạo nhiệt khác, trong nội dung này Homecare sẽ phân tích các thông tin quan trọng để Độc giả hiểu rõ hơn.

Máy bơm nhiệt là gì

Máy bơm nhiệt là thiết bị hay cả một hệ thống thiết bị có chức năng thu gom nhiệt từ nơi này để chuyển sang một nơi khác với một mức công suất tiêu thụ rất nhỏ so với tạo ra nhiệt bằng các phương pháp khác. Cách thức vận hành của máy bơm nhiệt cũng tương tự như máy bơm nước vậy, yếu tố được vận chuyển ở đây là nhiệt mà không phải là nước. Nguồn nhiệt luôn có sẵn trong môi trường như trong không khí, trong hồ nước và trong lòng đất, máy bơm nhiệt luôn luôn có thể hoạt động dù nhiệt độ môi trường ở bất kỳ mức độ nào, chỉ cần có hệ thống thiết bị và môi chất lạnh phù hợp.

Nguyên lý máy bơm nhiệt

Để hiểu rõ về nguyên lý họat động của máy bơm nhiệt, chúng ta cần hiểu sự khác biệt của máy bơm nhiệt so với các thiết bị tạo nhiệt khác. Trong thực tế có nhiều cách tạo nhiệt như dùng điện trở nhiệt, dùng xăng, dùng gas, dùng than củi, dùng khí đốt…nhưng các phương pháp trên đều là tạo nhiệt trực tiếp, sử dụng một năng lượng khác để tạo ra nhiệt, do vậy luôn có những chất thải độc hại được tạo ra. Cụ thể, dùng điện để đốt nóng thanh nhiệt sẽ làm tăng nhiệt môi trường, tốn điện, dùng than củi sẽ tạo ra khói và gây hại hệ thực vật, dùng xăng tạo nhiệt sẽ tạo ra khí thải và tốn xăng, ….tất cả các phương pháp đó đều khác với việc tạo nhiệt thông qua máy bơm nhiệt. 

Vậy nguyên lý máy bơm nhiệt là như nào, thực chất đây chỉ là một thiết bị dùng để gom nhiệt từ nơi này để chuyển sang nơi khác, như vậy xét về tính chất bù trừ thì tổng nhiệt là bằng không, tức là máy này về bản chất không tạo ra nhiệt. Nhưng cần phải có năng lượng để chạy các thiết bị trong máy bơm nhiệt, đó chính là điện và mức tiêu thụ điện của hệ thống này rất nhỏ so với tạo nhiệt trực tiếp. Nếu bạn muốn làm ấm phòng 10m³ lên 40^oC trong khi nhiệt độ môi trường là 20^oC thì cần thu được một lượng nhiệt là A để đưa vào phòng, khi đó phòng ấm lên nhưng vị trí gom nhiệt bên ngoài lại lạnh hơn bởi tổng nhiệt là bằng không, hệ thống chỉ tiêu tốn mức công suất 3kwh. Tuy nhiên, nếu dùng điện trở nhiệt để cấp nhiệt cho cả căn phòng như vậy thì mức tiêu thụ phải đạt 10kwh, lượng nhiệt sinh ra sẽ làm nóng môi trường, đó chính là sự khác biệt và là nguyên lý máy bơm nhiệt hoạt động.

Ứng dụng máy bơm nhiệt trong thực tế

Nói đến ứng dụng thực tế của máy bơm nhiệt thì có rất nhiều, một số thiết bị cực kỳ thông dụng trong đời sống chúng ta có sử dụng bơm nhiệt, đó chính là điều hòa, tủ lạnh. Điều hòa gom nhiệt nóng trong phòng để chuyển ra ngoài, do đó trong phòng lạnh hơn và ngoài trời nóng hơn nhưng về tổng thể thì nhiệt không sinh ra thêm. Tủ lạnh gom nhiệt bên trong tủ để đưa ra ngoài, qua đó mới có thể làm lạnh thực phẩm bảo quản bên trong. Điều hòa 2 chiều vào mùa đông thì gom nhiệt bên ngoài để đưa vào trong nhà làm ấm nhà, đó chính là ứng dụng nguyên lý máy bơm nhiệt trong thực tế ở khía cạnh bình dân.

Với lĩnh vực cao cấp hơn, các hệ thống sưởi ấm hay làm mát trong các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, văn phòng…cũng đều sử dụng hệ thống bơm nhiệt lớn, nguồn nhiệt có thể lấy từ không khí (thường là vậy), lấy từ nước và lấy từ lòng đất. Nếu nguồn nhiệt lấy từ không khí sẽ làm cho môi trường nóng quá mức hoặc lạnh quá mức, chính vì vậy tại các nước phát triển họ sử dụng nguồn nhiệt từ hồ nước hoặc từ lòng đất là phổ biến để tránh làm nóng môi trường sống xung quanh. Máy nước nóng bơm nhiệt cũng là một ứng dụng rất phổ biến trong thực tế, thay vì sử dụng hoàn toàn bằng điện để làm nóng nước thì sử dụng bơm nhiệt để đưa nhiệt từ lòng đất giúp làm nóng nước sử dụng trong nhà.

Nói đến ứng dụng nguyên lý máy bơm nhiệt trong sản xuất, phải kể tới một số dòng máy sấy khô sản phẩm có sử dụng bơm nhiệt như máy sấy lạnh, máy sấy thăng hoa, máy sấy bơm nhiệt hay sấy quần áo bơm nhiệt….nói chung rất nhiều thiết bị sản xuất đã sử dụng nguyên lý này giúp tiết kiệm rất nhiều chi phí tiền điện, nâng cao hiệu quả kinh doanh.

Như vậy qua các thông tin trên, Độc giả đã hiểu rõ hơn về nguyên lý máy bơm nhiệt và các ứng dụng trong thực tế, hy vọng website mang lại nhiều kiến thức hữu ích cho người đọc, cảm ơn các Bạn đã tham khảo thông tin từ Homecare.