Máy bơm nhiệt có thể hoạt động với nhiệt độ bên ngoài là bao nhiêu?

Máy bơm nhiệt là một hệ thống hiệu suất cao được sử dụng để sưởi ấm, làm mát và sản xuất nước nóng sinh hoạt. Trước khi chọn công nghệ này, quan trọng phải đánh giá nhiệt độ bên ngoài mà máy bơm nhiệt phù hợp. Hiệu suất sử dụng năng lượng cao của bơm nhiệt phần nào phụ thuộc vào điều kiện môi trường bên ngoài. Vì vậy, dưới nhiệt độ nhất định, tốt hơn nên chọn nồi hơi khí ngưng tụ hoặc hệ thống hybrid (kết hợp bơm nhiệt và nồi hơi ngưng tụ). Hãy tìm hiểu xem loại máy bơm nhiệt nào phù hợp với khí hậu mùa đông ở khu vực của bạn.

1. Nhiệt độ ngoài trời lý tưởng cho máy bơm nhiệt

Máy bơm nhiệt là một thiết bị chạy bằng điện, hoạt động bằng cách lấy nhiệt từ nguồn tài nguyên tự nhiên bên ngoài như không khí, nước hoặc đất, và truyền vào bên trong. Hệ thống hoạt động bằng cách sử dụng chất lỏng làm lạnh di chuyển theo mạch kín, trải qua một chuỗi các giai đoạn: bay hơi, nén, ngưng tụ và giãn nở.

Trong quá trình này, chất lỏng làm lạnh hấp thụ năng lượng nhiệt từ bên ngoài và truyền vào bên trong nhà thông qua bộ trao đổi nhiệt đặc biệt. Đây là công nghệ hiệu suất cao có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng tới 30–40% so với hệ thống truyền thống.

Tuy nhiên, để máy bơm nhiệt hoạt động hiệu quả, nhiệt độ bên ngoài phải ở mức tối ưu. Hầu hết các model trên thị trường hoạt động ở nhiệt độ ngoài trời từ 5–7°C; dưới mức này, bạn cần chọn một máy bơm nhiệt có các tính năng khác nhau, như hệ thống mạnh mẽ hơn và lớn hơn hoặc hệ thống được trang bị điện trở hoặc máy tạo nhiệt khác, như nồi hơi ngưng tụ.

Ở nhiệt độ bên ngoài trên 5–7°C, máy bơm nhiệt đem lại hiệu suất tối đa, tức là hoạt động hiệu quả với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn. Hiệu suất năng lượng được đo bằng COP (Hệ số hiệu suất): ví dụ, nếu một máy bơm nhiệt cung cấp 5kW năng lượng nhiệt và cần 1kW điện để hoạt động, điều đó có nghĩa là nó có COP là 5.

Nhìn chung, nhiệt độ bên ngoài càng tăng thì hiệu suất của máy bơm nhiệt càng cao, vì nó sẽ có thể hoạt động chậm hơn và cần ít nhiệt hơn. Khi nhiệt độ thấp hơn, hiệu suất bắt đầu giảm, dẫn đến tiêu thụ nhiều điện hơn và hiệu suất của hệ thống giảm về mặt năng lượng nhiệt cung cấp trên mỗi kWh điện tiêu thụ.

2. Khi nào không nên lắp đặt máy bơm nhiệt?

Máy bơm nhiệt mang lại nhiều lợi ích, bao gồm việc sử dụng điện sạch do hệ thống quang điện tạo ra, tạo ra sự thoải mái về nhiệt bền vững và giảm tiêu thụ khí đốt. Tuy nhiên, sự phù hợp của công nghệ này còn phụ thuộc vào một số yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng, trong đó có khí hậu mùa đông ở khu vực của bạn.

Hoạt động bơm nhiệt hiệu quả đòi hỏi nhiệt độ ngoài trời trên -20°C. Tuy nhiên, ngay cả khi nhiệt độ giảm xuống dưới 0°C, hiệu suất của bơm nhiệt cũng giảm đáng kể. Ví dụ, nếu máy bơm nhiệt cung cấp COP là 5 khi sưởi ấm ở +7°C và cung cấp nước ở 35°C, thì giá trị này có thể giảm xuống COP là 3 khi nhiệt độ ngoài trời là -7°C. Đây là mức giảm hiệu suất khoảng 40%, khá cao và hiệu suất sẽ tiếp tục giảm khi nhiệt độ vượt quá ngưỡng đó.

Nói chung, máy bơm nhiệt không phù hợp ở những khu vực có khí hậu mùa đông rất khắc nghiệt, nơi nhiệt độ thường xuống dưới 0 và duy trì ở giá trị âm trong thời gian dài. Trong những trường hợp này, tốt hơn nên chọn nồi hơi khí ngưng tụ hoặc hệ thống hybrid bao gồm bơm nhiệt và nồi hơi ngưng tụ để luôn sử dụng công nghệ hiệu quả nhất.

3. Khi nào nên sử dụng máy bơm nhiệt không-khí nước?

Một trong những công nghệ phổ biến nhất là bơm nhiệt không khí-nước, một hệ thống sử dụng nhiệt tự nhiên trong không khí bên ngoài và truyền nó vào trong nhà thông qua chất lỏng làm lạnh. Máy bơm nhiệt không khí-nước có thể được sử dụng để sưởi ấm, làm mát và sản xuất nước nóng sinh hoạt.

Thiết bị này phù hợp trong các tòa nhà có khả năng cách nhiệt tốt, thậm chí còn tốt hơn nếu chúng có hệ thống quang điện. Vì bơm nhiệt không khí-nước hoạt động ở nhiệt độ dòng chảy thấp, nên sẽ lý tưởng hơn nếu sử dụng máy phát điện với hệ thống sưởi sàn bức xạ vì nó hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn khoảng 35°C.

Thuận lợi nhất khi nhiệt độ ngoài trời không quá lạnh vào mùa đông và hiếm khi xuống dưới 0. Nếu không phải như vậy, bạn nên đánh giá các giải pháp hiệu quả hơn, như nồi hơi khí ngưng tụ hoặc hệ thống hybrid trong đó bơm nhiệt được hỗ trợ bởi nồi hơi khí khi nhiệt độ xuống dưới 0.

Tất nhiên, điều quan trọng là phải đánh giá các yêu cầu kỹ thuật của các mẫu bơm nhiệt khác nhau và phân tích dữ liệu COP do nhà sản xuất cung cấp cho các nhiệt độ khác nhau. Cũng cần phải tiến hành nghiên cứu chuyên sâu về khí hậu trong khu vực và đánh giá năng lượng của khu nhà, xem xét cẩn thận tất cả các yếu tố và xác định xem máy bơm nhiệt có thực sự là giải pháp thích hợp nhất cho ngôi nhà của bạn hay không.

Xem thêm các bài viết khác:

1. Những lưu ý quan trọng khi sử dụng máy nước nóng năng lượng mặt trời

2. Tìm hiểu về máy nước nóng năng lượng mặt trời Ariston 116L

3. Cách chọn máy nước nóng năng lượng mặt trời phù hợp