CHLB ĐỨC – Điện và nhiệt ngày càng gắn bó chặt chẽ với nhau, và việc sử dụng năng lượng mặt trời tự tạo để sưởi ấm đang ngày càng phổ biến. Máy sưởi hồng ngoại đang gia tăng cùng với máy bơm nhiệt. Với giá dầu và khí đốt tăng, chi phí cho quang điện giảm, cải tiến sản phẩm và các yêu cầu bảo vệ khí hậu theo quy định như luật sưởi ấm của CHLB Đức, thị trường đang phát triển mạnh mẽ. Khi không gian và nước ngày càng được sưởi ấm bằng điện, công việc của thợ điện đang bắt đầu hợp nhất với công việc của kỹ sư sưởi ấm.

Khi nói đến việc sưởi ấm và sản xuất nước nóng, đường ống ngày nay dần được thay thế bằng cáp, đặc biệt là trong các tòa nhà mới. Các tòa nhà có sử dụng điện mặt trời, đáp ứng nhu cầu điện và sưởi ấm nhiều nhất có thể bằng hệ thống quang điện với kích thước phù hợp, hiện đang rất thịnh hành.

Rất đáng để sử dụng trên mọi bề mặt có sẵn cho năng lượng mặt trời và lắp đặt các tấm pin mặt trời trên mái nhà, gara, nhà để xe, mặt tiền, ban công hoặc trên mặt đất. Các tấm pin mặt trời lắp thẳng đứng trên mặt tiền hoặc ban công đặc biệt phù hợp với các tòa nhà sử dụng điện mặt trời, vì chúng tạo ra nhiều năng lượng mặt trời hơn vào mùa đông, khi nhu cầu sưởi ấm cao nhất, so với các hệ thống lắp trên mái nhà.

Nhưng tiết kiệm năng lượng vẫn là ưu tiên hàng đầu. Nếu có thể, điều này bao gồm việc cải tạo lớp cách nhiệt cho các tòa nhà, từ cửa sổ và mặt tiền đến trần nhà. Sau đó, hệ thống sưởi ấm phù hợp sẽ được chọn.

Máy sưởi hồng ngoại đang thịnh hành

Máy sưởi hồng ngoại chạy bằng điện mặt trời đang rất thịnh hành: trong các tòa nhà mới cách nhiệt tốt làm hệ thống sưởi ấm chính và trong các tòa nhà hiện có làm giải pháp tạm thời để tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch trong ngắn hạn.

Là hệ thống sưởi ấm nhiệt độ thấp bằng điện, ưu điểm của máy sưởi hồng ngoại là giá thành thấp, thiết kế nhỏ gọn, thời gian làm nóng và làm mát ngắn, hiệu suất cao và dễ lắp đặt. Chúng cũng cung cấp nhiệt bức xạ dễ chịu, hầu như không cần bảo trì và khả năng sử dụng lâu dài. Tuy nhiên, chúng không thể làm nóng nước sinh hoạt – điều này yêu cầu một hệ thống riêng.

Máy nước nóng, nồi hơi và máy bơm nhiệt đặc biệt có sẵn như một giải pháp thay thế cho trung tâm sản xuất nước nóng, và không chỉ dành cho máy sưởi hồng ngoại. Lợi ích của chúng: Nước nóng chỉ được đun nóng khi bạn cần. Tuy nhiên, có những tổn thất đáng kể liên quan đến việc lưu trữ nước nóng trong thời gian dài trong các bồn chứa và đường ống. Các chuyên gia thường khuyên nên tách hệ thống nước nóng khỏi hệ thống sưởi ấm mùa đông để giảm chi phí năng lượng. Nước nóng cần thiết quanh năm, nhưng hệ thống sưởi ấm chỉ cần thiết trong những tháng lạnh giữa các mùa và vào mùa đông.

Từng bước xây dựng tòa nhà điện mặt trời

Tuy nhiên, tiêu chuẩn trong nhiều tòa nhà là hệ thống sưởi ấm trung tâm sử dụng nhiên liệu hóa thạch di chuyển nước ở nhiệt độ dòng chảy cao. Thường chi phí cao để chuyển đổi một tòa nhà hiện có thành tòa nhà điện mặt trời. Nhưng như các ví dụ thực tế và mô phỏng cho thấy, điều này có thể được thực hiện từng bước. Đầu tiên, hệ thống nước nóng sinh hoạt và mạch sưởi ấm được tách biệt. Trong các hệ thống lai, máy bơm nhiệt nước sinh hoạt hiện đại cung cấp nước nóng cho phòng tắm hoặc nhà bếp. Nó sử dụng điện để làm nóng nước uống và lưu trữ trong một bồn nước cách nhiệt. Bồn có thể được cung cấp năng lượng bằng năng lượng mặt trời vào ban ngày và nước nóng có thể được sử dụng vào ban đêm hoặc sáng sớm. Máy bơm nhiệt không khí – nước rất hiệu quả và cần ít năng lượng.

Hệ thống phân phối nhiệt hiện có với các bề mặt sưởi ấm được thiết lập ở nhiệt độ dòng chảy thấp (35 đến 40°C) để đáp ứng nhu cầu công suất nhiệt cơ bản. Để đáp ứng nhu cầu cao điểm, các máy sưởi hồng ngoại phản ứng nhanh có thể được lắp đặt trong nhiều phòng và sử dụng khi nhu cầu nhiệt cao. Điều này làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch. Ngôi nhà duy trì nhiệt độ dễ chịu mà không cần các biện pháp cải tạo tốn nhiều chi phí, như sửa đổi hệ thống truyền nhiệt bằng nước hoặc thực hiện cải tạo toàn diện bức tường bên ngoài của tòa nhà.

Có thể thay thế hệ thống sưởi ấm cũ (ví dụ như hệ thống sưởi ấm bằng dầu và khí) bằng một máy bơm nhiệt không khí – nước kích thước nhỏ và kết hợp với các lò sưởi hồng ngoại phân bố khắp nhà. Một nghiên cứu do Đại học Tổng hợp Kỹ thuật Dresden – TU Dresden (Technische Universität Dresden) thực hiện, đã chứng minh rằng phương pháp này có thể giảm năng lượng sưởi ấm tới 62%. Mô phỏng dựa trên một ngôi nhà riêng có lò hơi gas nhiệt độ thấp, diện tích sàn sử dụng là 160 mét vuông và tiêu chuẩn cách nhiệt sưởi ấm của CHLB Đức (Wärmeschutzverordnung) từ năm 1995.

Máy bơm nhiệt cho các tòa nhà

Các thử nghiệm thực địa do Viện Hệ thống Năng lượng Mặt trời Fraunhofer – ISE (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems) tiến hành, đã chứng minh rằng máy bơm nhiệt có thể là một lựa chọn khả thi cho các tòa nhà, ngay cả khi chúng chưa được cải tạo hoàn toàn. Trong nhiều trường hợp, một vài biện pháp cách nhiệt – hoặc chỉ cần lắp đặt máy sưởi lớn hơn – có thể giải quyết được vấn đề. Máy sưởi càng lớn thì càng cần ít nhiệt để sưởi ấm căn phòng. Điều này cho phép nhiều ngôi nhà cũ được sưởi ấm với nhiệt độ tối đa dưới 55°C, mà máy bơm nhiệt có khả năng cung cấp.

Công nghệ máy bơm nhiệt đã có cách đây hơn 100 năm – nguyên lý hoạt động giống như tủ lạnh, chỉ khác là ngược lại. Máy bơm nhiệt sử dụng địa nhiệt, nước ngầm hoặc không khí xung quanh làm nguồn nhiệt để sưởi ấm và nước nóng – ngay cả ở nhiệt độ dưới 0 độ C. Trong các tòa nhà có tiêu chuẩn năng lượng thông thường, chúng có thể sử dụng một kilowatt giờ điện để biến nhiệt môi trường thành ba đến bốn kilowatt nhiệt.

Máy bơm nhiệt năng lượng mặt trời giúp giảm chi phí, và không phát khí thải

Máy bơm nhiệt chạy bằng năng lượng mặt trời tự tạo là một lợi ích lớn không chỉ về mặt lượng khí thải carbon. Điều này cũng làm giảm chi phí điện cần thiết cho máy bơm nhiệt và tỷ lệ tự tiêu thụ cao hơn làm tăng tính kinh tế của hệ thống quang điện (PV). Để toàn bộ hệ thống hoạt động hiệu quả, tất cả các thành phần – bao gồm bộ lưu trữ đệm cần thiết – phải được phối hợp tốt. Nguồn cung tối ưu cũng cần một hệ thống quản lý năng lượng và một hệ thống lưu trữ điện.

Những cải tiến cho cả máy bơm nhiệt và máy sưởi hồng ngoại đang phát triển mạnh mẽ – từ các thiết bị điều khiển thông minh và tích hợp hệ thống quản lý năng lượng, đến giao tiếp WIFI với bộ biến tần để sử dụng tối ưu năng lượng mặt trời, đến hiệu quả được cải thiện. Khi mua máy sưởi hồng ngoại, điều quan trọng là phải đảm bảo chúng được phân loại theo tiêu chuẩn IEC 60675-3, trong đó nêu rõ rằng chúng có hiệu suất bức xạ ít nhất 40% để được phân loại là máy sưởi hồng ngoại.

Để xem các tin bài khác về “Máy bơm nhiệt”, hãy nhấn vào đây.

Nguồn: Intersolar