Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO BÌNH NƯỚC NÓNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO BÌNH NƯỚC NÓNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT

Tải bản đầy đủ - 0trang

Bình đun sử dụng bơm nhiệt



2. Nguyên lý làm việc

_ Bơm nhiệt làm việc bằng cách truyền tải nhiệt không phải theo nguyên

tắc chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng.

_ Một bơm nhiệt lấy năng lượng nhiệt từ nguồn nhiệt thấp (khơng khí

xung quanh hoặc nguồn nước thải) và vận chuyển chúng đến bình chứa

nước nóng nhiệt độ cao.

_ Điện năng được sử dụng để nâng chất lượng (nhiệt độ) của năng lượng

nhiệt chứ không phải tạo ra năng lượng nhiệt.

_ Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt hoàn toàn giống với ngun lý của

máy điều hòa khơng khí. Tuy nhiên, nếu điều hòa khơng khí sử dụng

nhiệt lạnh tạo ra từ dàn lạnh thì bơm nhiệt sử dụng nhiệt nóng tạo ra từ

dàn nóng hoặc sử dụng cả nhiệt nóng tạo ra từ dàn nóng và nhiệt lạnh tạo

ra từ dàn lạnh. Tùy theo nhu cầu sử dụng, công suất khác nhau mà cấu tạo

của bơm nhiệt khác nhau.



13



_ Chất lỏng (môi chất làm lạnh) sôi ở nhiệt độ thấp trong bộ phận bay

hơi. Đầu ra có nhiệt độ thấp và áp suất khí thấp.

_ Áp suất và nhiệt độ của khí được tạo ra trong máy nén. Mơ tơ điện

được sử dụng để vận hành máy nén. Đầu ra này có áp suất khí cao và

nhiệt độ cao.

_ Trao đổi nhiệt trong bình chứa nước. Đầu ra náy sẽ trao đổi nhiệt với

nước, làm nước trong bình nóng lên. Ngay đầu ra của môi chất làm lạnh

là môi chất làm lạnh lỏng ấm.

_ Chất lỏng quay trở lại bộ phận bay hơi sau khi đi qua van mở cục bộ

(Van TX hay ống mao dẫn). Đầu ra là chất lỏng lạnh áp suất thấp và đang

chuyển thành thể khí.



3.



Nơi lấy năng lượng



_ Một máy nước nóng sử dụng bơm nhiệt lấy “năng lượng miễn phí”,

giống như máy nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời. Năng lượng

được thu nhận từ khơng khí hoặc từ nước

_ Năng lượng được tách ra từ khơng khí hoặc từ nước ngưng tụ trong

khơng khí vào thiết bị bay hơi.

_ Một lượng nhỏ điện năng được sử dụng để vận hành máy nén. Nhiệt

lượng được phân phối đến bình chứa nước bằng khoảng từ 3 đến 5 lần

điện năng sử dụng. “Năng lượng miễn phí” được lấy ra từ khơng khí xung

quanh.



14



4.

So sánh giữa máy năng lượng mặt trời và máy

sử dụng bơm nhiệt

Năng lượng mặt trời



Sử dụng bơm nhiệt



Toàn bộ năng lượng miễn phí

trong mùa hè – “Cảm nhận tốt”



Phải có điện để vận hành



Không cần các bộ phận vận

chuyển



Yêu cầu phải có máy nén cơ khí

và bơm nước



Khơng cần các mơi chất làm lạnh

dễ gây ô nhiễm



Môi chất làm lạnh R22 phải được

thay đổi bằng mơi chất mới ít ảnh

hưởng đến tầng ôzôn

Giá thành cao hơn so với năng

lượng mặt trời



Các tiện ích dùng điện phải cung

cấp cơng suất cao trong các ngày

mưa



Các tiện ích dùng điện sẽ chiếm

ưu thế do dùng công suất thấp tải

trên đường dây dẫn



Không ồn (kể cả trong trường hợp

nước sơi



Có thể gây ồn do máy nén



VÌ SAO KHÁCH HÀNG THÍCH CHỌN MÁY NƯỚC NĨNG SỬ

DỤNG BƠM NHIỆT HƠN MÁY NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI ?

_ Dễ lắp đặt.

_ Máy có thể hoạt động bất cứ khi nào cần, kể cả ban đêm.



15



_ Máy có thể cho nhiều nước nóng hơn trong một ngày (làm việc liên

tục).

_ Với một hộ gia đình 4 người sử dụng điện hàng năm là tương tự như

máy nước nóng năng lượng mặt trời hiện tại (có hỗ trợ điện).

_ Với cách lắp đặt tối ưu, đường khí có thể được nối đầu ra của hệ thống

điều hòa khơng khí nhằm tăng hiệu suất sử dụng.

_ Máy có thể hoạt động tốt trong điều kiện khí hậu ẩm ướt.



Hiệu suất trong các ngày mưa



5.



Kết quả tính tốn chu trình bơm nhiệt

5.1. Các thơng số điểm nút của chu trình bơm nhiệt



16



Ngun lý làm việc của bơm nhiệt nén hơi cấp 1



Đồ thị T-S và P-I của chu trình bơm nhiệt 1 cấp



17



5.2. Các thơng số tính tốn



5.3. Tính tốn chu trình

 Như vậy để có một nhiệt lượng Qk (kW) để đun nước nóng thì bơm

nhiệt đun nước nóng chỉ tiêu thụ cơng suất điện ít hơn 4,363 lần so với

phương án đun nước nóng dùng điện.



6. Đánh giá hiệu quả ứng dụng bơm nhiệt để sản xuất

nước nóng

6.1. Cơ sở đánh giá

_ Dựa vào việc tính tốn các thơng số điểm nút của chu trình bơm nhiệt,

tổng lượng nước nóng tiêu thụ cho một hộ gia đình 4 người trong một

ngày V=200 lít/ ngày qua đó tính được tổng lượng nhiệt yêu cầu để sản

xuất đủ lượng nước nóng dùng trong một năm ( tính riêng cho mùa đơng

và mùa hè) cho một hộ gia đình H= 4380 kWh. Từ đó làm cơ sở cho khảo

sát tính tốn hiệu quả của 3 phương án đun nước nóng phổ biến hiện nay

trong cùng một điều kiện làm việc: phương án sử dụng điện, phương án

sử dụng năng lượng mặt trời kết hợp điện và phương án sử dụng bình

nước nóng sử dụng bơm nhiệt, chọn phương án điện làm chuẩn từ đó so

sánh hiệu quả các phương án.



18



6.2. Chi phí đầu tư ban đầu



Biểu đồ chi phí đầu tư ban đầu và so sánh chi phí đầu tư giữa các

phương án

_ Chọn phương án điện làm chuẩn. Nhìn vào đồ thị chi phí đầu tư và biểu

đồ so sánh các phương án sản xuất nước nóng ta nhận thấy: Phương án sử

dụng bơm nhiệt có chi phí đầu tư cao nhất, mặc dù phương án sử dụng

năng lượng mặt trời kết hợp điện có chi phí đầu tư thấp hơn nhưng vào

mùa đông hệ thống làm việc không liên tục, hơn 60% thời gian của mùa

đông thời tiết không thuận lợi nên phương án này không khả thi bằng

phương án sử dụng bình nước nóng bơm nhiệt.



19



6.3. Chi phí vận hành



Biểu đồ chi phí vận hành và so sánh chi phí vận hành giữa các

phương án

_ Khi so sánh với phương án điện thì có thể thấy rằng: chi phí vận hành

của phương án sử dụng bình nước nóng sử dụng bơm nhiệt thấp nhất

bằng 22,5% phương án điện. Phương án bình nước nóng sử dụng bơm

nhiệt có chi phí đầu tư ban đầu cao nhất nhưng lại tiết kiệm nhất trong chi

phí vận hành và xét về hiệu quả sử dụng điện thì phương án này là kinh tế

nhất. Mặt khác phương án đun nước nóng bằng điện còn gây nguy hiểm

cho người dùng.



20



6.4. Về giá thành sản xuất nhiệt



Biểu đồ giá thành sản xuất nhiệt và so sánh giá thành sản xuất nhiệt

của các phương án

Nhìn vào biểu đồ so sánh giá thành sản xuất nhiệt thì phương án đun

nước nóng bằng bơm nhiệt kinh tế nhất mặc dù phương án này có mức

chi phí ban đầu cao nhưng với thời gian hoàn vốn ngắn 4,7 năm ( so với

phương án điện).



7. Kết quả so sánh đánh giá các phương án sản xuất

nước nóng

_ Từ kết quả đánh giá so hiệu quả các phương án đun nước nóng ta rút ra

được bảng kết quả đánh giá các phương án sản xuất nước nóng như sau:



STT



HẠNG MỤC



DÙNG ĐIỆN



DÙNG



DÙNG BƠM



21



NLMT+ĐIỆN



NHIỆT



1



Số người sử

dụng



4



4



4



2



Tổng lượng nước

nóng dùng/ ngày



200 lít



200 lít



200 lít



3



Chi phí sử dụng/

tháng



390.000VNĐ



185.000 VNĐ



87.000 VNĐ



4



Chi phí sử dụng/

năm



4.680.000

VNĐ



2.226.739

VNĐ



1.052.090

VNĐ



5



Số tiền tiết kiệm/

năm



2.453.261

VNĐ



3.627.910

VNĐ



6



Chi phí đầu tư

ban đầu



16.500.000

VNĐ



17.000.000

VNĐ



7



Số năm hồn vốn



6,8 năm



4,7 năm



8



Chi phí điện

trong 15 năm



70.200.000

VNĐ



33.401.085

VNĐ



15.781.350

VNĐ



9



Tuổi thọ của máy



6



15



15



10



Chi phí đầu tư 10

năm kế tiếp



6.000.000

VNĐ



Khơng



Khơng



11



Tổng chi phí

trong 15 năm



82.200.000

VNĐ



49.901.085

VNĐ



32.781.350

VNĐ



12



Số tiền tiết kiệm

trong 15 năm



32.298.915

VNĐ



49.418.650

VNĐ



6.000.000

VNĐ



Bảng so sánh hiệu quả kinh tế của phương án đun nước nóng bằng bơm

nhiệt với các phương án đun nước nóng khác



Các loại chi phí



Các phương án đun nước nóng



Sự thay đổi



22



Chi phí lắp đặt



Chi phí vận hành



Gía thành sản

xuất nhiệt



+ Phương án dùng điện



Chuẩn



+ Phương án dùng NLMT +

Điện



Tăng 2,75 lần



+ Phương án dùng bình nước

nóng bơm nhiệt



Tăng 2,83 lần



+ Phương án dùng điện



Chuẩn



+ Phương án dùng NLMT +

Điện



Giam 52,4%



+ Phương án dùng bình nước

nóng bơm nhiệt



Giam 77,5%



+ Phương án dùng điện



Chuẩn



+ Phương án dùng NLMT +

Điện



Giam 41,9%



+ Phương án dùng bình nước

nóng bơm nhiệt



Giam 61,8%



Bảng thể hiện sự thay đổi các mặt đánh giá so với phương án sử dụng điện

để đun nước nóng

Chi phí sản

xuất nhiệt

[VND/kWh

nhiệt]



Các phương

án



Chi phí đầu

tư ban đầu

[VND]



Chi phí vận

hành

[VND/năm]



Tuổi thọ



Sử dụng điện



6.000.000



4.680.000



06



1632



Sử dụng

NLMT kết

hợp điện



16.500.000



2.226.739



15



948



Sử dụng bơm

nhiệt



17.000.000



1.052.090



15



626



[ năm]



Bảng thể hiện kết quả so sánh các phương án sản xuất nước nóng

Như vậy: chỉ cần đầu tư 1 máy sản xuất nước nóng kiểu bơm nhiệt (bình đun

nước nóng sử dụng bơm nhiệt) 200 lít cho hộ 4 người sử dụng. Sau 4 năm 7



23



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO BÌNH NƯỚC NÓNG SỬ DỤNG BƠM NHIỆT

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×