Máy bơm nhiệt điện sử dụng ít năng lượng hơn nhiều so với lò sưởi và cũng có thể làm mát nhà – đây là cách chúng hoạt động | H-care.vn

Theconversation 0 lượt xem
Máy bơm nhiệt điện sử dụng ít năng lượng hơn nhiều so với lò sưởi và cũng có thể làm mát nhà – đây là cách chúng hoạt động

 | H-care.vn

Để giúp hạn chế biến đổi khí hậu, Tổng thống Biden đã đặt mục tiêu giảm lượng khí thải nhà kính của Hoa Kỳ xuống 50-52% so với mức của năm 2005 vào năm 2030. Để đạt được mục tiêu này, cần nhanh chóng chuyển đổi càng nhiều hoạt động sử dụng nhiên liệu hóa thạch thành điện năng càng tốt, và sau đó tạo ra điện đó từ các nguồn carbon thấp và không carbon như gió, mặt trời, thủy điện và năng lượng hạt nhân.

Các tòa nhà nơi mọi người sống và làm việc tiêu thụ một lượng năng lượng đáng kể. Vào năm 2019, các tòa nhà thương mại và khu dân cư chiếm hơn 1/7 lượng khí thải nhà kính của Hoa Kỳ. Các chiến lược sưởi ấm và làm mát mới là một phần quan trọng của câu đố.

May mắn thay, có công nghệ có thể làm được điều này: máy bơm nhiệt điện hiệu quả hơn lò nung từ ba đến bốn lần. Những thiết bị này sưởi ấm ngôi nhà vào mùa đông và làm mát ngôi nhà vào mùa hè bằng cách truyền nhiệt vào và ra khỏi các tòa nhà, thay vì đốt nhiên liệu hóa thạch.

Là một nhà khoa học tập trung vào năng lượng sạch và tái tạo, tôi nghiên cứu việc sử dụng năng lượng trong gia đình và việc làm chậm quá trình biến đổi khí hậu có ý nghĩa như thế nào đối với các nước công nghiệp hóa và đang phát triển. Tôi thấy việc cung cấp năng lượng cho các tòa nhà bằng điện sạch, tái tạo là một chiến lược thiết yếu giúp tiết kiệm tiền cho người tiêu dùng.

See also  Nếu bạn tìm thấy một con nhện ở nhà, hãy đối xử tốt với nó. | H-care.vn

Máy bơm nhiệt hút không khí từ bên ngoài vào và sử dụng chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài trời để sưởi ấm các tòa nhà. Nhiều người cũng cung cấp khả năng làm mát, sử dụng nhiều cơ chế tương tự.

Máy bơm nhiệt hoạt động bằng cách di chuyển nhiệt, không phải không khí.

Hầu hết các hệ thống sưởi ấm ở Hoa Kỳ sử dụng lò không khí cưỡng bức chạy bằng khí đốt tự nhiên hoặc điện, hoặc trong một số trường hợp là dầu sưởi ấm. Để sưởi ấm tòa nhà, các hệ thống đốt cháy nhiên liệu hoặc sử dụng điện để làm nóng không khí, sau đó thổi không khí ấm qua các ống dẫn vào các phòng riêng lẻ.

Một máy bơm nhiệt hoạt động giống như một chiếc tủ lạnh, lấy năng lượng từ không khí bên trong tủ lạnh và truyền năng lượng đó vào phòng, khiến phần bên trong mát hơn. Để sưởi ấm một tòa nhà, một máy bơm nhiệt lấy năng lượng từ không khí bên ngoài hoặc từ mặt đất và biến nó thành nhiệt cho ngôi nhà.

Đây là cách nó hoạt động: Chất lỏng cực lạnh lưu thông qua các cuộn ống trong dàn nóng của máy bơm nhiệt. Chất lỏng đó hấp thụ năng lượng dưới dạng nhiệt từ không khí xung quanh, ấm hơn chất lỏng. Chất lỏng được hóa hơi và sau đó được tuần hoàn đến máy nén. Nén bất kỳ khí nào làm nóng nó lên, vì vậy quá trình này tạo ra nhiệt. Hơi nước sau đó di chuyển qua các cuộn ống trong dàn lạnh của máy bơm nhiệt, làm nóng tòa nhà.

Vào mùa hè, máy bơm nhiệt hoạt động ngược lại và lấy năng lượng từ trong phòng và chuyển nhiệt đó ra bên ngoài, mặc dù bên ngoài nóng hơn; về cơ bản, nó hoạt động như một phiên bản lớn hơn của tủ lạnh.

Hiệu quả hơn lò nướng

Máy bơm nhiệt cần một ít điện để chạy, nhưng đó là một lượng tương đối nhỏ. Các hệ thống bơm nhiệt hiện đại có thể truyền năng lượng nhiệt dưới dạng nhiệt nhiều gấp ba đến bốn lần so với mức tiêu thụ dưới dạng năng lượng điện để thực hiện công việc này và chủ sở hữu phải trả chi phí đó.

Ngược lại, chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác, giống như các hệ thống sưởi truyền thống, luôn lãng phí một phần năng lượng. Điều đó đúng đối với việc đốt dầu hoặc khí đốt để làm nóng không khí trong lò hoặc sử dụng máy sưởi điện để làm nóng không khí, mặc dù trong trường hợp đó, sự lãng phí xảy ra khi điện được tạo ra. Khoảng 2/3 năng lượng được sử dụng để sản xuất điện trong nhà máy điện bị thất thoát trong quá trình này.

Trang bị thêm các tòa nhà dân cư và thương mại bằng máy bơm nhiệt làm tăng hiệu quả sưởi ấm. Khi kết hợp với việc chuyển từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo, nó sẽ làm giảm hơn nữa việc sử dụng năng lượng và lượng khí thải carbon.

đi điện

Các hạn chế ngày càng tăng đối với việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và các chính sách chủ động đang thúc đẩy doanh số bán máy bơm nhiệt ở Hoa Kỳ và quốc tế. Máy bơm nhiệt hiện đang được sử dụng trong 5% hệ thống sưởi ấm trên toàn thế giới, một tỷ lệ sẽ cần tăng lên một phần ba vào năm 2030 và xa hơn nữa để đạt mức phát thải ròng bằng không vào năm 2050.

Ở những khu vực ấm hơn với nhu cầu sưởi ấm tương đối thấp, máy bơm nhiệt rẻ hơn lò nung. Các khoản tín dụng thuế, giảm giá tiện ích hoặc các khoản trợ cấp khác cũng có thể cung cấp các ưu đãi để hỗ trợ chi phí khởi nghiệp, bao gồm cả các ưu đãi liên bang được chính quyền Biden khôi phục.

Ở vùng khí hậu cực kỳ lạnh, các hệ thống này có thêm một lò sưởi bên trong để trợ giúp. Đơn vị này không hiệu quả và có thể làm tăng đáng kể hóa đơn tiền điện. Những người sống ở những nơi lạnh giá có thể muốn xem xét các máy bơm nhiệt nguồn mặt đất như một giải pháp thay thế.

Giảm giá quảng cáo đồ họa thông tin để lắp đặt máy bơm nhiệt nguồn đất ở New Jersey.
Máy bơm nhiệt nguồn mặt đất có thể là một lựa chọn tốt hơn so với các phiên bản nguồn không khí ở vùng khí hậu lạnh hơn.
NJDEP

Các hệ thống này tận dụng thực tế là nhiệt độ mặt đất ấm hơn nhiệt độ không khí vào mùa đông. Các hệ thống địa nhiệt thu nhiệt từ lòng đất và sử dụng công nghệ máy nén và chất lỏng giống như máy bơm nhiệt nguồn không khí để truyền nhiệt cho các tòa nhà. Chúng đắt hơn, vì việc lắp đặt của chúng bao gồm việc đào để chôn các đường ống dưới lòng đất, nhưng chúng cũng làm giảm việc sử dụng điện.

Các hệ thống bơm nhiệt “tách nhỏ” mới hơn, nhỏ hơn hoạt động tốt ở mọi nơi, trừ những vùng khí hậu lạnh nhất. Thay vì yêu cầu hệ thống ống dẫn để di chuyển không khí qua các tòa nhà, các hệ thống này kết nối với các thiết bị gắn trên tường để sưởi ấm hoặc làm mát các phòng riêng lẻ. Chúng rất dễ cài đặt và có thể được sử dụng có chọn lọc trong các căn hộ riêng lẻ, giúp dễ dàng tu sửa các tòa nhà lớn.

Ngay cả với các hệ thống sưởi ấm và làm mát tốt nhất, việc lắp đặt vật liệu cách nhiệt thích hợp và bịt kín các chỗ rò rỉ trong các tòa nhà là chìa khóa để giảm sử dụng năng lượng. Bạn cũng có thể thử nghiệm với máy điều nhiệt để xem nó có thể sưởi ấm hoặc làm mát ngôi nhà của bạn ít đến mức nào mà vẫn giữ cho mọi người cảm thấy thoải mái.

Dàn lạnh mini bơm nhiệt chia ống khói.
Một hệ thống bơm nhiệt chia nhỏ mới.
khoảng trống của RobertoCC BY-NĐ

Nếu bạn cần trợ giúp để xác định xem máy bơm nhiệt có phù hợp với mình hay không, thì nguồn thông tin hữu ích là nhà cung cấp điện của bạn. Nhiều công ty tiện ích cung cấp dịch vụ kiểm toán năng lượng tại nhà có thể xác định các cách hiệu quả về chi phí để làm cho ngôi nhà của bạn tiết kiệm năng lượng hơn. Các nguồn tốt khác bao gồm Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và Hội đồng Hoa Kỳ vì Nền kinh tế Hiệu quả Năng lượng. Khi nỗ lực điện khí hóa xã hội tăng tốc, máy bơm nhiệt sẵn sàng đóng vai trò trung tâm.

[The Conversation’s science, health and technology editors pick their favorite stories. Weekly on Wednesdays.]

Bài viết liên quan

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Protected with IP Blacklist CloudIP Blacklist Cloud