Công nghệ máy bơm nhiệt vì tương lai thân thiện với khí hậu

Công nghệ máy bơm nhiệt vì tương lai thân thiện với khí hậu<br /> Sản xuất nhiệt từ lòng đất là một biện pháp thay thế hiệu quả chi phí hơn các nhiên<br /> liệu hóa thạch từ lâu là giấc mơ của các nước phụ thuộc vào nhập khẩu năng lượng và<br /> cần phải giảm các phát thải CO2. Một nhóm các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu ở<br /> Slovenia và Serbia bắt đầu phát triển công nghệ máy bơm nhiệt để biến giấc mơ này<br /> thành hiện thực.<br /> Tình trạng hỗn độn gây ra do vụ phun trào núi lửa vào tháng 4/2010 ở Ai len và sự<br /> lan tỏa của đám tro trên không phận châu Âu là lời nhắc nhở về các nguồn năng lượng<br /> dồi dào của tự nhiên tồn tại dưới lòng đất. Trên toàn châu Âu có các nguồn năng lượng<br /> địa nhiệt dồi dào: nhiệt lưu giữ dưới đất có thể được khai thác để cung cấp nguồn năng<br /> lượng tái tạo và vô tận. Sử dụng công nghệ thích hợp để khai thác nguồn năng lượng này<br /> ở các độ sâu và nhiệt độ khác nhau, chúng ta có thể sử dụng nhiệt để giảm sự phụ thuộc<br /> vào các nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu và gây hại cho khí hậu.<br /> Cho đến nay, công nghệ khai thác năng lượng địa nhiệt theo hướng chi phí hiệu quả<br /> vẫn đang được phát triển.<br /> Thành phố Lendava ở Slovenia khai thác một giếng năng lượng địa nhiệt nằm sâu<br /> dưới đất 1.500 m để cung cấp cho mạng lưới nhiệt của thành phố. Nước ở nhiệt độ 70 0C<br /> được sử dụng để sưởi ấm cho trường học, các trung tâm thể thao, cửa hàng, doanh nghiệp<br /> và tòa nhà. Tuy nhiên, mỗi khi sử dụng, nước vẫn chỉ ở khoảng 500C, quá lạnh để tái sử<br /> dụng làm nóng không gian nhưng lại quá nóng để bơm trở lại giếng địa nhiệt.<br /> Nafta Geoterm, Công ty quản lý giếng địa nhiệt tin rằng có thể sử dụng tài nguyên<br /> địa nhiệt hiệu quả hơn và tái sử dụng nguồn nước “thải” này. GS. Darko Goričanec thuộc<br /> Khoa hóa học và công nghệ hóa chất đã sáng chế ra máy bơm nhiệt độ cao để đun nóng<br /> lại nước từ nguồn địa nhiệt từ 400C lên đến 800C, với nhiệt độ này nước có thể tái sử<br /> dụng để làm nóng không gian. Mặc dù nhiều loại bơm nhiệt trên thị trường có thể đun<br /> nước từ khoảng 250C lên 600C, nhưng chưa có<br /> máy nào có thể đun nước có nhiệt độ cao đến<br /> 800-900C cung cấp cho hệ thống sưởi ấm phổ<br /> biến nhất trong các nhà cũ ở châu Âu: các lò<br /> sưởi nhiệt độ cao được thiết kế để hoạt động<br /> bằng các lò hơi chạy nhiên liệu hóa thạch.<br /> Nhờ sự hỗ trợ của công ty đa ngành nước<br /> ngoài trong Mạng lưới EUREKA, Nafta<br /> Geoterm đã thu hút những người tiêu dùng cuối<br /> cùng, các viện nghiên cứu và các công ty sản<br /> xuất ở Slovenia và Serbia.<br /> Zoran Stevanović, Trưởng bộ môn địa chất thủy văn thuộc Khoa mỏ - địa chất thuộc<br /> Đại học Belgrade được yêu cầu tham gia dự án để phát triển chuyên môn kỹ thuật và thúc<br /> đẩy năng lượng xanh ở địa phương. Nhiều thành phố ở Serbia đã tập trung vào các hệ<br /> thống sưởi ấm và mặc dù tài nguyên địa nhiệt dồi dào và ở vị trí nông hơn nhiều so với<br /> Slovenia, nhưng chúng vẫn đang được khai thác trên diện rộng. Theo Zoran Stevanović,<br /> nhiệt dưới lòng đất ở Serbia chủ yếu được dùng để sưởi ấm nhà ở hoặc phục vụ mục đích<br /> thủy lý học và có thể được kết hợp hiệu quả trong các hệ thống sưởi ấm trung tâm và các<br /> quy trình công nghiệp.<br /> Để đạt được thành công, máy bơm sẽ phải cung cấp nhiệt giá rẻ hơn so với sử dụng<br /> các nhiên liệu hóa thạch, là sự lựa chọn không tránh khỏi của thành phố Lendava trong<br /> mùa lạnh giá. Các Giáo sư Goričanec và Jurij Krope thuộc Phòng thí nghiệm nhiệt năng<br /> thuộc Đại học Maribor đã tiến hành nghiên cứu, phát triển phần mềm để lập mô hình cấu<br /> trúc của máy bơm nhiệt có sự ảnh hưởng của nhiệt độ khác nhau, thực hiện các mô phỏng<br /> để đánh giá tác động của nhiều loại chất làm mát đến chi phí và hiệu suất vận hành của<br /> máy bơm. Điều này đã cho phép các nhà khoa học xác định và mô phỏng loại máy nén và<br /> bộ trao đổi nhiệt cần thiết để đạt hiệu suất tối ưu.<br /> Klima, doanh nghiệp đối tác của Serbia đề xuất lựa chọn amoniac là chất làm mát<br /> cho máy bơm nhiệt. Srdjan Andrejevic, Giám đốc dự án cho biết, trải qua cuộc cạnh tranh<br /> về an toàn và môi trường như không dễ gây nổ như iso-butane và không gây hại tới tầng<br /> ôzôn như freon mà amoniac đã tạo ra hiệu suất làm mát tối đa trên mỗi kilo chất làm mát<br /> được sử dụng, giảm giá thành trên mỗi sản phẩm, nghĩa là máy bơm nhiệt có thể sử dụng<br /> máy nén dung tích nhỏ hơn. Klima và công ty mẹ ở Bỉ là Mayekawa đã thiết kế máy nén<br /> với kết quả cứ mỗi kW điện tiêu thụ, máy bơm cung cấp 6,4 kW nhiệt.<br /> Máy bơm nhiệt không chỉ đun nóng nước tới 850C mà ngược lại còn làm nguội nước<br /> để bơm trở lại lòng đất. Công nghệ này đã cho thấy giá trị của loại bơm này ở Lendava.<br /> Nhiệt từ máy bơm nhiệt rẻ hơn sử dụng khí thiên nhiên. Người dân đang được sưởi ấm<br /> với giá rẻ hơn. Trước đây một phần phải phụ thuộc vào dự trữ các nhiên liệu hóa thạch để<br /> bổ sung nhiệt cung cấp từ giếng địa nhiệt của thành phố, thì đến nay thành phố có thể sử<br /> dụng máy bơm nhiệt trước tiên và chỉ sử dụng các nhiên liệu hóa thạch trong trường hợp<br /> bất đắc dĩ.<br /> Mặc dù giá công nghệ còn cao, nhưng máy bơm nhiệt mới đã mang lại lợi nhuận phù<br /> hợp với khoản đầu tư: 4 năm, máy bơm nhiệt hoạt động 1.565h/năm. Và với sự hỗ trợ<br /> liên tục về chính sách, công nghệ sẽ tiếp tục triển khai rộng rãi hơn.<br /> Việc phát triển và sản xuất máy bơm tạo nhiệt không chỉ là một thành công mà các<br /> lợi ích gián tiếp là bảo vệ môi trường trong ngành xây dựng.<br /> Nguồn: Sciencedaily.com, 6/2010<br />