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

Sản xuất nhiệt từ lòng đất là một biện pháp thay thế hiệu quả chi phí hơn các nhiên liệu hóa thạch từ lâu là giấc mơ của các nước phụ thuộc vào nhập khẩu năng lượng và cần phải giảm các phát thải CO2. Một nhóm các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu ở Slovenia và Serbia bắt đầu phát triển công nghệ máy bơm nhiệt để biến giấc mơ này thành hiện thực. Mời các bạn cùng tham khảo bài viết sau đây để hiểu rõ hơn về vấn đề trên.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ máy bơm nhiệt vì tương lai thân thiện với khí hậuCông nghệ máy bơm nhiệt vì tương lai thân thiện với khí hậu Sản xuất nhiệt từ lòng đất là một biện pháp thay thế hiệu quả chi phí hơn các nhiênliệu hóa thạch từ lâu là giấc mơ của các nước phụ thuộc vào nhập khẩu năng lượng vàcần phải giảm các phát thải CO2. Một nhóm các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu ởSlovenia và Serbia bắt đầu phát triển công nghệ máy bơm nhiệt để biến giấc mơ nàythành hiện thực. Tình trạng hỗn độn gây ra do vụ phun trào núi lửa vào tháng 4/2010 ở Ai len và sựlan tỏa của đám tro trên không phận châu Âu là lời nhắc nhở về các nguồn năng lượngdồi dào của tự nhiên tồn tại dưới lòng đất. Trên toàn châu Âu có các nguồn năng lượngđịa nhiệt dồi dào: nhiệt lưu giữ dưới đất có thể được khai thác để cung cấp nguồn nănglượng tái tạo và vô tận. Sử dụng công nghệ thích hợp để khai thác nguồn năng lượng nàyở các độ sâu và nhiệt độ khác nhau, chúng ta có thể sử dụng nhiệt để giảm sự phụ thuộcvào các nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu và gây hại cho khí hậu. Cho đến nay, công nghệ khai thác năng lượng địa nhiệt theo hướng chi phí hiệu quảvẫn đang được phát triển. Thành phố Lendava ở Slovenia khai thác một giếng năng lượng địa nhiệt nằm sâudưới đất 1.500 m để cung cấp cho mạng lưới nhiệt của thành phố. Nước ở nhiệt độ 70 0Cđược sử dụng để sưởi ấm cho trường học, các trung tâm thể thao, cửa hàng, doanh nghiệpvà tòa nhà. Tuy nhiên, mỗi khi sử dụng, nước vẫn chỉ ở khoảng 500C, quá lạnh để tái sửdụng làm nóng không gian nhưng lại quá nóng để bơm trở lại giếng địa nhiệt. Nafta Geoterm, Công ty quản lý giếng địa nhiệt tin rằng có thể sử dụng tài nguyênđịa nhiệt hiệu quả hơn và tái sử dụng nguồn nước “thải” này. GS. Darko Goričanec thuộcKhoa hóa học và công nghệ hóa chất đã sáng chế ra máy bơm nhiệt độ cao để đun nónglại nước từ nguồn địa nhiệt từ 400C lên đến 800C, với nhiệt độ này nước có thể tái sửdụng để làm nóng không gian. Mặc dù nhiều loại bơm nhiệt trên thị trường có thể đunnước từ khoảng 250C lên 600C, nhưng chưa cómáy nào có thể đun nước có nhiệt độ cao đến800-900C cung cấp cho hệ thống sưởi ấm phổbiến nhất trong các nhà cũ ở châu Âu: các lòsưởi nhiệt độ cao được thiết kế để hoạt độngbằng các lò hơi chạy nhiên liệu hóa thạch. Nhờ sự hỗ trợ của công ty đa ngành nướcngoài trong Mạng lưới EUREKA, NaftaGeoterm đã thu hút những người tiêu dùng cuốicùng, các viện nghiên cứu và các công ty sảnxuất ở Slovenia và Serbia. Zoran Stevanović, Trưởng bộ môn địa chất thủy văn thuộc Khoa mỏ - địa chất thuộcĐại học Belgrade được yêu cầu tham gia dự án để phát triển chuyên môn kỹ thuật và thúcđẩy năng lượng xanh ở địa phương. Nhiều thành phố ở Serbia đã tập trung vào các hệthống sưởi ấm và mặc dù tài nguyên địa nhiệt dồi dào và ở vị trí nông hơn nhiều so vớiSlovenia, nhưng chúng vẫn đang được khai thác trên diện rộng. Theo Zoran Stevanović,nhiệt dưới lòng đất ở Serbia chủ yếu được dùng để sưởi ấm nhà ở hoặc phục vụ mục đíchthủy lý học và có thể được kết hợp hiệu quả trong các hệ thống sưởi ấm trung tâm và cácquy trình công nghiệp. Để đạt được thành công, máy bơm sẽ phải cung cấp nhiệt giá rẻ hơn so với sử dụngcác nhiên liệu hóa thạch, là sự lựa chọn không tránh khỏi của thành phố Lendava trongmùa lạnh giá. Các Giáo sư Goričanec và Jurij Krope thuộc Phòng thí nghiệm nhiệt năngthuộc Đại học Maribor đã tiến hành nghiên cứu, phát triển phần mềm để lập mô hình cấutrúc của máy bơm nhiệt có sự ảnh hưởng của nhiệt độ khác nhau, thực hiện các mô phỏngđể đánh giá tác động của nhiều loại chất làm mát đến chi phí và hiệu suất vận hành củamáy bơm. Điều này đã cho phép các nhà khoa học xác định và mô phỏng loại máy nén vàbộ trao đổi nhiệt cần thiết để đạt hiệu suất tối ưu. Klima, doanh nghiệp đối tác của Serbia đề xuất lựa chọn amoniac là chất làm mátcho máy bơm nhiệt. Srdjan Andrejevic, Giám đốc dự án cho biết, trải qua cuộc cạnh tranhvề an toàn và môi trường như không dễ gây nổ như iso-butane và không gây hại tới tầngôzôn như freon mà amoniac đã tạo ra hiệu suất làm mát tối đa trên mỗi kilo chất làm mátđược sử dụng, giảm giá thành trên mỗi sản phẩm, nghĩa là máy bơm nhiệt có thể sử dụngmáy nén dung tích nhỏ hơn. Klima và công ty mẹ ở Bỉ là Mayekawa đã thiết kế máy nénvới kết quả cứ mỗi kW điện tiêu thụ, máy bơm cung cấp 6,4 kW nhiệt. Máy bơm nhiệt không chỉ đun nóng nước tới 850C mà ngược lại còn làm nguội nướcđể bơm trở lại lòng đất. Công nghệ này đã cho thấy giá trị của loại bơm này ở Lendava.Nhiệt từ máy bơm nhiệt rẻ hơn sử dụng khí thiên nhiên. Người dân đang được sưởi ấmvới giá rẻ hơn. Trước đây một phần phải phụ thuộc vào dự trữ các nhiên liệu hóa thạch đểbổ sung nhiệt cung cấp từ giếng địa nhiệt của thành phố, thì đến nay thành phố có thể sửdụng máy bơm nhiệt trước tiên và chỉ sử dụng các nhiên liệu hóa thạch trong trường hợpbất đắc dĩ. Mặc dù giá công nghệ còn cao, nhưng máy bơm nhiệt mới đã mang lại lợi nhuận phùhợp với khoản đầ ...