Cách thức hoạt động của công nghệ ngưng tụ bằng dầu

Các chủ đề

Công nghệ này hoạt động như thế nào?
Thông tin quan trọng
Sự kết hợp với công nghệ năng lượng mặt trời

Là loại nhiên liệu đáng tin cậy và giàu năng lượng, từ lâu dầu thô đã được sử dụng để sưởi ấm. Tuy nhiên, đây là nhiên liệu hóa thạch và do đó chỉ có sẵn với trữ lượng hữu hạn. Ngoài ra, giá cả của dầu đôi khi biến động mạnh nên có thể có tác động tiêu cực đến chi phí sưởi ấm. Để giữ chi phí ở mức thấp nhất có thể, Viessmann tin tưởng vào công nghệ ngưng tụ bằng dầu đã được kiểm chứng và thích ứng tốt với mọi thay đổi trong tương lai

Nồi hơi ngưng tụ bằng dầu Viessmann là ví dụ điển hình về các tiêu chuẩn kỹ thuật mới nhất. Với nhiều mức công suất khác nhau lên đến 80 kW, sản phẩm cũng được trang bị phù hợp để sử dụng trong nhà biệt lập, song lập, cũng như tòa chung cư nhỏ. Bạn có thể tìm hiểu thêm về các tính năng và lợi ích trong phần Hệ thống sưởi bằng dầu.

Xem dòng dản phẩm nồi hơi ngưng tụ bằng dầu

Mức tiêu thụ năng lượng giảm tới 35%

Chỉ riêng ở Đức, hiện nay vẫn còn khoảng 2 triệu hệ thống sưởi đang hoạt động được trên 25 năm. Người dùng những hệ thống này thường hoàn toàn không biết về số tiền họ đã và đang lãng phí một cách không cần thiết vào năng lượng, trong khi năng lượng này bị đốt cháy một cách vô ích và thoát ra ngoài qua ống hơi dưới dạng nhiệt dư. Ngoài ra, những hệ thống cũ này gây ô nhiễm khí hậu do lượng khí thải CO₂ không cần thiết và gây ra sự nóng lên toàn cầu. Bằng cách nhanh chóng thay thế các hệ thống này bằng hệ thống ngưng tụ bằng dầu hiệu suất cao kết hợp với công nghệ năng lượng mặt trời, người dùng cuối có thể giảm tới 35% mức tiêu thụ năng lượng. Giải pháp này sẽ đáp ứng được 10% tổng nhu cầu sử dụng năng lượng ở Đức, đồng thời giảm tới 54 triệu tấn khí thải CO₂ hằng năm.

Cách thức hoạt động của nồi hơi ngưng tụ bằng dầu.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của công nghệ ngưng tụ bằng dầu.

Nồi hơi tạo ra nhiệt bằng cách đốt cháy nhiên liệu và sử dụng khí thải nóng thu được để đun nóng nước. Với nồi hơi thông thường, nhiệt từ khí thải này được thải trực tiếp ra ngoài trời. Đây là điều tất yếu vì hơi nước có trong khí thải sẽ ngưng tụ ngay khi khí thải được làm mát xuống dưới nhiệt độ điểm sương. Tuy nhiên, các thành phần của nước ngưng tụ này có tính ăn mòn, đó là lý do khiến khí thải nóng được đánh giá là không thể sử dụng được lâu dài.

Tuy nhiên, vẫn có đủ nhiệt trong khí thải nóng –– hay nói chính xác hơn là trong hơi nước nóng –– được dùng để sưởi ấm. Bạn có thể cảm nhận được nguồn nhiệt này một cách đơn giản: nếu bạn giơ tay phía trên một nồi nước sôi, bạn sẽ phải nhanh chóng rút tay ra. Điều này là do hơi nước nóng bốc lên từ nước sôi và ngưng tụ trên lòng bàn tay bạn. Khi ngưng tụ, hơi nước giải phóng nhiệt ẩn có trong đó, hay còn được gọi là nhiệt lượng ngưng tụ.

Để tăng hiệu suất sử dụng năng lượng của hệ thống sưởi bằng dầu và phát triển công nghệ đốt tiết kiệm tài nguyên hơn về lâu dài, điều quan trọng là phải thu hồi lượng nhiệt này một cách có kiểm soát và đưa trở lại hệ thống sưởi mà không có nước ngưng tụ làm hỏng hệ thống hoặc ống hơi. Do đó, nguyên lý hoạt động của công nghệ ngưng tụ bằng dầu cũng bao gồm quá trình ngưng tụ khí thải nóng.

Thực tế, khí thải nóng đi qua bộ trao đổi nhiệt và ngưng tụ nhờ sự hỗ trợ của nước hồi làm mát trước khi thải ra ngoài không khí. Do nguy cơ ăn mòn từ một số thành phần trong nước ngưng tụ, ngay cả bộ trao đổi nhiệt cũng phải có khả năng chống axit và độ ẩm. Thép không gỉ có cả hai đặc tính nói trên, đó là lý do tại sao các bộ trao đổi nhiệt ngưng tụ đều được làm bằng vật liệu này.

Điều khác biệt nữa của bộ trao đổi nhiệt là thiết kế rất tiết kiệm không gian và độ bền cao. Người dùng hệ thống được bảo hành lên đến 10 năm đối với bộ trao đổi nhiệt bằng thép không gỉ của Viessmann.

Hình ảnh bộ trao đổi nhiệt Viessmann cho công nghệ ngưng tụ bằng dầu.

Nói một cách đơn giản, bộ trao đổi nhiệt bằng thép không gỉ là bộ phận kết nối giữa buồng đốt và bộ tản nhiệt. Nước nóng đi qua bộ trao đổi nhiệt sẽ được làm nóng bằng nhiệt của khí thải và vận chuyển đến bộ tản nhiệt nhờ sự hỗ trợ của máy bơm. Sau khi ở đi vào bộ tản nhiệt, bộ tản nhiệt làm nóng nước lên và dần dần nguội đi. Sau đó, nước trở lại bộ trao đổi nhiệt dưới dạng nước hồi "mát" và quá trình bắt đầu lại từ đầu.

Vì công nghệ ngưng tụ bằng dầu hoạt động bằng cách ngưng tụ khí thải nên điều cần thiết chính là nước hồi càng mát càng tốt khi chảy ngược lại. Đối với nồi hơi ngưng tụ bằng dầu, nhiệt độ điểm sương là khoảng 49 độ C. Nếu nhiệt độ hồi cao hơn mức này, công nghệ ngưng tụ sẽ không hoạt động. Nếu thấp hơn mức này, khí thải tỏa nhiệt ẩn vào nước hồi và hệ thống sưởi ngưng tụ bằng dầu sẽ hoạt động nhẹ nhàng hơn vì nước đã được đun nóng trước. Một cách đặc biệt hiệu quả để làm mát nước hồi là sử dụng các hệ thống sưởi theo khu vực như hệ thống sưởi dưới sàn hoặc hệ thống sưởi treo tường.

Thông tin quan trọng khi sử dụng công nghệ ngưng tụ bằng dầu

Sự ngưng tụ hơi nước có trong khí thải tạo ra nước ngưng tụ. Mặc dù có chứa thành phần axit, nhưng nước ngưng tụ này vẫn thường được xả vào hệ thống nước thải (không phải các nhà máy xử lý nước thải nhỏ) – với điều kiện là hệ thống thoát nước đó phải chịu được axit. Độ pH có vai trò rất quan trọng ở đây. Độ pH của nước xấp xỉ 7. Giá trị này được coi là trung hòa. Mọi giá trị dưới mức này đều được coi là có tính axit. Giá trị pH của nước ngưng tụ trong dầu thô là từ 1,5 đến 3,5. Cơ sở tính toán được quy định trong Bộ Quy tắc thực hành "DWA-A 251" của Hiệp hội Nước, Nước thải và Rác thải Đức (DWA). Người dùng cũng nên tham khảo ý kiến của hiệp hội chịu trách nhiệm về nước thải đô thị.

Các yếu tố quan trọng khác để xả vào nước thải thông thường là kích thước của nồi hơi ngưng tụ bằng dầu và loại dầu nhiên liệu. Theo quy định, các hệ thống sử dụng công nghệ ngưng tụ bằng dầu và có công suất gia nhiệt định mức dưới 200 kW thì không cần thực hiện nghĩa vụ trung hòa. Tuy nhiên, một số trường hợp yêu cầu phải làm loãng nước ngưng tụ trước khi xả. Những người vẫn sử dụng dầu nhiên liệu tiêu chuẩn luôn phải trung hòa nước ngưng tụ trước khi xả.

Ống hơi cũng phải phù hợp với công nghệ ngưng tụ bằng dầu

Việc vận hành nồi hơi ngưng tụ không chỉ yêu cầu thiết kế hệ thống thoát nước phù hợp mà còn phải đảm bảo rằng hệ thống ống hơi không bị hỏng do nước ngưng tụ. Ngoài ra, hệ thống ống hơi phải chịu được áp suất nhất định mà không bị rò rỉ. Đây là điều cần thiết vì trong quá trình vận hành, cần phải sử dụng quạt để chủ động thổi khí thải đã được làm mát ra ngoài. Ống hơi làm bằng thép không gỉ hoặc nhựa chuyên dụng đã được thử và kiểm định.

Kết hợp công nghệ ngưng tụ bằng dầu với hệ thống nhiệt năng mặt trời

Hình ảnh mái nhà màu đỏ có gắn bộ thu nhiệt năng mặt trời.

Bộ thu nhiệt năng mặt trời Viessmann

Thêm một lý do nên sử dụng công nghệ ngưng tụ bằng dầu là khả năng kết hợp đa dạng. Sự kết hợp với công nghệ năng lượng mặt trời đem lại lợi ích cả về kinh tế và sinh thái. Nguồn năng lượng miễn phí từ mặt trời vẫn không đủ để đun nóng nước sinh hoạt và làm nguồn năng lượng dự trữ cho hệ thống sưởi trung tâm. Khi tiến hành hiện đại hóa, người dùng nên cân nhắc kết hợp hệ thống sưởi hoặc nồi hơi mới với hệ thống nhiệt năng mặt trời.

Với sự hỗ trợ của công nghệ năng lượng mặt trời, người dùng có thêm một nguồn năng lượng để đun nóng nước sinh hoạt và làm nguồn năng lượng dự trữ cho hệ thống sưởi trung tâm. Sự kết hợp này cực kỳ kinh tế vì nồi hơi ngưng tụ bằng dầu sẽ không phải hoạt động chút nào vào một số ngày. Do lượng dầu bị đốt cháy ít hơn nên người dùng hệ thống cũng sẽ giảm bớt gánh nặng lên môi trường, qua đó góp phần tích cực vào việc chống biến đổi khí hậu. Trên hết, sự kết hợp này giúp họ giảm bớt sự phụ thuộc vào nhà cung cấp nhiên liệu.

Trái với nhận định của nhiều người tiêu dùng, hệ thống sưởi hybrid bao gồm công nghệ ngưng tụ bằng dầu và hệ thống nhiệt năng mặt trời có thể sử dụng được trong cả các tòa nhà cũ và các tòa nhà mới. Nếu cân nhắc một số yếu tố thì có thể đáp ứng các yêu cầu của Đạo luật Năng lượng Công trình Đức (GEG).