Bơm nhiệt công nghiệp đo được 160°C trên bệ thử, chưa chứng minh thay thế lò than

Bệ thử bơm nhiệt công nghiệp nhiệt độ cao đã phân tích hơi công nghệ ở mức tối đa 160°C và nước nóng có áp suất. Đây là phạm vi đo của bệ thử, không phải kết quả vận hành cho thấy thiết bị thương mại đã thay thế lò hơi đốt than.

Viện Hệ thống Năng lượng Mặt trời Fraunhofer (Fraunhofer ISE) ngày 7 tháng 10 cho biết đã phân tích hoạt động ở nhiệt độ cao của bơm nhiệt dùng trong quy trình công nghiệp tại bệ thử phòng thí nghiệm thuộc dự án FernWP. Bệ thử là thiết bị dùng để khảo sát thiết kế và điều kiện vận hành của bơm nhiệt.

Nghiên cứu xem xét việc cung cấp ổn định hơi công nghệ hoặc nước nóng có áp suất khi nhiệt độ nguồn nhiệt, tải và phương thức vận hành thay đổi, chứ không chỉ tập trung vào nhiệt độ tối đa. Fraunhofer ISE cho biết chỉ tăng kích thước các bộ phận vốn dùng cho điều hòa không khí hoặc tòa nhà là chưa đủ; cần thiết kế đồng bộ nguồn nhiệt, môi chất lạnh, bộ trao đổi nhiệt, đường ống và hệ thống điều khiển.

Các thử nghiệm tập trung vào bơm nhiệt sử dụng butan làm môi chất lạnh. Do butan dễ cháy, an toàn và điều kiện lắp đặt cũng nằm trong phạm vi xem xét. Viện cho biết dữ liệu đo có thể giúp nhà sản xuất và đơn vị phát triển bộ trao đổi nhiệt thiết kế linh kiện phù hợp với nhiệt độ cao, công suất lớn và chế độ vận hành biến đổi.

Mức 160°C của bệ thử lần này và số liệu trong một nghiên cứu trước đó là hai thông tin khác nhau. Bài báo về bệ thử n-butane do nhóm nghiên cứu, trong đó có Sebastian Benkert, công bố nêu mức tối đa 120°C và công suất nhiệt tối đa 125kWth tùy theo nhiệt độ nguồn nhiệt. Nghiên cứu đánh giá việc gia nhiệt nước có áp suất và vận hành với hơi ẩm, hơi khô. Những số liệu này không thể được xem là kết quả hiệu năng của bệ thử được công bố năm 2026.

Nhiệt dùng trong quy trình công nghiệp có yêu cầu về nhiệt độ, áp suất và tải khác nhau tùy từng quy trình. Vì vậy, chỉ dựa vào nhiệt độ đo tối đa trên bệ thử thì chưa thể đánh giá khả năng ứng dụng tại nhà máy thực tế hoặc hiệu quả kinh tế. Thông báo lần này không đưa ra hệ số hiệu quả (COP), chi phí lắp đặt, chi phí so với than hay mức giảm phát thải của bơm nhiệt.

Riêng từ năm 2023, Fraunhofer ISE đang theo dõi 5 bơm nhiệt quy mô lớn trong mạng lưới sưởi ấm khu vực. Đây là dữ liệu vận hành từ các hệ thống sưởi thực tế, tách biệt với nghiên cứu bệ thử nhiệt độ cao cho công nghiệp. Không thể gộp hai kết quả này để diễn giải thành thành tích thương mại của bơm nhiệt công nghiệp.

Dự án IndHP2Chem về tích hợp bơm nhiệt nhiệt độ cao vào quy trình hóa chất được triển khai từ tháng 9 năm 2024 đến tháng 8 năm 2028. Fraunhofer ISE dự kiến phân tích hiệu suất, hiệu quả kinh tế và các điều kiện tích hợp thiết bị trong khuôn khổ dự án.