Điều hòa 2 chiều sưởi ấm căn phòng bằng cách nào?

Khi nói đến điều hòa, nhiều người mặc định nghĩ tới một thiết bị:

“Lấy nhiệt trong phòng rồi thải ra ngoài để làm mát.”

Điều đó đúng với chế độ lạnh.

Nhưng với điều hòa 2 chiều, hệ thống còn có thể làm điều ngược lại:

Lấy nhiệt từ ngoài trời rồi chuyển vào trong phòng để sưởi ấm.

Nói cách khác, điều hòa 2 chiều không “đốt điện để tạo nhiệt” theo cách của quạt sưởi.

Nó hoạt động giống một máy bơm nhiệt – Heat Pump.

Khi làm lạnh, điều hòa đưa nhiệt từ trong nhà ra ngoài

Ở chế độ Cool, quá trình khá quen thuộc:

• dàn lạnh hấp thụ nhiệt trong phòng;

• môi chất lạnh mang nhiệt tới dàn nóng;

• dàn nóng thải nhiệt ra ngoài trời.

Có thể hiểu đơn giản:

Trong nhà → nhiệt → ngoài trời

Nhờ đó, nhiệt độ phòng giảm xuống.

Khi sưởi, chiều vận chuyển nhiệt được đảo ngược

Khi chuyển sang chế độ Heat, điều hòa 2 chiều thay đổi hướng hoạt động của chu trình lạnh.

Lúc này:

• dàn nóng ngoài trời trở thành nơi hấp thụ nhiệt;

• môi chất lạnh mang nhiệt vào nhà;

• dàn lạnh trong phòng trở thành nơi thải nhiệt.

Quá trình lúc này là:

Ngoài trời → nhiệt → trong phòng

Đó là lý do chỉ với cùng một hệ thống:

• mùa hè có thể làm lạnh;

• mùa đông có thể sưởi ấm.

Ngoài trời lạnh như vậy thì còn nhiệt để lấy ở đâu?

Đây là câu hỏi rất phổ biến.

Khi ngoài trời 10°C, chúng ta cảm thấy lạnh.

Nhưng không khí 10°C không có nghĩa là không còn nhiệt.

Về mặt vật lý, chỉ khi nhiệt độ tiến tới độ không tuyệt đối thì vật chất mới gần như không còn năng lượng nhiệt.

Vì vậy, ở:

• 15°C;

• 10°C;

• 5°C;

• thậm chí thấp hơn;

không khí ngoài trời vẫn chứa nhiệt.

Điều hòa sử dụng môi chất lạnh có nhiệt độ và áp suất phù hợp để hấp thụ phần nhiệt đó.

Dàn nóng mùa đông thực ra lại đang “lấy nhiệt”

Tên gọi “dàn nóng” dễ gây hiểu nhầm.

Trong chế độ lạnh:

• dàn ngoài trời đúng là nơi thải nhiệt.

Nhưng trong chế độ sưởi:

• dàn ngoài trời lại hấp thụ nhiệt.

Vì vậy, gọi chính xác hơn theo kỹ thuật là:

• dàn ngoài trời;

• dàn trong nhà.

Bởi nhiệm vụ nóng – lạnh của hai dàn có thể đảo ngược tùy chế độ.

Van đảo chiều giúp thay đổi vai trò của hai dàn

Một trong những bộ phận quan trọng của điều hòa 2 chiều là:

van đảo chiều – 4-way valve

Van này thay đổi hướng đi của môi chất lạnh trong hệ thống.

Nhờ đó:

Ở chế độ Cool

• dàn trong nhà: bay hơi, hấp thụ nhiệt;

• dàn ngoài trời: ngưng tụ, thải nhiệt.

Ở chế độ Heat

• dàn ngoài trời: bay hơi, hấp thụ nhiệt;

• dàn trong nhà: ngưng tụ, thải nhiệt.

Đây chính là “chìa khóa” giúp một hệ thống lạnh có thể hoạt động theo hai chiều.

Tại sao dàn lạnh trong phòng lại thổi ra khí nóng?

Trong chế độ sưởi, môi chất lạnh sau khi được máy nén nén lên:

• có nhiệt độ cao;

• đi tới dàn trong nhà.

Quạt dàn lạnh thổi không khí phòng qua bề mặt dàn.

Không khí nhận nhiệt từ môi chất rồi được thổi trở lại phòng.

Do đó, luồng gió từ dàn lạnh trở nên ấm.

Có thể hiểu:

Điều hòa không tạo gió nóng bằng dây điện trở, mà dùng dàn trao đổi nhiệt để truyền nhiệt vào không khí phòng.

Máy nén vẫn là bộ phận trung tâm

Dù làm lạnh hay sưởi, máy nén vẫn có nhiệm vụ:

• hút môi chất;

• nén lên áp suất cao;

• tạo điều kiện để môi chất tuần hoàn và trao đổi nhiệt.

Trong chế độ Heat, máy nén giúp “nâng” mức năng lượng của dòng môi chất để nhiệt có thể được chuyển từ ngoài trời vào trong nhà.

Vì vậy:

Máy nén là trái tim của quá trình bơm nhiệt.

Điều hòa 2 chiều khác quạt sưởi điện ở bản chất nào?

Quạt sưởi điện trở thường hoạt động theo nguyên lý:

Điện → nhiệt

Điều hòa 2 chiều hoạt động theo nguyên lý:

Điện → vận hành máy nén/quạt → vận chuyển nhiệt từ ngoài vào trong

Đây là khác biệt rất lớn.

Điện không chỉ biến trực tiếp thành nhiệt.

Nó được dùng để bơm nhiệt từ một nơi sang nơi khác.

Chính vì vậy, hệ thống Heat Pump có thể đạt hiệu quả sưởi cao.

Vì sao điều hòa 2 chiều có thể sưởi hiệu quả?

Hiệu quả nằm ở chỗ:

• hệ thống không phải tạo ra toàn bộ nhiệt từ điện;

• một phần lớn nhiệt được lấy từ môi trường ngoài trời.

Có thể hình dung như:

Điện là năng lượng dùng để “vận chuyển nhiệt”, chứ không phải toàn bộ lượng nhiệt cuối cùng mà căn phòng nhận được.

Đây là lý do Heat Pump được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống sưởi hiện đại.

Nhưng càng lạnh thì lấy nhiệt ngoài trời càng khó

Mặc dù ngoài trời lạnh vẫn còn nhiệt, nhưng khi nhiệt độ giảm:

• lượng nhiệt dễ lấy ra giảm;

• chênh lệch làm việc của hệ thống lớn hơn;

• áp suất vận hành thay đổi;

• hiệu suất có thể giảm.

Vì vậy, điều hòa có thể phải:

• tăng công suất máy nén;

• vận hành lâu hơn;

• thực hiện xả băng.

Do đó:

Khả năng sưởi của điều hòa phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ ngoài trời.

Tại sao dàn nóng có thể bị đóng băng khi sưởi?

Trong chế độ Heat, dàn ngoài trời đang hấp thụ nhiệt.

Bề mặt dàn có thể trở nên rất lạnh.

Nếu:

• nhiệt độ ngoài trời thấp;

• độ ẩm cao;

hơi nước trong không khí có thể:

• ngưng tụ;

• rồi đóng băng trên dàn.

Lớp băng này cản trở trao đổi nhiệt.

Do đó, máy phải thực hiện chu kỳ:

Defrost – xả băng

Đây là hiện tượng bình thường của Heat Pump trong một số điều kiện lạnh ẩm.

Vì sao đang sưởi thì máy có lúc dừng thổi nóng?

Có thể do máy đang Defrost.

Trong giai đoạn này:

• hệ thống tạm thời đảo chu trình;

• dùng nhiệt để làm tan băng ở dàn ngoài trời.

Dàn trong nhà có thể:

• giảm gió;

• dừng quạt;

• hoặc không thổi nóng trong vài phút.

Người dùng dễ hiểu nhầm:

“Máy bị lỗi.”

Nhưng trong nhiều trường hợp đây chỉ là chu trình bảo vệ và duy trì khả năng sưởi.

Vì sao dàn nóng có thể chảy nước vào mùa đông?

Khi xả băng:

• băng trên dàn ngoài trời tan;

• nước chảy xuống.

Ngoài ra, quá trình trao đổi nhiệt cũng có thể tạo nước ngưng.

Vì vậy:

Dàn ngoài trời chảy nước khi sưởi có thể là hiện tượng hoàn toàn bình thường.

Điều quan trọng là vị trí lắp đặt phải:

• thoát nước tốt;

• không gây đọng;

• không ảnh hưởng khu vực bên dưới.

Điều hòa sưởi có làm khô không khí không?

Điều hòa Heat không khử ẩm theo cách giống chế độ Cool.

Ở chế độ lạnh:

• dàn trong nhà lạnh;

• hơi nước có thể ngưng tụ.

Ở chế độ sưởi:

• dàn trong nhà nóng;

• không có quá trình ngưng tụ ẩm tương tự.

Tuy nhiên, khi không khí được làm nóng:

• độ ẩm tương đối có thể giảm;

• người dùng có thể cảm thấy khô hơn.

Do đó:

Cảm giác khô khi sưởi không nhất thiết có nghĩa hơi nước đã bị lấy ra khỏi phòng.

Gió nóng có xu hướng bay lên

Không khí nóng nhẹ hơn không khí lạnh.

Vì vậy, khi sưởi:

• khí nóng có xu hướng tích tụ gần trần;

• phần gần sàn có thể lạnh hơn.

Đây là lý do hướng gió trong chế độ Heat rất quan trọng.

Thường nên:

hướng gió xuống thấp hơn để phân phối nhiệt tốt hơn.

Tại sao chế độ Heat thường không thổi gió ngay khi mới bật?

Nếu vừa khởi động, dàn trong nhà chưa đủ nóng.

Nếu quạt thổi ngay:

• người dùng sẽ cảm thấy một luồng gió lạnh khó chịu.

Vì vậy nhiều máy có chức năng:

Hot Start / Anti Cold Draft

Máy chờ dàn đủ ấm rồi mới tăng quạt.

Đây là tính năng nhằm cải thiện trải nghiệm, không phải lỗi máy.

Điều hòa 2 chiều vẫn cần chọn đúng công suất

Nếu máy thiếu công suất sưởi:

• phòng ấm chậm;

• máy chạy cao liên tục;

• khó đạt nhiệt độ cài khi ngoài trời lạnh.

Nếu quá lớn:

• chi phí mua cao hơn;

• khả năng vận hành ở tải thấp có thể không tối ưu trong một số điều kiện.

Vì vậy:

Chọn công suất cho điều hòa 2 chiều vẫn phải dựa vào tải nhiệt của căn phòng.

Nhưng lúc này cần nghĩ cả:

• tải lạnh mùa hè;

• tải sưởi mùa đông.

Phòng mất nhiệt mùa đông qua những đâu?

Khi sưởi, nhiệt trong phòng liên tục thoát ra qua:

• tường;

• kính;

• mái;

• khe cửa;

• thông gió.

Căn phòng càng:

• nhiều kính;

• hở;

• cách nhiệt kém;

thì điều hòa càng phải bơm nhiều nhiệt vào để duy trì nhiệt độ.

Đây chính là bài toán ngược lại của tải lạnh mùa hè.

Một căn phòng cách nhiệt tốt sẽ sưởi dễ hơn

Nếu:

• cửa kín;

• kính tốt;

• tường/mái ít truyền nhiệt;

nhiệt được giữ lại lâu hơn.

Điều hòa:

• ít phải chạy cao;

• nhiệt độ ổn định hơn;

• điện năng có cơ hội giảm.

Vì vậy:

Hiệu quả sưởi không chỉ nằm ở chiếc máy, mà còn nằm ở chính căn phòng.

Có phải điều hòa 2 chiều nào cũng sưởi tốt như nhau?

Không.

Khác biệt có thể nằm ở:

• công suất sưởi;

• dải vận hành;

• máy nén;

• dàn trao đổi nhiệt;

• thuật toán Defrost;

• nhiệt độ ngoài trời cho phép;

• khả năng duy trì công suất khi trời lạnh.

Vì vậy, khi chọn máy 2 chiều:

Không nên chỉ nhìn công suất lạnh mùa hè.

Cần đọc cả thông số sưởi.

Người dùng nên hiểu chế độ Heat theo cách nào?

Có thể nhớ bằng một hình ảnh rất đơn giản:

Mùa hè

Điều hòa:

Bơm nhiệt từ trong nhà ra ngoài.

Mùa đông

Điều hòa:

Bơm nhiệt từ ngoài trời vào trong nhà.

Đó chính là bản chất của điều hòa 2 chiều.

Chỉ cần nhớ

Điều hòa 2 chiều sưởi ấm không phải bằng cách:

đốt điện để tạo nhiệt.

Nó sử dụng chu trình Heat Pump:

Lấy nhiệt ngoài trời → dùng môi chất vận chuyển → đưa nhiệt vào phòng.

Nhờ van đảo chiều, vai trò của:

• dàn trong nhà;

• dàn ngoài trời;

được đảo ngược so với chế độ làm lạnh.

Vì vậy:

Một chiếc điều hòa 2 chiều thực chất là một máy bơm nhiệt có thể vận chuyển nhiệt theo hai hướng.

Hiểu được điều này sẽ giúp chúng ta hiểu tiếp rất nhiều câu hỏi:

• vì sao sưởi bằng điều hòa có thể tiết kiệm điện;

• vì sao trời càng lạnh máy càng khó sưởi;

• Defrost là gì;

• vì sao dàn nóng chảy nước;

• và tại sao 1 kWh điện không đồng nghĩa chỉ tạo được 1 kWh nhiệt.

Tìm hiểu thêm

Nếu muốn hiểu sâu hơn về điều hòa 2 chiều và sưởi mùa đông, bạn có thể đọc thêm:

• Vì sao sưởi bằng điều hòa khác máy sưởi điện?

• Heat Pump là gì – vì sao 1 kWh điện có thể vận chuyển nhiều hơn 1 kWh nhiệt?

• Công suất sưởi và công suất điện khác nhau thế nào?

• Trời càng lạnh điều hòa sưởi có càng tốn điện không?

• Defrost là gì – tại sao đang sưởi máy lại dừng?

• Vì sao dàn nóng điều hòa chảy nước hoặc có hơi trắng khi sưởi?

• Vì sao gió điều hòa sưởi lúc mới bật chưa nóng ngay?

• Cài điều hòa sưởi 22°C, 24°C hay 28°C có gì khác?

• Điều hòa 2 chiều và máy sưởi điện – khi nào nên dùng loại nào?

• Nhà ở Hà Nội có nên mua điều hòa 2 chiều không?

• Nguyên lý hoạt động của điều hoà.