Một máy bơm nhiệt hồ bơi được ghi công suất 20 kW không có nghĩa thiết bị tiêu thụ 20 kWh điện trong mỗi giờ. Trong phần lớn bảng thông số Heat Pump, con số này là công suất nhiệt – lượng nhiệt máy có thể truyền vào nước tại một điều kiện thử nhất định.

Tiền điện phải được tính từ công suất điện đầu vào, số giờ máy nén thực sự hoạt động và đơn giá điện. Nếu quá trình gia nhiệt làm máy bơm tuần hoàn phải chạy thêm ngoài lịch lọc bình thường, phần điện phát sinh của máy bơm cũng phải được cộng vào dự toán.

Nhiệt độ không khí, độ ẩm, gió, diện tích mặt nước, bạt phủ và nhiệt độ nước cài đặt tiếp tục làm thay đổi số giờ chạy. Vì vậy, hai hồ có cùng thể tích và dùng cùng một model Heat Pump vẫn có thể tiêu thụ điện rất khác nhau.

Trường hợp công trình chưa xác định được công suất thiết bị, cần xử lý bài toán tải nhiệt trước trong bài Tính Công Suất Heat Pump Hồ Bơi: Tải Nhiệt, COP, Delta T Và Chi Phí Điện. Nội dung dưới đây chỉ tập trung vào bước tiếp theo: chuyển công suất điện và thời gian hoạt động thành kWh và chi phí.

Phân biệt công suất nhiệt và công suất điện của Heat Pump

Catalogue Heat Pump thường trình bày nhiều thông số cùng dùng đơn vị kW. Người lập dự toán cần đọc đúng dòng thông số thay vì chỉ nhìn con số lớn nhất trong bảng.

Công suất nhiệt cho biết khả năng làm nóng nước

Công suất nhiệt thường được ghi là Heating Capacity, Heating Output hoặc “công suất gia nhiệt”. Một số catalogue có cách đặt tên khác, vì vậy cần kiểm tra cả tiêu đề cột, điều kiện thử và quan hệ với COP.

Ví dụ, công suất nhiệt 17 kW có nghĩa tại điều kiện thử đang xét, máy có thể truyền vào nước khoảng 17 kWh nhiệt trong một giờ nếu duy trì mức công suất đó. Thông số này dùng để đánh giá khả năng nâng nhiệt và bù tổn thất, không được nhân trực tiếp với đơn giá điện.

Công suất điện đầu vào mới là cơ sở tính tiền điện

Công suất điện có thể xuất hiện dưới các tên Consumed Power, Input Power, Power Input hoặc Rated Input Power.

Nếu bảng thông số ghi công suất điện đầu vào 2,62 kW và máy duy trì mức tải đó trong một giờ:

Điện năng = 2,62 kW × 1 giờ = 2,62 kWh

Nếu duy trì trong năm giờ:

Điện năng = 2,62 kW × 5 giờ = 13,1 kWh

Cách tính này tương đối trực tiếp với Heat Pump On/Off khi máy nén chạy gần công suất định mức. Với Heat Pump Inverter, công suất điện thay đổi trong chu kỳ nên phải dùng công suất trung bình hoặc số kWh đo thực tế.

Khi xem danh mục máy bơm nhiệt hồ bơi, cần đọc đồng thời công suất nhiệt, công suất điện, COP theo điều kiện thử, lưu lượng nước yêu cầu, nguồn điện và dải nhiệt độ không khí vận hành.

COP liên quan thế nào đến tiền điện?

COP là tỷ lệ giữa công suất nhiệt tạo ra và công suất điện đầu vào:

COP = Công suất nhiệt ÷ Công suất điện

Ví dụ:

• Công suất nhiệt: 20 kW.
• Công suất điện đầu vào: 4 kW.

Khi đó:

COP = 20 ÷ 4 = 5

Tại điều kiện đang xét, máy dùng khoảng 4 kW điện để tạo ra 20 kW nhiệt. Có thể tính ngược:

Công suất điện = Công suất nhiệt ÷ COP

Tuy nhiên, COP không phải con số cố định. Chỉ số này thay đổi theo nhiệt độ và độ ẩm không khí, nhiệt độ nước vào máy, mức tải máy nén, lưu lượng nước, tình trạng dàn bay hơi và chu kỳ phá băng.

Do đó, không nên lấy COP cao nhất trên catalogue để dự toán tiền điện cho cả năm. Cách đọc COP tại tải lớn, tải một phần và từng điều kiện thử được phân tích riêng trong bài COP Của Heat Pump Là Gì? Cách Đọc Hiệu Suất Theo Điều Kiện Thử.

Công thức tính điện năng và tiền điện Heat Pump

Ba công thức chính cần dùng là:

Điện năng Heat Pump = Công suất điện trung bình × Giờ máy nén hoạt động

Tiền điện Heat Pump = Điện năng tiêu thụ × Đơn giá điện

Tổng điện hệ gia nhiệt = Điện Heat Pump + Điện bơm phát sinh + Điện thiết bị phụ

Trong đó:

• Điện năng tính bằng kWh.
• Công suất điện trung bình tính bằng kW.
• Thời gian là số giờ máy nén thực sự hoạt động, không phải toàn bộ thời gian hệ thống được cấp nguồn.

Ví dụ tính tiền điện trong một ngày

Giả sử:

• Công suất điện trung bình: 2,8 kW.
• Máy nén hoạt động: 8 giờ/ngày.
• Đơn giá điện giả định: 3.000 đồng/kWh.

Điện năng mỗi ngày:

2,8 kW × 8 giờ = 22,4 kWh/ngày

Tiền điện mỗi ngày:

22,4 kWh × 3.000 đồng/kWh = 67.200 đồng/ngày

Nếu điều kiện vận hành giữ nguyên trong 30 ngày:

67.200 đồng × 30 = 2.016.000 đồng/tháng

Mức 3.000 đồng/kWh chỉ là giá giả định để minh họa phép tính. Khi lập dự toán, phải thay bằng đơn giá trên hóa đơn hoặc biểu giá thực tế của công trình.

Đối với khách sạn, resort hoặc cơ sở áp dụng biểu giá theo khung giờ, cần tách điện năng ở giờ thấp điểm, bình thường và cao điểm. Một mức giá trung bình có thể làm sai dự toán nếu Heat Pump chủ yếu chạy trong một khung giờ cụ thể.

Được cấp nguồn 12 giờ không có nghĩa máy nén chạy đủ 12 giờ

Trong vận hành cần phân biệt bốn khoảng thời gian:

1. Thời gian tủ điều khiển cho phép hệ thống hoạt động.
2. Thời gian máy bơm tuần hoàn chạy.
3. Thời gian máy nén thực sự hoạt động.
4. Thời gian máy nén chạy ở mức tải cao.

Giả sử hệ thống được lập lịch từ 8 giờ đến 20 giờ, nhưng máy nén chỉ hoạt động tổng cộng bảy giờ vì nước đã đạt nhiệt độ cài đặt hoặc máy giảm tải.

Tỷ lệ máy nén hoạt động là:

7 giờ ÷ 12 giờ = 58,3%

Trong trường hợp này, không được lấy công suất điện định mức nhân đủ 12 giờ.

Với Heat Pump On/Off

Máy On/Off thường chạy gần mức công suất điện định mức khi máy nén hoạt động và dừng khi đạt nhiệt độ cài đặt.

Ví dụ, máy dùng 4 kW điện và máy nén chạy sáu giờ:

4 kW × 6 giờ = 24 kWh/ngày

Với Heat Pump Inverter

Heat Pump Inverter thay đổi tốc độ máy nén theo tải. Khi nước còn lạnh, máy có thể chạy gần công suất lớn nhất; khi tiến gần nhiệt độ cài đặt, công suất điện thường giảm.

Công thức vẫn là:

Điện năng = Công suất điện trung bình × Thời gian máy nén hoạt động

Không nên áp dụng một “hệ số tải chuẩn” cho mọi máy và mọi mùa. Trước khi có dữ liệu đo, chỉ nên lập nhiều kịch bản từ dải công suất điện trong catalogue, thời gian chạy dự kiến và điều kiện công trình. Sau khi lắp đặt, công tơ kWh riêng là dữ liệu đáng tin cậy hơn.

Thời tiết làm thay đổi tiền điện như thế nào?

Heat Pump thu nhiệt từ không khí rồi truyền sang dòng nước hồ. Khi không khí ấm và điều kiện thu nhiệt thuận lợi, máy thường có công suất nhiệt và COP tốt hơn. Khi trời lạnh, cùng một máy có thể đưa vào nước ít nhiệt hơn dù công suất điện đầu vào ở tải cao không giảm nhiều.

Catalogue Power World cho thấy rõ sự thay đổi này ở model PW040-KZXYC-B – Inverter Quiet Series:

Các dải thông số thể hiện quá trình điều chỉnh tải của máy Inverter. Ở đầu tải cao, khi nhiệt độ không khí giảm từ 27°C xuống 15°C, công suất nhiệt giảm từ khoảng 17 kW xuống 13 kW, trong khi công suất điện chỉ giảm từ khoảng 2,62 kW xuống 2,58 kW.

Điều này giải thích vì sao tiền điện mùa lạnh thường tăng chủ yếu do máy phải chạy lâu hơn để bù cùng một tải nhiệt, không nhất thiết vì công suất điện tức thời tăng mạnh.

Khi không khí lạnh và ẩm, dàn bay hơi còn có thể đóng băng. Chu kỳ phá băng làm quá trình truyền nhiệt vào hồ tạm thời bị gián đoạn hoặc giảm, trong khi hệ thống vẫn tiêu thụ điện.

Gió và việc để hở mặt nước tiếp tục làm tăng bay hơi. Bạt phủ không làm Heat Pump mạnh hơn, nhưng giảm lượng nhiệt máy phải bù và từ đó giảm số giờ vận hành.

Phân tích đầy đủ về nhiệt độ, độ ẩm và phá băng nằm trong bài Nhiệt Độ Không Khí Và Độ Ẩm Ảnh Hưởng Đến Công Suất Heat Pump Thế Nào?. Việc chia lịch chạy theo ban ngày, ban đêm và giá điện được xử lý riêng trong bài Nên Chạy Heat Pump Ban Ngày Hay Ban Đêm?.

Phải tách điện nâng nhiệt ban đầu và điện giữ nhiệt

Giai đoạn nâng toàn bộ khối nước từ nhiệt độ ban đầu lên nhiệt độ sử dụng thường cần nhiều năng lượng hơn một ngày giữ nhiệt thông thường.

Nhiệt lượng lý thuyết cần để tăng nhiệt nước được tính gần đúng:

Nhiệt lượng = 1,163 × Thể tích hồ × Mức tăng nhiệt

Trong đó:

• Nhiệt lượng tính bằng kWh nhiệt.
• Thể tích hồ tính bằng m³.
• Mức tăng nhiệt tính bằng °C.
• 1,163 là năng lượng gần đúng để tăng 1 m³ nước thêm 1°C.

Ví dụ hồ 50 m³ cần tăng 5°C

Giả sử:

• Thể tích hồ: 50 m³.
• Nhiệt độ ban đầu: 24°C.
• Nhiệt độ mục tiêu: 29°C.
• COP trung bình giả định trong giai đoạn nâng nhiệt: 5.
• Giá điện minh họa: 3.000 đồng/kWh.

Nhiệt lượng lý thuyết:

1,163 × 50 × 5 = 290,75 kWh nhiệt

Điện năng lý thuyết:

290,75 ÷ 5 = 58,15 kWh điện

Tiền điện lý thuyết:

58,15 × 3.000 = 174.450 đồng

Kết quả này chưa tính nhiệt thất thoát trong thời gian gia nhiệt, điện máy bơm tuần hoàn, chu kỳ phá băng, tổn thất đường ống và sự thay đổi COP. Điện năng thực tế vì vậy có thể cao hơn.

Công thức trên dùng để tách chi phí nâng nhiệt ban đầu, không phải công thức hoàn chỉnh để chọn model Heat Pump. Quan hệ giữa tải nhiệt, thời gian chạy và việc chọn máy quá lớn hoặc quá nhỏ được trình bày trong bài Heat Pump Quá Lớn Hoặc Quá Nhỏ: Hệ Quả Với Điện Năng Và Thời Gian Chạy.

Lập ba kịch bản thay vì dùng một con số duy nhất

Khi chưa có số liệu đo, nên lập ít nhất ba kịch bản: điều kiện thuận lợi, điều kiện trung bình và điều kiện bất lợi.

Bảng sau chỉ minh họa phép tính. Công suất trung bình và số giờ chạy là giả định ngân sách, không phải dự báo cho một thể tích hồ cụ thể hoặc cam kết của nhà sản xuất.

Sự chênh lệch đến từ cả công suất điện trung bình và số giờ máy nén hoạt động. Không thể suy ra hai dữ liệu này chỉ từ thể tích hồ.

Đừng bỏ sót điện máy bơm tuần hoàn

Heat Pump chỉ truyền nhiệt khi có dòng nước đi qua bộ trao đổi nhiệt. Nếu lịch gia nhiệt kéo dài hơn lịch lọc thông thường, phần điện máy bơm chạy thêm phải được cộng vào chi phí.

Giả sử:

• Bơm lọc vốn chạy 8 giờ/ngày.
• Khi dùng Heat Pump, bơm phải chạy 12 giờ/ngày.
• Công suất điện của bơm: 1,5 kW.
• Giá điện minh họa: 3.000 đồng/kWh.

Thời gian phát sinh:

12 giờ − 8 giờ = 4 giờ/ngày

Điện bơm phát sinh:

1,5 kW × 4 giờ = 6 kWh/ngày

Tiền điện bơm trong 30 ngày:

6 × 3.000 × 30 = 540.000 đồng/tháng

Trong ví dụ này, nếu chỉ tính điện Heat Pump, dự toán sẽ thiếu 540.000 đồng mỗi tháng.

Chỉ cộng phần thời gian bơm chạy thêm do yêu cầu gia nhiệt. Không cộng lại số giờ bơm vốn đã phải chạy để đáp ứng lịch lọc nước.

Vì sao điện thực tế có thể cao hơn dự toán?

Khi số kWh đo được cao hơn dự kiến, cần kiểm tra điều kiện vận hành trước khi kết luận Heat Pump hỏng.

Nhiệt độ cài đặt và bạt phủ

Nước càng nóng so với môi trường, tốc độ mất nhiệt càng lớn. Hồ duy trì 32°C không thể dùng chung bảng dự toán với hồ duy trì 28–29°C.

Nếu mặt nước để hở khi không sử dụng, bay hơi và gió làm tăng lượng nhiệt phải bù. Với hồ ngoài trời, bạt phủ thường tác động đến số giờ chạy rõ hơn một chênh lệch nhỏ về COP giữa hai model gần nhau.

Lưu lượng nước qua Heat Pump

Bình lọc bẩn, giỏ lọc rác đầy, van Bypass đặt sai hoặc bơm không đạt lưu lượng thực tế có thể làm lượng nhiệt truyền từ bộ trao đổi nhiệt vào dòng nước giảm. Máy có thể nóng nước chậm, báo lỗi Flow hoặc kéo dài thời gian hoạt động.

Lưu lượng cao hơn mức cần thiết cũng làm tổn thất áp suất tăng. Nếu phải tăng tốc độ bơm để duy trì lưu lượng, điện máy bơm có thể tăng.

Trước khi thay bơm lớn hơn, cần kiểm tra bình lọc, van, đường ống và điểm làm việc thực tế của hệ thống.

Dàn bay hơi ngoài trời bị cản gió

Máy đặt quá sát tường, mái che quá thấp hoặc luồng khí lạnh thổi ra quay lại cửa hút sẽ làm điều kiện thu nhiệt xấu đi. Dàn bay hơi bám bụi, lá cây hoặc bị che kín cũng có thể làm công suất nhiệt giảm.

Khoảng thoát gió phải được đối chiếu với hướng dẫn lắp đặt của đúng model, không dùng một khoảng cách chung cho mọi máy.

Cảm biến và chênh nhiệt nước vào-ra

Nếu cảm biến đọc thấp hơn nhiệt độ thực, máy có thể chạy lâu hơn cần thiết. Nếu đọc cao hơn, máy dừng sớm dù nước hồ chưa đủ ấm.

Chênh nhiệt nước vào-ra thấp có thể xuất hiện khi lưu lượng cao, máy đang giảm tải, công suất nhiệt thấp hoặc hai cảm biến có sai lệch. Chênh nhiệt quá cao thường cần kiểm tra khả năng thiếu lưu lượng.

Không nên kết luận hiệu suất chỉ bằng cách sờ tay vào đường ống. Cần dùng hai cảm biến có sai số tương đương và đọc kết quả cùng với lưu lượng, công suất điện và trạng thái máy nén.

Cách kiểm tra điện năng sau khi lắp đặt

Sau khi hệ thống vận hành, công tơ điện riêng cho Heat Pump là cách trực tiếp nhất để hiệu chỉnh dự toán.

Cần theo dõi qua nhiều ngày, bao gồm giai đoạn nâng nhiệt ban đầu, giai đoạn giữ nhiệt và ít nhất một số điều kiện thời tiết khác nhau.

Không nên kết luận từ một ngày duy nhất. Giai đoạn nâng nhiệt ban đầu và giai đoạn giữ nhiệt có tải hoàn toàn khác nhau.

Mức tiêu thụ cần được kiểm tra khi điện năng tăng rõ dù thời tiết và lịch sử dụng không thay đổi, máy chạy lâu nhưng nước tăng nhiệt chậm, thường xuyên báo lỗi Flow, dàn bay hơi đóng băng bất thường hoặc cảm biến lệch nhiều so với nhiệt kế độc lập.

Trình tự kiểm tra nên bắt đầu từ phía nước và điều kiện lắp đặt trước khi can thiệp vào mạch lạnh hoặc máy nén.

Dữ liệu cần có để dự toán gần thực tế

Đối với hồ trong nhà, cần bổ sung nhiệt độ và độ ẩm không khí trong phòng. Đối với hồ sân thượng hoặc ngoài trời trống gió, không được dự toán chỉ theo thể tích.

Câu hỏi thường gặp

Heat Pump 20 kW có tiêu thụ 20 kWh điện mỗi giờ không?

Thông thường không. Con số 20 kW thường là công suất nhiệt. Cần tìm dòng Consumed Power hoặc Input Power để xác định công suất điện đầu vào.

Heat Pump Inverter ghi 3,3 kW có phải lúc nào cũng dùng 3,3 kWh mỗi giờ?

Không. Đây có thể là công suất tại tải lớn. Khi chỉ giữ nhiệt, máy có thể giảm tải. Điện năng chính xác cần được đo bằng công tơ kWh.

Tại sao trời lạnh tiền điện tăng dù công suất điện gần như không đổi?

Vì công suất nhiệt và COP giảm. Máy tạo ra ít nhiệt hơn từ lượng điện gần tương đương nên phải chạy lâu hơn.

Có thể dùng COP trên catalogue để tính tiền điện cả năm không?

Không nên. COP được công bố tại điều kiện thử cụ thể, trong khi nhiệt độ, độ ẩm, nhiệt độ nước và mức tải thay đổi theo giờ và theo mùa.

Bạt phủ có giúp giảm tiền điện không?

Có thể, đặc biệt với hồ ngoài trời. Bạt hạn chế bay hơi và giảm lượng nhiệt thoát qua mặt nước. Mức giảm thực tế phụ thuộc diện tích hồ, gió, nhiệt độ nước và thời gian phủ.

Có cần cộng điện máy bơm vào chi phí Heat Pump không?

Có, nếu quá trình gia nhiệt khiến bơm phải chạy thêm ngoài lịch lọc bình thường. Chỉ cộng phần điện phát sinh.

Kết luận

Cách tính tiền điện Heat Pump hồ bơi phải bắt đầu từ công suất điện đầu vào, không phải công suất nhiệt ghi lớn nhất trên catalogue.

Ba công thức cần nhớ là:

Điện năng Heat Pump = Công suất điện trung bình × Giờ máy nén hoạt động

Tiền điện Heat Pump = Điện năng tiêu thụ × Đơn giá điện

Tổng điện hệ gia nhiệt = Điện Heat Pump + Điện bơm phát sinh + Điện thiết bị phụ

Số giờ chạy còn phụ thuộc nhiệt độ và độ ẩm không khí, gió, bạt phủ, nhiệt độ nước cài đặt, lưu lượng tuần hoàn và mức độ phù hợp của công suất máy. Vì vậy, dự toán nên có nhiều kịch bản và phải được hiệu chỉnh bằng công tơ điện sau khi hệ thống đi vào vận hành.

Người đọc cần xem tổng thể các giải pháp gia nhiệt, làm mát, giữ nhiệt và vận hành có thể trở lại trung tâm kiến thức Nhiệt & Môi Trường của Smartpool.vn.

Cần dự toán điện Heat Pump cho một hồ cụ thể?

Gửi cho Smartpool.vn các dữ liệu chính:

• Kích thước, thể tích và diện tích mặt nước.
• Địa điểm công trình; hồ trong nhà hay ngoài trời.
• Nhiệt độ nước hiện tại và nhiệt độ yêu cầu.
• Thời điểm hồ phải sẵn sàng sử dụng.
• Tình trạng bạt phủ.
• Model Heat Pump dự kiến.
• Công suất bơm và lịch chạy hệ lọc.
• Ảnh phòng máy hoặc sơ đồ đường ống nếu đã thi công.

Hotline Kỹ sư trưởng: 0976.389.743

Dữ liệu sẽ được dùng để tách chi phí nâng nhiệt ban đầu, chi phí giữ nhiệt, điện Heat Pump và điện máy bơm tuần hoàn phát sinh.

Nguồn kỹ thuật tham khảo: Power World Swimming Pool Heat Pump Catalogue 2023, Inverter Quiet Series, model PW040-KZXYC-B; thông số được đọc theo đúng điều kiện thử của nhà sản xuất.