Van cân bằng động: Cấu tạo, nguyên lý và cách lắp đúng kỹ thuật

Van cân bằng động đúng như tên gọi có nguyên lý vận hành tự động hoàn toàn, giúp duy trì lưu lượng ổn định trong đường ống, ngay cả khi áp suất biến động. Vậy cụ thể van cân bằng tự động là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động có gì khác van cân bằng tĩnh? Cách lắp đặt van như thế nào chính xác, đúng kỹ thuật. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Van cân bằng động là gì?

Van cân bằng động hay còn gọi là van cân bằng tự động, tiếng Anh là Dynamic Balancing Valve. Đây là thiết bị được dùng để tự động duy trì lưu lượng ổn định trong đường ống, kể cả trong điều kiện áp suất thay đổi. Hệ thống ứng dụng van chủ yếu HVAC, Chiller hoặc hệ thống tuần hoàn nước…

Van cân bằng động – Dynamic Balancing Valve

So với van cân bằng tĩnh điều khiển thủ công, van cân bằng động vận hành tự động hoàn toàn nhờ bộ phận điều tiết bên trong. Cụ thể, khi chênh áp tăng, van sẽ tự thu hẹp tiết diện dòng chảy. Ngược lại, khi chênh áp giảm, van sẽ tự động mở để giữ lưu lượng ở mức cài đặt ban đầu. 

Chức năng chính của van cân bằng động

Trong các hệ thống, tương tự các dòng van cân bằng khác, van cân bằng động giúp hệ thống luôn phân phối đúng lưu lượng đến từng nhánh, dù áp suất biến động. Cụ thể, van cân bằng động có các chức năng chính như sau:

• Cân bằng lưu lượng giữa các nhánh trong đường ống, đảm bảo các nhánh nhận đúng lưu lượng, hạn chế tình trạng nhánh gần thừa, nhánh xa lại thiếu.
• Tự động bù thay đổi áp suất, khi chênh áp tăng van thu hẹp tiết diện, khi chênh áp giảm vạn tự mở rộng.
• Ổn định hoạt động của FCU và AHU để thiết bị đạt được đúng công suất và duy trì nhiệt độ đồng đều.
• Giúp hệ thống giảm tiếng ồn và rung động, hạn chế tình trạng vận tốc dòng chảy quá cao hoặc áp suất tăng đột ngột vượt ngưỡng cho phép.
• Tiết kiệm năng lượng cho hệ thống nhờ giảm lưu lượng dư thừa.
• Giảm thời gian cân chỉnh hệ thống thủ công như dạng tĩnh, cần điều chỉnh khi tải hệ

Chi tiết cấu tạo nhận diện van cân bằng tự động

Van cân bằng tự động được thiết kế đặc biệt hơn dạng van cân bằng tĩnh, cụ thể gồm các bộ phận chính như sau:

Cấu tạo van cân bằng động

• Thân van: được làm bằng đồng, inox, gang có độ bền, chịu nhiệt, chịu áp lực cao. Nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận bên trong và liên kết với đường ống thông qua 2 dạng nối ren hoặc nối bích.
• Cơ cấu điều chỉnh: chức năng điều chỉnh tiết diện dòng chảy và thường được thiết kế 2 loại cơ cấu điều chỉnh là piston di chuyển lên xuống để thay đổi tiết diện và màng chắn để điều chỉnh dòng chảy. Cơ cấu này sẽ được điều khiển bởi tín hiệu từ cảm biến lưu lượng.
• Cảm biến lưu lượng: được dùng để đo lưu lượng nước đi qua van và được sản xuất đa dạng các loại
• Lò xo: chất liệu inox đàn hồi tốt và bền bỉ. Nhiệm vụ tạo lực phản hồi để điều chỉnh vị trí của piston hoặc màng van giúp lưu lượng được duy trì ổn định.

Cách thức vận hành của van cân bằng động

Nguyên lý hoạt động van cân bằng động

Van cân bằng động hoạt động dựa trên sự chênh áp và điều khiển tự động của bộ điều tiết bên trong van thông qua cảm biến lưu lượng để duy trì lưu lượng ổn định ở mức cài đặt. Toàn bộ quá trình vận hành của van cân bằng động diễn ra tự động hoàn toàn.  Cụ thể:

• Khi áp suất hoặc chênh áp tăng, lực tác động lên cơ cấu điều chỉnh piston và màng van lớn. Lúc này, cảm biến lưu lượng sẽ nhận tín hiệu và đo lường lưu lượng thực tế với mức cài đặt. Khi phát hiện lưu lượng cao hơn cài đặt, bộ điều tiết sẽ dịch chuyển để thu hẹp tiết diện dòng chảy, hạn chế lưu lượng đi qua van, ngăn tình trạng tăng quá mức.
• Khi áp suất hoặc chênh áp giảm, lò xo đàn hồi sẽ tự động đẩy bộ điều tiết theo chiều ngược lại. Kết quả làm tăng tiết diện lưu lượng, cho lưu chất đi qua van.

Ưu điểm nổi bật của Dynamic Balancing Valve

• Tự động cân bằng lưu lượng, có thể tự điều chỉnh tiết diện dòng chảy để giữ lưu lượng gần với giá trị thiết kế.
• Tự động phản ứng với sự thay đổi áp suất của hệ thống, tốc độ nhanh, không cần căn chỉnh thủ công nhiều lần.
• Hỗ trợ tiết kiệm năng lượng, hạn chế dư thừa và giúp thiết bị hoạt động đúng công suất.
• Rút ngắn thời gian chạy thử nghiệm và đưa vào sử dụng chính thức vì không phụ thuộc vào việc điều chỉnh thủ công tại từng nhánh.
• Kiểm soát dòng chảy tốt, hạn chế các hiện tượng bất thường trong quá trình vận hành.
• Độ chính xác cao, có khả năng duy trì lưu lượng nước ổn định, trong khoảng ±5% so với lưu lượng thiết kế.  
• Ứng dụng linh hoạt trong hầu hết các hệ thống: HVAC, tuần hoàn nước nóng, hệ thống chiller…

Van cân bằng động được ứng dụng ở đâu?

Ứng dụng van cân bằng tự động trong hệ thống

Hiện nay, van cân bằng động được ưu tiên sử dụng trong khá nhiều hệ thống, đặc biệt là hệ thống có sự thay đổi thường xuyên về lưu lượng và áp suất. Một số ứng dụng điển hình có thể kể đến như sau:

• Trong hệ thống điều hòa trung tâm HVAC được lắp đặt tại các nhánh cấp nước lạnh hoặc nước nóng cho FCU, AHU và các thiết bị trao đổi nhiệt.
• Trong hệ thống Chiller được lắp tại các nhánh đường ống nước lạnh, cụm thiết bị đầu cuối hoặc từng khu vực sử dụng. 
• Trong hệ thống nước nóng tuần hoàn tại các khách sạn, bệnh viên, chung cư, tòa nhà văn phòng… giúp phân phối nước nóng đến từng tầng, từng khu vực,, nhanh sử dụng.
• Trong hệ thống cấp nước và tuần hoàn công nghiệp.
• Trong hệ thống sưởi sử dụng nước nóng giúp duy trì lưu lượng qua bộ tản nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt.

Hướng dẫn lắp đặt van cân bằng tự động chính xác

Để van cân bằng động vận hành hiệu quả, duy trì lưu lượng ổn định, giảm tổn thất áp suất, cần tuân thủ hướng dẫn lắp đặt dưới đây:

Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ, vệ sinh đường ống

Đầu tiên, trước khi lắp đặt van cần chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ, thiết bị như sau:

• Cơ lê, mỏ lết, bulong, đai ốc, mặt bích, băng tan.
• Thiết bị hàn điểm, hàn kín.
• Van cân bằng động đúng kích cỡ, chất liệu, model, áp suất. Kiểm tra thông số của van để đảm bảo chính xác. Đồng thời, kiểm tra tổng quan bên ngoài xem van có bị móp méo, hư hỏng không.

Tiếp theo, tiến hành vệ sinh, làm sạch hệ thống đường ống để loại bỏ cặn bẩn, rác thải, tạp chất… 

Bước 2: Xác định vị trí lắp đặt

Thông thường, trong các hệ thống van cân bằng động sẽ được bố trí tại các vị trí: 

• Nhánh cấp nước cho FCU, AHU.
• Nhánh hồi của thiết bị trao đổi nhiệt. 
• Đầu vào và đầu ra của từng khu vực.
• Nhánh nước nóng hoặc nước lạnh của hệ thống tuần hoàn… 

Yêu cầu cơ bản của vị trí lắp đặt dễ tiếp cận để lắp đặt, có đủ không gian để thao tác khi vận hành và không để ngập nước, van đập mạnh.

Bước 3: Lắp đặt van

Lắp đặt van cân bằng tự động vào hệ thống

Xác định chiều dòng chảy được đúc trên thân van và đưa van vào vị trí cần lắp sao cho chiều mũi tên trùng với chiều của dòng chảy. Chi tiết cách lắp đặt tùy thuộc vào loại van, cụ thể:

• Van cân bằng động nối ren

Cách lắp đặt đơn giản, chỉ cần kiểm tra ren của van và đường ống có khớp nhau không. Tiếp đến, dùng băng tan quấn quanh phần ren và lắp hai phần ren vào nhau. Lưu ý cần dùng lực vừa phải để làm chặt, tránh hỏng ren, cháy ren.

• Van cân bằng động lắp bích

Với dạng lắp bích, cách lắp phức tạp hơn. Trước hết, cần hàn mặt bích vào đường ống nếu đường ống chưa có sẵn mặt bích. Sau đó, đưa van vào vị trí lắp đặ, căn chỉnh hai mặt bích và chèn các bulong, đai ốc vào các lỗ trên mặt bích. Cuối cùng, siết bulong theo trục đối xứng, dùng lực đều tay để tránh cong vênh mặt bích.

Bước 4: Cài đặt lưu lượng thiết kế

Sau khi đã hoàn thành việc lắp đặt van vào đường ống, tiến hành điều chỉnh van theo lưu lượng yêu cầu của từng nhanh.

Bước 5: Chạy thử nghiệm

Kiểm tra một lần nữa các vị trí lắp đặt, tiến hành mở van khóa cho hệ thống vận hành. Nếu van vận hành ổn định, tự động duy trì lưu lượng ổn định khi chênh áp, có thể đưa vào hoạt động chính thức.

Xem thêm Top 5 model van cân bằng tĩnh uy tín

Lưu ý quan trọng khi lắp đặt van cân bằng động

Trong quá trình lắp đặt, để chắc chắn lắp đặt chính xác, van hoạt động hiệu quả, cần lưu ý các vấn đề dưới đây:

• Lắp đúng chiều dòng chảy, tránh lắp ngược sẽ làm sai kết quả đo chênh áp, van hoạt động không ổn định và không duy trì lưu lượng.
• Vệ sinh sạch sẽ đường ống trước khi lắp van vào hệ thống để tránh cặn bẩn làm kẹt piston, màng van.
• Phía trước van nên lắp lọc y để loại bỏ bớt cặn bẩn, tạp chất của lưu chất trước khi đi qua van.
• Nên chọn vị trí lắp đặt có không gian đủ rộng để điều chỉnh lưu lượng, kiểm tra và bảo trì. Không lắp van sát tường, trần, khó thao tác.
• Có thể lắp van theo phương thẳng đứng hoặc nằm ngang, tùy thuộc kết cấu và nhu cầu của hệ thống.
• Khi cài đặt lưu lượng cần cài đặt theo đúng lưu lượng yêu cầu của FCU, AHU, thiết bị trao đổi nhiệt hoặc từng nhánh đường ống. 
• Không tự ý tháo bộ điều tiết vì đã được hiệu chính theo thiết kế của nhà sản xuất. Việc tháo lắp sai có thể làm mất khả năng duy trì lưu lượng của van.

Hy vọng bài viết trên đây của chúng tôi sẽ giúp quý khách hiểu rõ về van cân bằng động cùng hướng dẫn lắp đặt đúng kỹ thuật, chính xác. Đừng quên cập nhật trang web https://tuanhungphat.vn/ của Tuấn Hưng phát thường xuyên để cập nhật thêm nhiều thông tin hữu ích khác nhé.