Ưu nhược điểm các dòng van cân bằng

Van cân bằng là gì?

Những ai đã làm việc trong ngành kỹ thuật thì cụm từ HVAC chắc chắn được nhắc đến thường xuyên, đây là các từ viết tắt: Heating Ventilation Air Control, là các hệ thống làm nhiệm vụ thông gió và và điều hòa nhiệt độ không khí cho các tòa nhà, văn phòng, bệnh viện, trường học, mà hệ thống đơn giản nhất mà ta dễ dàng bắt gặp đó là các máy điều hòa dân dụng, chúng mang lại sự mát mẽ, tiện nghi và thoải mái cho gia đình trong những ngày hè oi bức.

Để duy trì và điều chỉnh nhiệt độ phòng ổn định, nâng cao hiệu suất và tiết giảm điện năng tiêu thụ cho hệ thống HVAC , một thiết bị nhỏ được lắp trên đường hồi của các dàn lạnh, đó là các van cân bằng.

Vậy van cân bằng là gì? Có vai trò như thế nào trong hệ thống HVAC ? Phân loại và ưu nhược điểm của các dòng van cân bằng hiện nay? Chúng tôi trình bày chi tiết qua bài viết sau.

Hệ thống HVAC có sử dụng van cân bằng PICV

Trước tiên ta cần tìm hiểu nguyên lý làm việc của hệ thống HVAC

Hệ thống điều hòa không khí là một phần của hệ thống HVAC, chúng sử dụng môi chất lạnh làm chất chuyên chở nhiệt lượng từ phòng - lấy từ dàn lạnh và thải ra môi trường bên ngoài-qua dàn nóng. Dưới tác dụng của bơm nén, môi chất lạnh di chuyển tuần hoàn và khép kín trong hệ thống để điều chỉnh và duy trì nhiệt độ phòng mong muốn. Bản chất của việc tăng hoặc giảm nhiệt độ phòng khi ta tác động lên remote điều khiển đồng nghĩa với việc tăng hoặc giảm dòng môi chất qua các dàn lạnh.

Nguyên lý làm việc của máy điều hòa không khí

Đối với các hệ thống điều hòa trung tâm, thường được sử dụng cho các trung tâm thương mại, bệnh viện, trường học thì cấu hình hệ thống thường sử một bơm nén công suất lớn để đưa môi chất lạnh đến nhiều dàn lạnh, được lắp tại nhiều vị trí khác nhau.

Máy điều hòa không khí trung tâm

Điều này tương tự như việc bơm cấp nước cho tòa nhà có nhiều phòng. Dễ dàng thấy rằng, những phòng ở vị trí gần bơm sẽ nhận được lưu lượng nước lớn hơn các khu vực nằm xa bơm, tương tự đối với hệ thống HVAC là các phòng hoặc các dàn lạnh gần bơm nén sẽ nhận được dòng môi chất lạnh lớn làm nhiệt độ xuống thấp , trong khi đó các phòng có vị trí xa bơm, nhận được lượng môi chất lạnh ít nên có nhiệt độ cao hơn. Bên cạnh đó, do nhu cầu nhiệt khác nhau, mỗi người dùng sẽ điều chỉnh nhiệt độ phòng thông qua việc tăng/giảm/bật /tắt điều hòa , điều này cũng gây nên sự dao động lưu lượng trên hệ thống.

Mất cân bằng áp ở hệ thống HVAC khi chưa lắp văn cân bằng

Sự mất kiểm soát về áp suất và lưu lượng trong hệ thống HVAC gây nên những bất lợi sau:

• Không thể điều chỉnh nhiệt độ phòng mong muốn, lúc quá nóng  lúc quá lạnh gây cảm giác khó chịu và ảnh hưỡng đến sức khỏe người dùng.
• Hiệu suất trao đổi nhiệt thấp, đặc biệt là các vị trí gần bơm nén gây thất thoát và lãng phí điện năng.
• Phát sinh độ ồn cao tại những vị trí nhận được dòng môi chất lạnh lớn.
• Cần lắp bơm nén công suất lớn gây tốn kém chi phí và tiêu tốn điện năng

Do đó việc ổn định dòng chảy môi chất lạnh đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát chính xác nhiệt độ phòng, tránh lãnh phí điện năng, mang lại sự thoải mái tiện nghi cho người sử dụng. Đây là lý đo van cân bằng được sử dụng trong hệ thống HVAC.

Áp suất đã được cân bằng sau khi lắp van

Mục đích sử dụng van cân bằng là duy trì độ chênh áp trước và sau dàn lạnh, qua đó giúp ổn định dòng môi chất bất kể sự dao động của lưu lượng và áp suất trên hệ thống

Ưu nhược điểm các dòng van cân bằng trong hệ thống HVAC hiện nay

Các dòng van cân bằng được phát triển và cải tiến từ loại đơn giản nhất đó là van cân bằng cơ hay còn được gọi là van cân bằng tĩnh hoặc van cân bằng thủ công cho đến các dòn van cân bằng tự động có sử dụng cartridges để điều chỉnh lưu lượng , độ chênh áp và cuối cùng là van PICV (Pressure Independent Control Valve) dòng van tích hợp 3 chức năng trong 1: bộ điều chỉnh áp suất tự động, van cân bằng và van hai ngã.

Chúng tôi sẽ phân tích các ưu nhược điểm của từng dòng van nêu trên, qua đó đề xuất dòng van cân bằng tối ưu nhất cho hệ thống HVAC được khuyên dùng bởi các kỹ sư nhiều năm kinh nghiệm.

Van cân bằng tĩnh (Static balance valve)

Hay còn được gọi là van cân bằng cơ hoặc van cân bằng thủ công, có cấu tạo đơn giản và hoạt động như một thiết bị chặn dòng để thiết lập độ chênh áp mong muốn. Van thường được lắp ở đường ống hồi của dàn lạnh và sử dụng kết hợp với van 2 ngã lắp phía trước dàn lạnh để điều tiết dòng dòng lưu chất.

Van cân bằng tĩnh

Nhược điểm

Nhược điểm của dòng van cân bằng tĩnh là không duy trì được độ chênh áp cài đặt ban đầu khi áp suất hệ thống thay đổi hoặc khi cân chỉnh bất kỳ 1 van nào trong hệ thống sẽ ảnh hưởng đến các van còn lại. Do đó người vận hành phải thiết lập lại độ chênh áp cho từng van khi có sự thay đổi về áp suất và lưu lượng. Đới với hệ càng nhiều van thì càng tốn nhiều thời gian và công sức.

Van cân bằng động (Dynamic balance valve)

Van cân bằng động được phát triển để thay thế van cân bằng cơ, bằng cách lắp thêm một bộ phận gọi là "bộ điều chỉnh áp suất chênh lệch" hay còn gọi là Catridges, giúp van duy trì độ chênh áp cài đặt , qua đó duy trì lưu lượng ngay cả khi áp suất hệ thống thay đổi.

Van cân bằng động

Nhược điểm

Mỗi loại catridges có lưu lượng và áp suất hoạt động giới hạn. Do đó khi lưu lượng hệ thống cần điều chỉnh vượt ngưỡng thì phải mua loại catridges mới hoặc mua van mới có kích thước lớn hơn. Gây nên sự bất tiện và tốn kém chi phí

Van PICV (Pressure Independent Control Valve)

PICV là viết tắt của cụm từ "Pressure Independent Control Valve", là dòng van  cân bằng thông minh được sử dụng thay thế cho tất cả các dòng van nêu trên nhằm loại bỏ một số hạn chế và tăng cường khả năng kiểm soát, linh hoạt và tiết kiệm điện năng cho hệ thống.

Van PICV

Uu điểm van PICV:

• Van PICV là loại van 3 trong 1 , tất cả chức năng của van cân bằng, bộ điều chỉnh áp suất và van 2 chiều được tích hợp vào một thân van duy nhất. Giúp cho việc lắp đặt dễ dàng hơn rất nhiều và loại bỏ hoàn toàn nhu cầu sử dụng cartridges.
• Van PICV có thể hoạt động với độ chênh áp tối đa lên đến 6 bar và lưu lượng điều chỉnh lên đến 4800 lít/h nên nó có thể được áp dụng cho hầu hết các điểm hoạt động trong tòa nhà.
• Điều chỉnh lưu lượng thủ công hoặc tự động bằng bộ dẫn động điện lắp trên thân van. Thiết bị này được kết nối với các sensor nhiệt độ để tùy chỉnh nhiệt độ mong muốn.
• Cài đặt lưu lượng tối đa cho van dễ dàng qua núm xoay tay, ngay cả khi van đã trang bị bộ dẫn động điện.

So sánh giữa van cân bằng tĩnh, van cân bằng động và van PICV

So Sánh	Van cân bằng cơ	Van cân bằng tự động	Van PICV
Chọn kích cỡ	Bình thường	Khó	Dễ
Lắp đặt	Bình thường	Khó	Dễ
Cần có van cân bằng ở nhánh chính	Cần thiết	Không cần thiết	Không cần thiết
Vận hành	Khó điều chỉnh sự cân bằng và tốn thời gian	Tự cân bằng	Tự cân bằng
Tháo mở các bộ phận	Khó	Dễ	Dễ
Điều chỉnh lưu lượng nước sau khi vận hành	Khó	Cần mua catridge mới	Dễ
Khả năng nâng cấp	Mua van mới	Cần mua catridge mới	Dễ
Khả năng bảo dưỡng	Phải điều chỉnh sự cân bằng nước	Không cần điều chỉnh sự cân bằng nước	Không cần điều chỉnh sự cân bằng nước
Tràn nước, đầy tải	Có	Không	Không
Tràn nước, bán tải	Cao hơn mức đầy tải	Có	Không
Cần cột áp của bơm	Cao	Trung bình	Thấp

Kết luận

Các ưu điểm của dòng van PICV như đã mô tả cho thấy lý do tại sao loại van thông minh này có thể thay thế các loại van kiểu cũ. Giúp các nhà thầu dễ dàng lắp đặt van mà không cần phải thay đổi lưu lượng nhiều lần. Hơn nữa,van PICV dễ dàng sử dụng, cũng như nâng công suất cho hệ thống HVAC trong tương lai mà không cần điều chỉnh lại tất cả các van trong tòa nhà.

VAN CÂN BẰNG TỰ ĐỘNG PICV OVENTROP Xuất xứ: Đức Oventrop là nhà sản xuất van cân bằng tự động PICV hàng đầu thế giới, có lịch sử phát hơn 170 năm và sản phẩm van cân bằng PICV Oventrop đang được sử dụng rộng rãi trên 80 quốc gia.  Sản phẩm sử dụng vật liệu chuẩn cao, thiết kế sáng tạo với chức năng cài đặt lưu lượng tối đa cho van bằng núm xoay tay ngay cả khi van đã lắp bộ atuator, Dễ dàng truy cập ở mọi vị trí lắp đặt khi cần hiệu chỉnh hoặc thiết lập lại thông số hoạt động cho van. Chi tiết