Van cân bằng tự động PICV là gì

Van cân bằng tự động PICV là gì?

PICV là viết tắt của Pressure Independent Control Valve, đây là một loại van được lắp đặt trong các hệ thống làm lạnh hoặc sưởi ấm dạng hydronic - môi chất dạng nước. Van là sự kết hợp nhiều chức năng trong một thân van duy nhất, giúp tiết kiệm đáng kễ thời gian thiết kế cũng như lắp đặt. Van có hai chức năng chính là duy trì độ chênh áp và kiểm soát lưu lượng trên đường ống. Qua đó giúp ổn định và duy trì nhiệt độ mong muốn, nâng cao hiệu suất và tiết giảm điện năng tiêu thụ.

Van cân bằng tự động PICV trông như thế nào?

Dòng van cân bằng tự động PICV có rất nhiều biến thể, thiết kế của chúng thay đổi khi kích thước van tăng lên nhưng nguyên tắc hoạt động của chúng gần như giống nhau. Chúng ta hãy xem xét ở 1 phiên bản van nhỏ để hiểu về cách thức hoạt động của van.

Tổng thể bên ngoài van bao gồm một thân chính, có đầu vào và đầu ra gắn liền với nó, đây là nơi chất lỏng chảy vào và ra van. Trên thân van có mũi tên thể hiện hướng dòng chảy. Bên cạnh đó chúng ta có hai cổng với 2 màu khác nhau. Không phải tất cả các dòng van cân bằng tự động PICV đều có các cổng này. Hai cổng này giúp ta kết nối với các thiết bị đo để kiểm tra giá trị áp suất nhằm xác minh quy trình hoạt động của van. Màu đỏ tương ứng với áp suất cao và màu xanh là áp suất thấp.

Ở trên cùng, chúng ta có một núm có thể xoay được để điều chỉnh và cài đặt lưu lượng dòng chảy qua van và có một thang chia trên núm để thiết lập chính xác lưu lượng. Ngoài ra còn có một trục trên đỉnh cho phép gắn bộ truyền động để điều khiển từ xa thông qua hệ thống quản lý tòa nhà.

Bên trong van, chúng ta có hai phần chính. Phần trên cùng đóng vai trò giống như van điều khiển để kiểm soát lưu lượng nước qua van, được điều chỉnh dạng thủ công hoặc thông qua bộ truyền động để vận hành từ xa như đã nói ở trên. Phần dưới cùng là bộ điều khiển chênh lệch áp suất, tự động phát hiện và điều chỉnh vị trí của nó khi áp suất đầu vào van thay đổi. 

Ký hiệu của van cân bằng tự động PICV được thể hiện trong các bản vẽ kỹ thuật có dạng như sau:

Van cân bằng tự động PICV được sử dụng ở đâu?

Van cân bằng PICV được sử dụng trong các hệ thống làm lạnh hoặc sưởi ấm dạng hydronic. Các hệ thống này thường được sử dụng trong bệnh viện, trường học, trung tâm thương mại,...

Tại sao phải sử dụng van cân bằng tự động PICV?

Duy trì và ổn định nhiệt độ phòng mong muốn

Trong hệ thống sưởi ấm hoặc làm mát dạng hydronic, có sử dụng các máy bơm giúp tăng áp và tuần hoàn môi chất và các van điều khiển được lắp trên đường cấp hoặc đường hồi của các thiết bị đầu cuối để ổn định lưu lượng nước chạy qua chúng.

Khi máy bơm thay đổi tốc độ dòng chảy sẽ gây ra thay đổi áp suất hệ thống mà các van này không được thiết kế để đáp ứng với sự thay đổi đó nên mất quyền kiểm soát lưu lượng, đồng nghĩa với việc không cung cấp đúng mức lượng nhiệt để sưởi ấm hoặc làm mát. 

Mặt khác, khi van được kết nối với bộ truyền động để kiểm soát nhiệt độ, van sẽ phải liên tục tự điều chỉnh để cố gắng ổn định lưu lượng. Điều này sẽ khiến van hoặc bộ truyền động nhanh chóng bị hỏng.

Để hình dung trực quan hơn sự tương quan giữa áp suất và lưu lượng trong hệ thống chúng tôi đã thể hiện qua hình ảnh minh họa sao.

Hãy xem xét một chiếc bình có một lỗ duy nhất. Mực nước giảm khi nước thoát dần qua lỗ theo đó thì áp suất và tốc độ dòng chảy qua lỗ giảm theo tương ứng.

Điều đang xảy ra ở đây là có sự  biến động độ chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài lỗ và sự chênh lệch áp suất này làm thay đổi tốc độ dòng chảy.

Để đảm bảo tốc độ dòng chảy ra khỏi lỗ không đổi ta cần duy trì độ chênh áp bằng cách đơn giản là đổ lại vào bình cùng một lượng nước thoát ra. Lúc này, ta thấy lượng nước thoát qua lỗ sẽ ổn định. Giờ đây, Việc kiểm soát lượng nước đơn giản bằng cách thay đổi tiết diện cho lỗ. 

Vì vậy, đó là một khái niệm sơ bộ về cách thức hoạt động của van cân bằng tự động PICV. Trong ví dụ này, chúng ta chỉ cần thêm nhiều nước hơn vào bình nếu muốn nâng độ chênh áp, nhưng thực tế, van sẽ sử dụng một cơ chế đặc biệt để đạt được điều đó, đó là bộ điều chỉnh bộ chênh lệch áp suất như phần đầu mà chúng tôi đã đề cập, mà chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết ở phần nguyên lý làm việc của van.

Cân bằng áp rất có ý nghĩa đối với hệ thống sưởi ấm và làm mát. Khi tốc độ dòng chảy được kiểm soát và duy trì mặc dù các máy bơm và van khác đóng hoặc mở. Bằng cách đó chúng ta kiểm soát chính xác nhiệt độ mong muốn. 

Nâng cao hiệu suất, tiết kiệm điện năng

Một lợi ích khác của việc này là duy trì chênh lệch nhiệt độ delta T trong hệ thống sưởi ấm và làm mát. Đó là sự khác biệt về nhiệt độ giữa nước vào và ra hệ thống trao đổi nhiệt.

Lấy một cuộn dây làm mát điển hình cung cấp khả năng làm mát cho không khí đi qua nó. Cuộn dây được cung cấp nước lạnh từ máy làm lạnh trung tâm của nhà máy ở nhiệt độ khoảng 6°C (42,8℉). Sau khi làm mát cho không khí, nước lạnh sẽ rời khỏi cuộn dây ở nhiệt độ khoảng 12℃ (53,6℉). Điều đó mang lại cho chúng ta một delta T là 6 độ (10,8 ℉), đây là delta T lý tưởng. Máy làm lạnh sẽ hoạt động rất hiệu quả ở mức này.

Nhưng khi chúng ta không thể kiểm soát tốc độ dòng chảy trong hệ thống và do đó không thể kiểm soát delta T trên cuộn dây, thì hệ thống có delta T thấp. Nước lạnh có thể thoát ra khỏi cuộn dây ở 9℃ (48,2℉) khiến chúng chênh lệch nhiệt độ chỉ 3℃ (5,4℉), điều này sẽ ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả của thiết bị làm lạnh và cũng tốn nhiều chi phí hơn để vận hành.

Vì vậy, chúng tôi muốn delta T càng lớn càng tốt. Bằng cách sử dụng van cân bằng tự động PICV giúp ta duy trì độ chênh áp và ổn định tốc độ dòng chảy chính xác để đạt được delta T cao.

Van cân bằng tự động PICV hoạt động như thế nào?

Van cân bằng tự động PICV gồm 2 phần chính: van điều khiển và bộ điều chỉnh chênh lệch áp suất. 

Đầu tiên chúng ta xem cơ cấu van điều khiển. Nó hoạt động như một van 2 ngã bình thường, bao gồm 1 lá van hình nón di chuyển lên xuống để tiết lưu dòng lưu chất qua van. Trục xoay lá van được điều chỉnh thủ công hoặc bằng bộ dẫn động (actuator) để đóng mở van. Khi van đóng lại, lượng chất lỏng chảy qua van giảm. Khi van mở ra, tốc độ dòng chảy tăng lên. Vì vậy, miễn là chúng ta có thể duy trì độ chênh áp, chúng ta có thể biết chính xác lưu lượng nước chảy qua theo độ mở của van. 

Tiếp theo, chúng ta hãy xét đến bộ điều khiển chênh lệch áp suất. Van cân bằng tự động PICV sử dụng một cốc nhỏ, được gọi là cửa chớp, di chuyển lên hoặc xuống để cân bằng áp suất cho hệ thống. Cửa chớp nằm đồng tâm với trục dẫn hướng để đảm bảo nó trượt lên và xuống một cách chính xác và được giữ cố định bằng khung đỡ. Lực hướng xuống tác động lên cửa chớp bằng cách sử dụng lò xo bên trong. 

Bên dưới cửa chớp là một màng linh hoạt hoạt động như một màng ngăn giữa áp suất đầu vào (Áp suất cao) và áp suất đầu ra (áp suất thấp). Một khe nhỏ nối giữa khoang mặt dưới của màng với đầu vào áp suất cao. Bằng cách này, khi nước chảy qua van, một phần sẽ chảy vào khe nhỏ này đẩy màng di chuyển lên trên. Điều đó đẩy cửa chớp lên để duy trì chênh lệch áp suất qua van.

Lò xo giúp duy trì độ chênh áp giữa hai bên van và nó thực hiện điều này liên tục và tức thời khi áp suất hệ thống thay đổi. Điều này cho phép tốc độ dòng chảy được duy trì bất kể sự dao động áp suất.

Van cân bằng tự động PICV có thể kiểm soát lượng nước chảy qua thiết bị và các đường ống. Điều này có thể được thực hiện thủ công hoặc thông qua một bộ truyền động. Trong khi đó, bộ điều khiển áp suất sẽ tự động điều chỉnh vị trí của nó khi phát hiện sự dao động của áp suất hệ thống. Bằng cách kết hợp hai chức năng này, cho phép van kiểm soát chính xác lưu lượng qua hệ thống trong điều kiệp áp suất hệ thống luôn thay đổi. Đó chính là chức năng của van cân bằng tự động PICV.

Nguồn: https://theengineeringmindset.com/picvs-explained/

Biên dịch: Huỳnh Công Hữu - Bộ phận Marketing Online

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