Van cân bằng cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Mục đích của van cân bằng là để cân bằng tổn thất áp suất giữa các nhánh hoặc giữa các FCU, tránh hiện tượng giàn có nước giàn không hoặc giàn nước áp lực thấp, giàn áp lực cao. Ở một chừng mực nào đó, các FCU ở sơ đồ hồi ngược là tương đương như nhau. Còn khi dùng van cân bằng, bạn có thể hồi trực tiếp và dùng chính van này để căn chỉnh. Van cân bằng tay thì phải có kinh nghiệm để điều chỉnh, van cân bằng tự động thì điều chỉnh dễ dàng hơn.

A – Công dụng van cân bằng

Để điều chỉnh lưu lượng và áp lực (cân bằng thủy lực) trên hệ thống phân phối, hệ thống nóng và hệ thống lạnh trung tâm, có tác dụng điều chỉnh lưu lượng, áp lực (Van cân bằng thuỷ lực). Van này giúp chúng ta đo và cài đặt lưu lượng, áp lực theo ý muốn (theo thiết kế).
Van đo và điều chỉnh lưu lượng, áp suất để cân bằng thuỷ lực giữa các nhánh trong hệ thống. Van đo và điều chỉnh lưu lượng, áp lực và giúp chúng ta tính toán lưu lượng và tổn thất áp suất, giúp cài đặt giá trị của các nhánh trong hệ thống giúp cân bằng thủy lực dễ dàng.
Các van này được lắp đặt ở đường cung cấp hoặc đường trở về trong hệ thống.

So sánh hiệu quả sử dụng giữa van cân bằng cơ và van cân bằng tự động

I – Van cân bằng cơ – Tổn thất áp cao và chi phí mua van lớn.

Dùng van cân bằng cơ tại các tầng và các nhánh cần lắp thêm các loại van khác nên làm tổn thất áp cao và làm tăng thêm chi phí lắp van bổ sung.

II – Van cân bằng tự động – Tổng thất áp thấp và chi phí mua van ít

Khi lắp van cân bằng tự động sẽ không cần lắp van các loại van khác giữa các tầng, tại các tầng và các nhánh mà chỉ cần lắp van tự động tại các unit cuối do vậy tổn thất áp là rất thấp và giảm được chi phí về van.

B – Chi phí lao động

I – Van cân bằng cơ

Van cân bằng cơ cần những cán bộ và công nhân có kỹ thuật và kinh nghiệm để điều chỉnh hoặc cân bằng hàng trăm chiếc van cân bằng cơ trong hệ thống theo quy mô của bộ giàn lạnh FCU hoặc AHU. Việc này đòi hỏi tốn rất nhiều nhân lực và rất khó để có thể cân bằng một cách chính xác các van.

II – Van cân bằng tự động

Van cân bằng tự động chính xác và đáng tin cậy hơn nhiều so với van cân bằng cơ lại không phải điều chỉnh do vậy không mất chi phí cân chỉnh van.

C – Chi phí vận hành

I – Van cân bằng cơ – Chi phí vận hành cao ở mức công suất tối đa
Với sự phức tạp và rất khó điều chỉnh van cân bằng cơ nên thường gây ra lưu lượng quá tải trong hệ thống ống dẫn từ đó làm tăng chi phí điện năng cho bơm nước làm lạnh.
II – Van cân bằng tự động – Chi phí vận hành thấp ở mức công suất tối đa
Van cân bằng hoạt động ở mức lưu lượng được thiết kế phù hợp do vậy chi phí điện năng cho bơm nước làm lạnh sẽ ở mức tối thiểu.

D – Hiệu suất hoạt động

I – Van cân bằng cơ – Chi phí vận hành cao khi không sử dụng hết công suất -High operating cost at partial load
Khi một phần hệ thống hoạt động với áp suất cao hơn sẽ gây ra sự vượt quá lưu lượng ở phần còn lại đang mở của hệ thống.
II – Van cân bằng tự động – Chi phí vận hành thấp mặc dù hoạt động không hết công suất – Low operating cost at partial load
Nếu hoạt động chỉ một phần công suất sẽ gây ra áp suất trên hệ thống cao hơn. Khi đó van cân bằng tự động sẽ tự định vị cho phù hợp với lưu lượng đã thiết kế do đó chi phí tiền điện hoạt động bơm làm lạnh sẽ ở mức tối thiểu.

E – Lưu lượng trong hệ thống ống dẫn

I – Van cân bằng cơ – overflow to the circuits that might cause underflow to the other circuits
Một số nhà thiết kế xem van cân bằng là không quan trọng bởi vì vẫn có van kiểm soát nhiệt độ để điều tiết lưu lượng trong hệ thống ống dẫn. Nhưng trong trường hợp một vài khu vực công suất thiết kế thấp hơn công suất thực tế ( do điều kiện thiết kế như vật liệu xây dựng, thiết bị điện hoặc diện tích lớn hơn dữ liệu thiết kế) kết quả là nhiệt độ phòng sẽ luôn cao hơn ngưỡng cài đặt do vậy van kiểm soát nhiệt độ sẽ vẫn luôn mở mọi lúc điều đó sẽ gây ra sự vượt quá lưu lượng trong hệ thống ống. Điều đó sẽ gây ra hiện tượng những đoạn ống khác sẽ không đủ lưu lượng do vậy sẽ ảnh hưởng đến công suất của hệ thống điều hòa ở các khu vực khác.
II – Van cân bằng tự động – Automatic Balancing Valves would always protect overflow
Van cân bằng tự động sẽ luôn đảm bảo không có hiện tượng lưu lượng vượt quá trong trường hợp bất kỳ khu vực nào mà ở đó công suất thiết kế thấp hơn công suất thực tế do vậy sẽ không ảnh hưởng đến công suất của hệ thống điều hòa ở các khu vực khác.

So sánh giữa van cân bằng tự động và van cân bằng tay

Van cân bằng tự động:

• Mỗi van cần độ chênh áp khoảng 15 đến 30 KPa để hoạt động (cao hơn đoạn đầu máy bơm)
• Không thể thay đổi ống đệm trong điều kiện đang hoạt động
• Đôi khi những van này hình dáng như Lọc Y. Dễ bám cặn, dẫn đến tình trạng lưu lượng qua van không chính xác
. Khó kiểm tra chênh áp, không có chức năng đóng
• Không thể điều chỉnh nhiệt độ
• Ít khả năng để cân bằng hệ thống
• Không cần máy đo lưu lượng
* Chi phí mua van cao

Van cân bằng bằng tay:

• Chỉ áp dụng độ chênh áp để cân bằng thủy lực
• Có thể điều chỉnh
• Không bám cặn
• Có thể kiểm tra độ chênh áp
• Có chức năng Mở, xả, đóng
* Chi phí mua van thấp (TIM JSC sẽ hỗ trợ cân chỉnh van miễn phí nếu sử dụng van cân bằng Oventrop – Germany)

NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA VAN CÂN BẰNG TỰ ĐỘNG

• Tự động cân bằng lưu lượng
• Độ chính xác cao hơn
• Đáng tin cậy hơn
• Chi phí đầu tư thấp
• Chi phí vận hành hệ thống thấp
• Tiết kiệm thời gian
• Linh hoạt có thể bổ sung hoặc loại bỏ thiết bị đầu cuối ( terminal units) mà không cần phải cân bằng lại hệ thống.
• Tiết kiệm năng lượng