Trong hệ thống HVAC, việc lựa chọn van cân bằng động không nên chỉ dựa vào kích thước đường ống. Một van có cùng DN với đường ống chưa chắc đã phù hợp nếu lưu lượng thiết kế hoặc dải chênh áp không nằm trong vùng làm việc của van.Vì vậy, để chọn van cân bằng động đúng lưu lượng, người thiết kế và kỹ thuật viên cần xem xét đồng thời nhiều yếu tố như lưu lượng yêu cầu, chênh áp, kích thước kết nối, điều kiện vận hành và đặc tính của từng model.Bài viết dưới đây sẽ trình bày những tiêu chí quan trọng giúp lựa chọn van phù hợp cho hệ HVAC, Chiller, AHU và FCU.

Vì sao phải chọn van cân bằng động theo lưu lượng?

Chức năng chính của van cân bằng động là duy trì lưu lượng ở mức thiết kế khi chênh áp trong hệ thống thay đổi trong phạm vi cho phép.Nếu chọn van quá lớn so với lưu lượng yêu cầu, van có thể hoạt động ngoài vùng tối ưu hoặc khả năng điều tiết không đạt hiệu quả như mong muốn.Ngược lại, nếu chọn van quá nhỏ, lưu lượng yêu cầu có thể vượt quá khả năng của van, dẫn đến thiếu nước tại thiết bị sử dụng.Điều này đặc biệt quan trọng đối với các coil của AHU và FCU vì lưu lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng trao đổi nhiệt.Do đó, lưu lượng thiết kế nên được xem là một trong những thông số đầu tiên khi lựa chọn van cân bằng động.

Bước 1: Xác định lưu lượng thiết kế

Trước khi chọn van, cần xác định lưu lượng nước yêu cầu tại nhánh hoặc thiết bị mà van sẽ kiểm soát.Trong hệ HVAC, lưu lượng thường được xác định từ tải nhiệt của thiết bị.Có thể sử dụng công thức:Q = P / (ρ × Cp × ΔT)Trong đó:

• Q là lưu lượng nước.
• P là công suất trao đổi nhiệt.
• ρ là khối lượng riêng của nước.
• Cp là nhiệt dung riêng của nước.
• ΔT là chênh lệch nhiệt độ nước cấp và nước hồi.

Trong thực tế, lưu lượng thiết kế của AHU hoặc FCU thường đã được nhà thiết kế thể hiện trên bản vẽ hoặc bảng thông số kỹ thuật.Ví dụ, nếu một FCU yêu cầu lưu lượng nước lạnh 0,8 m³/h thì van cân bằng động cần có dải lưu lượng bao phủ giá trị này.Không nên mặc định rằng đường ống DN20 thì bắt buộc phải chọn van DN20 mà chưa kiểm tra dải lưu lượng thực tế.

Bước 2: Kiểm tra dải lưu lượng của van

Mỗi model van cân bằng động thường được nhà sản xuất công bố một dải lưu lượng hoạt động nhất định.Ví dụ, một model có thể phù hợp với dải:0,4 – 1,2 m³/hNếu lưu lượng thiết kế của nhánh là 0,8 m³/h thì model này có thể nằm trong phạm vi lựa chọn.Tuy nhiên, nếu hệ thống yêu cầu 1,8 m³/h thì cần chuyển sang model có khả năng đáp ứng lưu lượng lớn hơn.Đây là lý do không nên chọn van chỉ dựa vào DN.Hai van cùng kích thước DN20 nhưng sử dụng cartridge hoặc cơ cấu điều tiết khác nhau có thể có dải lưu lượng hoàn toàn khác nhau.

Bước 3: Xác định chênh áp làm việc

Ngoài lưu lượng, chênh áp qua van là thông số rất quan trọng.Van cân bằng động chỉ có khả năng duy trì lưu lượng tương đối ổn định khi chênh áp nằm trong dải làm việc mà nhà sản xuất quy định.Nếu chênh áp thấp hơn giá trị tối thiểu, van có thể không đủ điều kiện để duy trì lưu lượng thiết kế.Ngược lại, nếu chênh áp vượt quá giới hạn cho phép, van có thể hoạt động không đúng thiết kế hoặc gây ra những vấn đề như tiếng ồn, vận tốc dòng chảy cao và tăng tổn thất năng lượng.Vì vậy, khi lựa chọn cần kiểm tra:

• Chênh áp tối thiểu qua van.
• Chênh áp tối đa cho phép.
• Chênh áp dự kiến tại vị trí lắp đặt.
• Điều kiện vận hành khi tải hệ thống thay đổi.

Đối với hệ thống sử dụng bơm biến tần, việc kiểm soát chênh áp toàn mạng cũng cần được tính toán đồng bộ với van cân bằng.

Bước 4: Không chọn van chỉ theo kích thước đường ống

Một lỗi tương đối phổ biến là lựa chọn van theo nguyên tắc:Ống DN25 → chọn van DN25.Cách chọn này thuận tiện nhưng chưa đủ cơ sở kỹ thuật.Trong một số trường hợp, lưu lượng thiết kế nhỏ hơn nhiều so với khả năng của van cùng kích thước đường ống. Khi đó, có thể cần xem xét model khác hoặc giảm kích thước van nếu thiết kế và tiêu chuẩn cho phép.Ngược lại, nếu lưu lượng lớn, cần kiểm tra khả năng đáp ứng của van trước khi quyết định kích thước.Thứ tự lựa chọn hợp lý nên là:Lưu lượng → chênh áp → dải hoạt động của van → kích thước kết nối.Sau đó mới kiểm tra các yếu tố phụ khác.

Bước 5: Kiểm tra áp suất và nhiệt độ làm việc

Van cân bằng động phải đáp ứng được điều kiện áp suất và nhiệt độ của hệ thống.Các thông số cần quan tâm gồm:

• Áp suất làm việc tối đa.
• Nhiệt độ môi chất.
• Loại môi chất sử dụng.
• Áp suất thử.
• Cấp áp suất của hệ thống.

Đối với hệ nước lạnh HVAC, nhiệt độ thường không quá cao nhưng vẫn cần kiểm tra giới hạn của gioăng, bộ phận làm kín và vật liệu thân van.Nếu sử dụng cho nước nóng hoặc môi chất đặc biệt, yêu cầu này càng quan trọng.

Bước 6: Lựa chọn vật liệu thân van

Vật liệu van cần phù hợp với môi trường làm việc và kích thước hệ thống.Các vật liệu thường gặp gồm:

• Đồng.
• Đồng thau.
• Gang.
• Gang cầu.
• Một số loại hợp kim khác.

Đối với các kích thước nhỏ sử dụng cho FCU, van thân đồng hoặc đồng thau khá phổ biến.Ở những hệ thống có đường kính lớn hơn, van thân gang hoặc gang cầu có thể được sử dụng tùy theo thiết kế của nhà sản xuất.Ngoài thân van, cũng cần chú ý đến vật liệu gioăng và các chi tiết bên trong tiếp xúc trực tiếp với lưu chất.

Xem thêm: Van cân bằng động là gì? Cấu tạo, nguyên lý và ứng dụng thực tế

Bước 7: Chọn kiểu kết nối phù hợp

Van cân bằng động thường có các kiểu kết nối như:Nối ren:
Phù hợp với các đường ống kích thước nhỏ, thường gặp tại FCU hoặc một số nhánh AHU.Nối mặt bích:
Thường được sử dụng với kích thước lớn hoặc tại các hệ thống yêu cầu khả năng lắp đặt, tháo lắp và chịu áp tốt.Việc chọn đúng kiểu kết nối giúp quá trình thi công thuận tiện hơn và hạn chế phải sử dụng quá nhiều phụ kiện chuyển đổi.

Ví dụ cách chọn van cân bằng động

Giả sử một FCU có các thông số thiết kế:

• Lưu lượng nước: 0,9 m³/h.
• Đường ống: DN20.
• Áp suất hệ thống nằm trong giới hạn của van.
• Chênh áp dự kiến qua van: nằm trong vùng hoạt động mà nhà sản xuất yêu cầu.

Khi đó, cần tìm model van có dải lưu lượng chứa giá trị 0,9 m³/h.Sau khi xác định được model phù hợp về lưu lượng, tiếp tục kiểm tra:

• Dải chênh áp.
• Kết nối DN20.
• Áp suất làm việc.
• Nhiệt độ.
• Vật liệu.
• Không gian lắp đặt.

Nếu tất cả thông số đều phù hợp thì mới có thể lựa chọn model đó cho hệ thống.

Những sai lầm thường gặp khi chọn van cân bằng động

Một số lỗi cần tránh gồm:

• Chỉ chọn van theo DN đường ống.
• Không kiểm tra lưu lượng thiết kế.
• Không xem dải chênh áp hoạt động.
• Chọn van có lưu lượng tối đa quá sát với nhu cầu thực tế.
• Không kiểm tra áp suất và nhiệt độ.
• Bỏ qua tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất.
• Dùng cùng một model van cho nhiều nhánh có lưu lượng khác nhau mà không kiểm tra lại.

Những sai sót này có thể khiến hệ thống sau khi lắp đặt vẫn gặp tình trạng thiếu hoặc dư lưu lượng.

Nên chọn van cân bằng động cho AHU và FCU như thế nào?

Đối với FCU, lưu lượng thường nhỏ nên cần chú ý chọn model có dải điều chỉnh phù hợp ở vùng lưu lượng thấp.Đối với AHU, lưu lượng thường lớn hơn nên cần tính toán kỹ khả năng lưu thông và tổn thất áp suất qua van.Trong cả hai trường hợp, không nên lấy DN làm thông số quyết định duy nhất.Đối với một dự án có nhiều AHU và FCU, nên lập bảng gồm:Thiết bị – công suất – lưu lượng thiết kế – DN đường ống – chênh áp – model van.Cách làm này giúp lựa chọn van đồng bộ và hạn chế nhầm lẫn khi bóc tách vật tư.

Xem thêm: Van cân bằng động có tác dụng gì trong hệ HVAC?

Kết luận

Để chọn van cân bằng động đúng lưu lượng, cần bắt đầu từ lưu lượng thiết kế của thiết bị hoặc nhánh đường ống, sau đó kiểm tra dải lưu lượng và dải chênh áp hoạt động của từng model.Không nên lựa chọn van chỉ dựa trên kích thước DN. Một phương án lựa chọn hợp lý cần đồng thời xem xét lưu lượng, chênh áp, áp suất, nhiệt độ, vật liệu và kiểu kết nối.Đối với hệ HVAC, Chiller, AHU và FCU, lựa chọn đúng van cân bằng động sẽ giúp các nhánh nhận được lưu lượng phù hợp hơn, hỗ trợ cân bằng thủy lực và giúp toàn hệ thống vận hành ổn định theo điều kiện thiết kế.