Van bướm thường được giới thiệu là van đóng ngắt. Nhưng ngoài công trình, rất nhiều van bướm đang được mở “một nửa” để giảm lưu lượng cho một nhánh ống, cân bằng nước cho tháp giải nhiệt hay hạ áp sau bơm. Cách dùng này có ổn không?
Câu trả lời ngắn: van bướm điều tiết lưu lượng được, nhưng chỉ trong một dải góc mở nhất định và với loại van, bộ vận hành phù hợp. Bài viết giải thích vì sao, góc mở nào hợp lý, những rủi ro khi mở quá nhỏ và khi nào nên chọn loại van khác.
Vì sao van bướm có thể điều tiết lưu lượng?
Đĩa van bướm quay quanh trục từ 0° (đóng) đến 90° (mở hoàn toàn). Ở mỗi góc mở, diện tích khe hở cho dòng chảy khác nhau, nên lưu lượng thay đổi theo. Khác với van cổng, vốn chỉ nên để mở hết hoặc đóng hết, van bướm có thể giữ đĩa ở vị trí trung gian mà vẫn cho dòng chảy tương đối ổn định.
Tuy vậy, quan hệ giữa góc mở và lưu lượng không tuyến tính:
- Ở vài độ đầu tiên, lưu lượng tăng rất ít, đĩa vẫn gần như chặn kín dòng chảy.
- Ở vùng giữa, lưu lượng tăng nhanh theo góc mở. Đây là vùng điều chỉnh có ích.
- Gần mở hoàn toàn, mở thêm vài độ gần như không làm tăng lưu lượng, vì đĩa đã nằm gần song song với dòng chảy.
Góc mở hợp lý khi điều tiết
Nhiều tài liệu kỹ thuật và nhà sản xuất khuyến nghị dùng van bướm điều tiết trong khoảng 20°–70°. Một số hãng cho phép rộng hơn, đến khoảng 80°, tùy thiết kế đĩa. Hãy coi đây là mức tham khảo và luôn ưu tiên khuyến cáo của hãng cho model cụ thể.
| Góc mở | Đặc điểm | Khuyến nghị |
|---|---|---|
| 0°–20° | Khe hở rất hẹp, vận tốc qua khe lớn, chênh áp lớn | Tránh giữ lâu ở vùng này |
| 20°–70° | Lưu lượng thay đổi rõ theo góc mở, dễ kiểm soát | Vùng điều tiết nên dùng |
| 70°–90° | Lưu lượng gần như không đổi | Dùng như van mở hoàn toàn, không điều tiết được nhiều |
Nếu để đạt lưu lượng mong muốn mà van luôn phải mở dưới khoảng 20°, nhiều khả năng van đang quá lớn so với nhu cầu. Khi đó nên chọn van nhỏ hơn một cỡ (có côn thu hai đầu) hoặc đổi sang loại van điều khiển khác.
Rủi ro khi mở van bướm quá nhỏ
Xâm thực (cavitation)
Khi nước đi qua khe hẹp, vận tốc tăng mạnh và áp suất tại khe giảm xuống. Nếu áp suất giảm dưới áp suất hơi bão hòa, nước hóa hơi thành bọt khí rồi bọt khí vỡ khi ra khỏi khe. Hiện tượng này gọi là xâm thực. Nó tạo tiếng ồn như sỏi chạy trong ống, làm rỗ mép đĩa, thân van và đoạn ống sau van.
Mòn và rách gioăng
Dòng chảy tốc độ cao liên tục quét qua mép gioăng ở vị trí mở nhỏ. Với van đồng tâm gioăng cao su, đây là nguyên nhân phổ biến khiến van đóng không kín sau một thời gian dùng để điều tiết. Xem cách xử lý trong bài van bướm bị rò rỉ.
Rung, ồn và lỏng bu lông
Dòng xoáy sau đĩa làm đĩa và trục rung. Rung kéo dài có thể làm lỏng bu lông mặt bích, mòn bạc trục và làm hỏng hộp số.
Đĩa tự xoay khi dùng tay gạt
Dòng chảy tạo ra mô-men tác dụng lên đĩa, có xu hướng kéo đĩa về phía đóng hoặc mở tùy góc. Ở van tay gạt, nếu cần gạt không được khóa chắc vào nấc, đĩa có thể tự dịch chuyển. Hộp số trục vít của van tay quay có khả năng tự hãm nên giữ vị trí tốt hơn.
Chọn loại van bướm phù hợp để điều tiết
- Điều chỉnh bằng tay, ít thay đổi: chọn van bướm tay quay có hộp số tự hãm và chỉ thị góc mở. Van tay gạt chỉ nên dùng khi cỡ nhỏ và có tấm khóa nấc chắc chắn.
- Điều chỉnh tự động theo tín hiệu: chọn van bướm điều khiển điện loại tuyến tính (nhận tín hiệu 4–20 mA hoặc 0–10 V), hoặc van bướm khí nén có bộ định vị (positioner). Loại on/off chỉ đóng hoặc mở hoàn toàn, không dùng để điều tiết.
- Điều tiết thường xuyên, áp suất hoặc nhiệt độ cao: cân nhắc van bướm lệch tâm. Đĩa không cọ gioăng ở vị trí mở một phần nên gioăng bền hơn.
Chọn cỡ van theo lưu lượng, không chỉ theo cỡ ống
Van đóng ngắt thường chọn cùng cỡ với đường ống. Van dùng để điều tiết thì nên chọn theo hệ số lưu lượng (Cv hoặc Kv) mà hãng công bố cho từng góc mở. Hệ số này cho biết van cho đi được bao nhiêu lưu lượng ở một mức chênh áp nhất định.
Cách làm cơ bản:
- Xác định lưu lượng lớn nhất, nhỏ nhất cần điều chỉnh và chênh áp cho phép qua van.
- Tính Cv (hoặc Kv) yêu cầu tương ứng.
- Đối chiếu bảng Cv theo góc mở của hãng: chọn cỡ van sao cho dải lưu lượng cần điều chỉnh rơi vào vùng góc mở khoảng 20°–70°.
Với các dự án quan trọng, nên để kỹ sư thiết kế hoặc nhà cung cấp tính toán chọn van, vì còn phụ thuộc áp suất trước van, nhiệt độ lưu chất và nguy cơ xâm thực.
Lưu ý lắp đặt van bướm dùng để điều tiết
- Đoạn ống thẳng trước và sau van: không lắp van điều tiết sát đầu đẩy bơm, sát co, tê. Dòng chảy xoáy làm đĩa rung và khó điều chỉnh. Khoảng ống thẳng cần thiết tham khảo theo khuyến cáo của hãng.
- Hướng trục: với nước có cặn, đặt trục nằm ngang để cặn không đọng ở ổ trục dưới.
- Đóng mở từ từ: thay đổi góc mở đột ngột, nhất là khi gần đóng, có thể gây búa nước.
- Ghi lại góc mở sau khi cân chỉnh: đánh dấu trên chỉ thị hoặc khóa vị trí để tránh bị vặn nhầm.
Các bước lắp chung xem bài hướng dẫn lắp đặt van bướm.
Khi nào không nên dùng van bướm để điều tiết?
- Chênh áp qua van rất lớn, nguy cơ xâm thực cao.
- Cần điều chỉnh rất tinh ở lưu lượng nhỏ.
- Lưu chất có hạt rắn, bùn đặc gây mài mòn mép đĩa.
- Đường hơi hoặc lưu chất nhiệt độ cao mà van chỉ có gioăng cao su.
Trong các trường hợp này, van cầu, van điều khiển chuyên dụng hoặc van bi chữ V thường phù hợp hơn.
Câu hỏi thường gặp
Mở van bướm 45° thì được bao nhiêu phần trăm lưu lượng?
Không có con số chung. Tỷ lệ phụ thuộc thiết kế đĩa, cỡ van và đặc tính hệ thống đường ống. Hãy tra bảng Cv theo góc mở của hãng cho đúng model.
Van bướm có thay được van cân bằng không?
Van bướm có thể dùng để giảm lưu lượng thô cho một nhánh. Van cân bằng có cổng đo chênh áp và thang chỉnh chính xác, nên phù hợp hơn khi cần cân bằng thủy lực chính xác cho hệ HVAC.
Dùng van bướm điều tiết có làm tốn điện bơm không?
Có. Điều tiết bằng van là tạo thêm tổn thất áp để giảm lưu lượng, phần năng lượng đó bị mất. Với hệ thống thường xuyên chạy non tải, biến tần cho bơm thường tiết kiệm hơn.
Cần tư vấn chọn van bướm điều tiết?
Gửi cho Van Nước Việt Nam (Viva) cỡ ống, lưu lượng, áp suất và cách vận hành mong muốn (tay hay tự động). Đội kỹ thuật sẽ tư vấn cỡ van và bộ vận hành phù hợp. Gọi hoặc nhắn Zalo 0969 916 835, hoặc gửi yêu cầu qua trang liên hệ.
Xem thêm các tài liệu khác về van bướm tại bài phân loại van bướm.
