Các nguyên tắc cơ bản về điều khiển Cảm biến áp suất chênh lệch trong Bơm biến tần

Cảm biến áp suất chênh lệch đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển bơm biến tần (Variable Speed Pumping), giúp tối ưu hóa hoạt động của bơm và tiết kiệm năng lượng. Cảm biến này được lắp đặt để đo chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của cuộn trao đổi nhiệt và van điều khiển. Khi nhu cầu sử dụng nước thay đổi, van điều khiển sẽ điều chỉnh lưu lượng, làm thay đổi áp suất trong hệ thống. Cảm biến áp suất chênh lệch sẽ gửi tín hiệu về bộ điều khiển bơm, từ đó điều chỉnh tốc độ bơm sao cho áp suất chênh lệch luôn duy trì ở mức cài đặt, thường là một giá trị tối thiểu cần thiết để đảm bảo hiệu suất làm việc của hệ thống. Hệ thống điều khiển bơm biến tần bằng cảm biến áp suất chênh lệch giúp tự động điều chỉnh tốc độ bơm theo nhu cầu thực tế, đảm bảo áp suất ổn định, tiết kiệm điện năng, tăng tuổi thọ thiết bị và tối ưu hiệu suất hệ thống. Đây là giải pháp hiện đại và hiệu quả trong nhiều ứng dụng công nghiệp và dân dụng.

PGTECH là nhà cung cấp các dòng cảm biến áp suất của thương hiệu Belimo Thụy Sỹ bao gồm các dòng cảm biến áp suất và cảm biến áp suất chênh lệch (cảm biến áp suất chênh áp) cho nước và không khí. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về các nguyên tắc cơ bản về điều khiển cảm biến áp suất chênh lệch trong bơm biến tần qua bài viết này.

Các nguyên tắc cơ bản về điều khiển cảm biến áp suất chênh lệch trong bơm biến tần

Điều gì xảy ra khi nhu cầu giảm trong hệ thống biến tần mạch kín? Trình tự hoạt động là gì và bộ điều khiển sử dụng logic nào để thay đổi tốc độ của máy bơm? Chúng ta hãy bắt đầu cuộc thảo luận bằng ví dụ hệ thống sau:

Tìm hiểu cấu tạo và nguyên hoạt động của Cảm biến chênh áp nước Belimo

Trình tự hoạt động của một hệ thống sử dụng điều khiển cảm biến áp suất chênh lệch (DP) để điều chỉnh tốc độ của máy bơm như sau:

1. Khi nhu cầu giảm, van điều khiển bắt đầu đóng lại
2. Việc đóng van điều khiển làm giảm lưu lượng của hệ thống
3. Khi van điều khiển đóng lại, cảm biến áp suất chênh lệch nhận ra sự chênh lệch áp suất tăng lên trên cuộn coil và van điều khiển
4. Sự gia tăng chênh lệch áp suất này thúc đẩy bộ điều khiển bơm làm chậm tốc độ bơm xuống
5. Máy bơm sẽ chạy chậm lại cho đến khi áp suất chênh lệch (20 feet trong ví dụ này) được khôi phục

Logic của trình tự hoạt động này như thế nào?

Bộ điều khiển máy bơm dựa vào logic nào để điều chỉnh tốc độ?

Tất cả đều dựa trên tính toán và nguyên lý này quay về với các định luật tương quan của bơm. Cụ thể, nếu bạn giảm lưu lượng xuống một nửa, tổn thất áp suất biến đổi sẽ giảm theo hệ số 4. Vì vậy, sử dụng các thông số thiết kế ban đầu là 1000 GPM và cột áp 100 feet làm điểm xuất phát, ta có thể tính toán mọi điểm vận hành khác của bơm.

Đây chính là lúc công cụ phần mềm tính toán phát huy tác dụng như một công cụ hữu ích, nhưng ta cũng có thể thực hiện các phép tính thủ công và vẽ đường cong điều khiển hệ thống.

Vì vậy trong ví dụ này, nếu lưu lượng giảm từ 1000 GPM xuống 500 GPM, thì tổn thất cột áp của hệ thống sẽ giảm từ 100 feet xuống còn 40 feet.

Nếu vẫn chữa rõ những con số này đến từ đâu? Hãy xem hình minh họa bên dưới. Nếu tổn thất áp suất của đường ống ở cả hai phía của cuộn coil trao đổi nhiệt là 40 feet tại 1000 GPM, thì tại 500 GPM, tổn thất cột áp này sẽ giảm xuống còn một phần tư của 40 feet, hoặc 10 feet trên mỗi phía cuộn coil trao đổi nhiệt.

Đó là tổn thất cột áp biến đổi. Hãy nhớ rằng, chúng ta cần duy trì chênh lệch áp suất là 20 feet qua cuộn trao đổi nhiệt và van điều khiển (do vị trí của cảm biến áp suất chênh lệch). Như vậy, 10 + 20 + 10 = 40 feet. Ở mức lưu lượng bằng một nửa, hệ thống có tổn thất cột áp là 40 feet.

Sử dụng công thức tương tự, chúng ta (hoặc tốt hơn là phần mềm tính toán riêng) có thể tính toán các tọa độ còn lại, từ đó có thể sử dụng để vẽ đường cong điều khiển sau:

Đây là đồ thị đường cong điều khiển (Control Curve) và đường cong hệ thống (System Curve) của một hệ thống bơm tốc độ biến đổi. Đồ thị giúp minh họa mối quan hệ giữa cột áp (Head) và lưu lượng (GPM - Gallons per Minute) trong hệ thống.

Sơ đồ này minh họa cách hệ thống điều chỉnh tốc độ bơm dựa trên áp suất chênh lệch để tiết kiệm năng lượng và đảm bảo hoạt động ổn định. Đường cong điều khiển giúp hệ thống duy trì mức áp suất tối thiểu ngay cả khi không có lưu lượng, trong khi đường cong hệ thống thể hiện tổn thất áp suất thay đổi theo lưu lượng nước.

Lưu ý rằng khi lưu lượng bằng 0, chúng ta vẫn có 20 feet cột áp!

Kết luận

Nhờ có cảm biến áp suất chênh lệch, hệ thống bơm biến tần có thể tiết kiệm năng lượng bằng cách giảm tốc độ bơm khi nhu cầu giảm; duy trì áp suất ổn định, tránh dao động áp suất gây ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống; tăng tuổi thọ thiết bị, đồng thời giảm hao mòn do bơm không phải chạy ở tốc độ tối đa liên tục. Tóm lại, cảm biến áp suất chênh lệch là một thành phần không thể thiếu trong hệ thống bơm biến tần, giúp kiểm soát chính xác áp suất, cải thiện hiệu suất hoạt động và tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng. Cảm biến áp suất nói chung và cảm biến áp suất chênh áp của ​​Belimo nói riêng, được sản xuất tại nhà máy ở Đức theo tiêu chuẩn Châu Âu, có phạm vi áp suất rất lớn, với khả năng đo chính xác áp suất từ ​​rất thấp đến rất cao trong môi trường nước, khí và hỗn hợp nước/glycol. Hãy liên hệ với PGTECH để được tư vấn thêm về các dòng cảm biến áp suất và cảm biến áp suất chênh áp, cùng các dòng cảm biến chất lượng cao khác của Belimo.

PGTECH GROUP LIMITED - Nhà phân phối các thiết bị, sản phẩm công nghiệp uy tín hàng đầu tại Việt Nam và các nước trong Khu Vực

Copyright © - Bản quyền bài viết thuộc về PGTech Việt Nam

Ban Biên Tập Tin Tức: PGTECH

                                               Kỹ sư: Hữu Quỳnh

PGTECH GROUP LIMITED

VPGD: Tầng 3, Tòa Nhà C14-CT2, Bắc Hà, Bộ Công An, Đường Tố Hữu, Nam Từ Liêm, HN.

 Địa Chỉ: PGTECH GROUP LIMITED số 12, Ngõ 28, Đường Tây Hồ,  Phường Quảng An, Quận Tây Hồ, TP. Hà Nội

Điện Thoại: 024-730235 88 - Hotline: 0962 875 986

Fax: 024-730235 89

Email: info@pgtech.com.vn      sales@pgtech.com.vn 

Website: www.pgtech.com.vn