Giải pháp hệ thống nước nóng trung tâm, hệ thống hơi Ecotherm Áo

Sau khi giải pháp truyền nhiệt hệ nước nóng trung tâm, hệ hơi Ecotherm (Áo) được giới thiệu tại Việt Nam, đã tạo nên một điểm nhấn công nghệ độc đáo và thú vị cho thị trường cơ điện, các chủ đầu tư, các nhà tư vấn thiết kế đã nhận được những thông tin thật sự gây ngạc nhiên bởi nó có thể giúp tiết kiệm được 95% diện tích đặt sàn so với lắp đặt hệ thống bồn truyền thống, đồng thời tiết kiệm 25% năng lượng, tiết kiệm chi phí bảo trì hiệu quả và tiết kiệm chi phí đầu tư tổng thể. Hãy đăng ký buổi chia sẻ giải pháp từ chúng tôi, hoặc yêu cầu chúng tôi cung cấp thông tin kỹ thuật, tính toán dự án nếu bạn đang có dự án về khách sạn, bệnh viện, tòa nhà hoặc công nghiệp có sử dụng hệ nước nóng trung tâm, hệ hơi hoặc hệ năng lượng mặt trời...chúng tôi sẽ giúp các bạn! Vui lòng liên hệ với PGTECH!

Tính toán áp lực nạp trước cho bình giãn nở giữa các vị trí

19/12/2024

Có nhiều lý thuyết về áp suất tốt nhất để nạp vào hệ thống nước nóng trung tâm liên quan đến áp suất trước của bình giãn nở và áp suất cuối trong hệ thống. Một hệ thống được thiết lập không đúng cách có thể gây ra các vấn đề: Nếu có quá nhiều nước trong hệ thống, áp suất cuối của hệ thống sẽ đạt đến quá nhanh. Van an toàn sau đó sẽ mở ra một cách không cần thiết và nồi hơi sẽ trục trặc. Việc nạp không đủ nước vào hệ thống có thể khiến bình giãn nở bị khô khi hệ thống nguội đi. Điều này khiến áp suất giảm đột ngột, cũng dẫn đến nồi hơi hoạt động không bình thường. Thậm chí có thể xuất hiện chân không, gây ra vấn đề với không khí trong hệ thống. Là nhà cung cấp các dòng bình giãn nở/bình tích áp chất lượng cao với đầy đủ kích cỡ từ 2 lít tới 10.000 lít, xuất xứ Châu Âu, nổi tiếng với độ bền cao của nhà sản xuất Flamco Hà Lan, PGTECH sẽ giải thích loại áp suất trước liên quan tới việc tính toán áp lực nạp trước cho bình giãn nở/bình tích áp nào là tốt nhất cho việc lắp đặt trên cao, chẳng hạn như trên tầng áp mái trong bài viết này.

Tổng quan về các loại bình giãn nở (bình tích áp) của Flamco Hà Lan - thương hiệu nổi tiếng thế giới

Một số thuật ngữ cơ bản trong tính toán áp suất cho bình giãn nở (bình tích áp)

1. Áp suất tĩnh - Static pressure

Đây là áp suất gây ra bởi trọng lượng của cột nước phía trên điểm đo. Nếu hệ thống chỉ chứa nước và không được tăng áp, áp suất ở phía trên sẽ là 0,0 bar. Đối với hệ thống có chiều cao chẳng hạn là 6 mét, áp suất 0,6 bar có thể được đo ở phía dưới.

2. Áp suất trước - Pre-pressure

Đây là áp suất của khí trong bình giãn nở/bình tích áp khi chưa được kết nối với hệ thống.

Ví dụ giải thích về Áp suất tĩnh trong hệ thống — *Minh hoạ giải thích về Áp suất tĩnh*

3. Áp suất nạp - Filling pressure

Ngay khi thêm nước vào hệ thống, áp suất sẽ tăng lên. Áp suất bổ sung này, chẳng hạn là 1 bar, được thêm vào áp suất tĩnh hiện tại.

Áp suất nạp là áp suất mà hệ thống đạt được khi lạnh. Ngay khi áp suất trong hệ thống vượt quá áp suất trước trong bình giãn nở, nước sẽ chảy vào bình. Theo cách này, áp suất trong hệ thống vẫn giữ nguyên như áp suất trong bình giãn nở.

Ví dụ giải thích về Áp suất nạp trong hệ thống — *Minh hoạ giải thích về Áp suất nạp*

4. Áp suất cuối - Final pressure

Khi nước trong một hệ thống kín được đun nóng, nó sẽ giãn nở và tăng áp suất. Áp suất tăng cho đến khi đạt đến nhiệt độ tối đa hoặc cho đến khi van an toàn mở. Áp suất cuối là áp suất tạo ra ở nhiệt độ tối đa. Áp suất cuối tối đa cho phép được xác định bởi áp suất cài đặt của van an toàn.

Ví dụ giải thích về Áp suất cuối trong hệ thống — *Minh hoạ giải thích về Áp suất cuối*

Các chức năng quan trọng nhất của bình giãn nở/bình tích áp trong hệ thống nước nóng trung tâm kín

Chứa và hồi nước nóng trung tâm

Ví dụ trong trường hợp nước được đun nóng bằng nồi hơi sẽ giãn nở. Không giống như không khí, nước không thể bị nén. Vì hầu hết các hệ thống nước nóng trung tâm đều được bịt kín nên cần phải tạo thêm không gian để nước nóng trung tâm có thể giãn nở. Do đó, chức năng của bình giãn nở/bình tích áp là chứa lượng nước dư thừa được tạo ra, từ đó hạn chế sự gia tăng áp suất. Ngay khi nước nguội trở lại, bình giãn nở phải đảm bảo nước được trả lại hệ thống để hệ thống duy trì ở áp suất thích hợp.

Nếu một hệ thống nước nóng trung tâm chứa 100 lít nước được đun nóng từ 10°C đến 80°C, nước sẽ giãn nở khoảng 3%. Bình giãn nở hoặc bình tích áp phải chứa 3% này hoặc 3 lít cho hệ thống cụ thể này.

*Các dòng bình giãn nở Flexcon và Flexcon cao cấp của Flamco Hà Lan mà PGTECH đang phân phối*

Áp suất có thể tăng lên cho đến khi áp suất trong hệ thống nước nóng trung tâm đạt đến áp suất mở của van an toàn. Thật vậy, khi van an toàn mở, nước giãn nở sẽ được xả ra ngoài, khiến áp suất lại giảm. Trong hầu hết các trường hợp, người ta sử dụng van an toàn mở ở mức 3 bar.

Tuy nhiên, việc mở van an toàn là không mong muốn. Khi nước giãn nở tràn qua van và hệ thống lại nguội đi, khiến nước co lại, nước giãn nở đã xả không thể quay trở lại hệ thống nữa. Khi đó, sẽ có khả năng có quá ít nước và do đó áp suất cũng quá thấp. Ngoài ra, tình trạng nước tràn có thể khiến cặn vôi lắng xuống giữa van và đế van. Do đó, van sẽ không còn đóng đúng cách và sẽ liên tục nhỏ giọt. Sau đó, hệ thống phải được bổ sung thường xuyên bằng nước máy (có chứa oxy), điều này làm tăng khả năng xảy ra các vấn đề về không khí và ăn mòn trong hệ thống nước nóng trung tâm.

Do đó, áp suất hệ thống phải được tính toán sao cho không bao giờ đạt đến 3 bar. Van an toàn cũng có dung sai, do đó cần có một số khoảng dung sai nhất định lên đến áp suất mở 3 bar. Điều tốt nhất là dự đoán áp suất cuối tối đa cho phép thấp hơn ít nhất 10% so với áp suất mở của van. Điều này sẽ đảm bảo rằng van an toàn không mở trong điều kiện vận hành bình thường.

Vì vậy, trong phép tính này, áp suất cuối tối đa cho phép là 2,7 bar.

Cách kiểm tra mức khí trong bình giãn nở (bình tích áp), khi nào cần nạp khí cho bình giãn nở?

Dự trữ nước

Một chức năng khác của bình giãn nở/bình tích áp là duy trì áp suất hệ thống trong trường hợp mất nước nhẹ.

Hệ thống cần thêm nước do thoát khí (không khí được thay thế bằng nước) hoặc rò rỉ nhỏ qua khớp nối "đổ mồ hôi". Nếu không có nước dự trữ, áp suất hệ thống sẽ giảm liên tục và hệ thống thậm chí có thể bị giảm áp khi nguội. Trong một số trường hợp, nếu điều này xảy ra, nồi hơi sẽ hỏng. Nếu nồi hơi không hỏng, máy bơm sẽ bắt đầu tạo bọt do áp suất thấp và cuối cùng sẽ hỏng. Cũng có khả năng nước trong nồi hơi sẽ tạm thời chuyển thành hơi nước, điều này sẽ gây ra nhiều thiệt hại cho các bộ phận (chẳng hạn như bộ trao đổi nhiệt).

Nếu bình giãn nở hoặc bình tích áp vẫn còn một ít dự trữ khi hệ thống lạnh, bình giãn nở sẽ trả lại nước dự trữ về hệ thống và do đó đảm bảo duy trì áp suất. Lượng nước dự trữ khả dụng càng lớn thì tần suất phải nạp thêm nước cho hệ thống càng ít.

Việc đưa nước trở lại hệ thống chỉ có thể thực hiện được nếu áp suất trong hệ thống lớn hơn áp suất trước của bình giãn nở. Chỉ khi đó mới có nước trong bình giãn nở. Ngay khi áp suất trong hệ thống thấp hơn áp suất trước trong bình giãn nở, áp suất trong hệ thống sẽ giảm xuống bằng không. Tuy nhiên, do có màng nên bình giãn nở sẽ không bao giờ đẩy bất kỳ khí nào vào hệ thống. Áp suất trước trong bình giãn nở đẩy nước lên đến núm nước.

Lượng nước dự trữ có thể dễ dàng tính toán bằng chênh lệch giữa áp suất nạp và áp suất trước.

*Các dòng bình tích áp Flamco Hà Lan PGTECH đang cung cấp cho thị trường*

Tạo áp suất khi lạnh:

Dự trữ nước = ((áp suất nạp +1) - (áp suất trước +1))/ áp suất nạp +1

Trường hợp 1: Bình giãn nở có áp suất trước thấp

Bình giãn nở có áp suất trước thấp có thể chứa nhiều nước dự trữ hơn và do đó duy trì hệ thống ở áp suất lâu hơn. Hầu hết các nồi hơi nước nóng trung tâm đều có vạch cảnh báo trên đồng hồ đo áp suất khi áp suất giảm quá thấp. Chủ yếu là quanh vạch 0,7 bar. Nếu áp suất trước trong bình giãn nở thấp hơn vạch cảnh báo này, ví dụ 0,5 bar, sẽ còn đủ thời gian để nạp thêm nước cho hệ thống.

Trường hợp 2: Bình giãn nở có áp suất trước cao

Nếu bình giãn nở có áp suất trước là 1 bar, hệ thống sẽ bị giảm áp nếu áp suất trong hệ thống giảm xuống dưới 1 bar. Tại thời điểm này, nồi hơi nước nóng trung tâm sẽ không đưa ra cảnh báo. Trong trường hợp này, một nửa còn hơn một!

Áp suất trước, áp suất nạp và áp suất cuối

Vậy điều gì xảy ra ở áp suất trước là 0,5 hoặc 1 bar nếu áp suất cuối tối đa trong hệ thống là 2,7 bar?

Lắp đặt một bình giãn nở 18 lít và tổng công suất của hệ thống là 100 lít. Chúng ta đã đề cập rằng nước sẽ nở ra khoảng 3% khi được đun nóng từ 10°C đến 80°C.

1. Trường hợp Bình giãn nở có áp suất trước là 0,5 bar

Một bình giãn nở có áp suất trước là 0,5 bar đã có 4,5 lít nước trong bình giãn nở ở áp suất nạp là 1 bar. Do đó, đây là lượng nước dự trữ.

Trong khoảng từ 1 bar đến 2,7 bar, bình giãn nở có thể chứa thêm 6,2 lít, được gọi là thể tích giãn nở. Thể tích này quá đủ cho 3 lít nước giãn nở thực tế.

Nếu chúng ta lấy áp suất nạp là 1,5 bar trong tình huống này, thì lượng nước dự trữ là 7,2 lít và thể tích giãn nở là 3,5 lít. Con số này là không đủ.

*Trường hợp Bình giãn nở có áp suất trước 0,5 bar*

2. Trường hợp Bình giãn nở có áp suất trước là 1 bar

Nếu chúng ta áp dụng áp suất trước là 1 bar với áp suất nạp là 1 hoặc 1,5 bar, điều sau đây sẽ xảy ra:

Áp suất nạp 1 bar: không có nước dự trữ! Tuy nhiên, có sẵn 8,3 lít thể tích giãn nở.
Áp suất nạp 1,5 bar: 3,6 lít nước dự trữ và 4,7 lít thể tích giãn nở.
Áp suất nạp 2 bar: 6 lít nước dự trữ và 2,3 lít thể tích giãn nở (quá nhỏ).

Nếu chúng ta so sánh hai cài đặt áp suất trước này, do đó chúng ta thấy rằng bình giãn nở với áp suất trước 0,5 bar hoạt động tốt hơn nhiều. Ngoài ra, áp suất hệ thống chỉ giảm xuống dưới 0,5 bar, cho phép bình giãn nở duy trì áp suất trong hệ thống lâu hơn.

Do đó, chúng ta có thể rút ra những kết luận sau:

Sự chênh lệch lớn hơn giữa áp suất trước và áp suất cuối mang lại hiệu suất tốt hơn cho bình giãn nở. Phạm vi chứa nước lớn hơn, tạo ra nhiều không gian hơn cho nước giãn nở và dự trữ nước.
Sự chênh lệch giữa áp suất trước và áp suất nạp càng lớn thì bình giãn nở càng chứa nhiều nước dự trữ. Lưu ý: vẫn phải có đủ không gian 'còn lại' cho nước giãn nở.
Sự chênh lệch giữa áp suất nạp và áp suất cuối càng nhỏ, thì không gian cho nước giãn nở càng ít. Nếu áp suất nạp quá cao, van an toàn có thể mở!
Nếu áp suất trước càng thấp thì bình giãn nở duy trì áp suất trong hệ thống càng lâu.

Dựa trên các ví dụ và kết luận trên, áp suất trước 0,5 bar là thích hợp hơn trong thiết lập tầng áp mái.

Kết luận

Hiện nay, PGTECH là nhà phân phối dòng sản phẩm Bình giãn nở/Bình tích áp của Flamco Hà Lan, là dòng sản phẩm cao cấp trên thị trường bình tích áp thế giới. Bình giãn nở hãng Flamco Hà Lan được biết tới rộng khắp trong giới HVAC & M&E tại Việt Nam nói riêng và khắp thế giới nói chung. Flamco Hà Lan có thể đáp ứng đa dạng yêu cầu bình tích áp/ bình giãn nở từ 2 lít tới 10.000 lít, áp lực 3 bar, 6 bar, 10 bar, 16 bar, 25 bar theo yêu cầu của từng dự án. Hãy liên hệ ngay với PGTECH để được tư vấn chi tiết kỹ thuật về dòng bình tích áp/bình giãn nở Expansion Vessels phù hợp nhất với hệ thống nước nóng trung tâm của Quý khách.

PGTech Co., Ltd - Nhà phân phối các thiết bị, sản phẩm công nghiệp uy tín hàng đầu tại Việt Nam và các nước trong Khu Vực

Ban Biên Tập Tin Tức: PGTECH

Kỹ Sư: Mạnh Thắng

PGTECH CO., LTD

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