Trong hệ thống cấp nước hiện đại, việc đóng mở dòng chảy không nhất thiết phải thực hiện thủ công. Thông qua tín hiệu điện từ bộ hẹn giờ, cảm biến hoặc bộ điều khiển, van có thể tự động cấp nước và ngừng cấp theo yêu cầu vận hành.

Van điện từ cấp nước tự động được ứng dụng trong bồn chứa, hệ thống tưới, thiết bị lọc nước, dây chuyền sản xuất và hệ thống quản lý tòa nhà. Tuy nhiên, người dùng cần lựa chọn đúng kiểu van, điện áp, vật liệu và dải áp suất. Không phải van điện từ nào cũng hoạt động ổn định trong mọi điều kiện cấp nước. Hãy cùng Tiền Phong Nam tìm hiểu kỹ hơn sau đây.

Van điện từ cấp nước tự động là gì?

Van điện từ cấp nước tự động là gì?

Van điện từ, còn gọi là solenoid valve, là thiết bị sử dụng cuộn dây điện từ để điều khiển trạng thái đóng hoặc mở của đường nước. Khi nhận tín hiệu điện, cuộn dây tạo ra từ trường làm dịch chuyển lõi van. Chuyển động này tác động lên cửa van, màng van hoặc cơ cấu điều khiển để cho phép hoặc ngăn dòng nước đi qua.

Một bộ van điện từ cấp nước tự động thường gồm thân van, cuộn coil, lõi từ chuyển động, lò xo, bộ phận làm kín và cửa dòng chảy. Với loại điều khiển gián tiếp, van còn có màng và lỗ cân bằng áp suất.

Thân van có thể được sản xuất từ đồng, thép không gỉ hoặc nhựa kỹ thuật. Gioăng và màng van cũng có nhiều vật liệu khác nhau. Vì vậy, cần kiểm tra khả năng tương thích với nước, nhiệt độ và điều kiện làm việc thay vì chỉ dựa vào hình dáng bên ngoài.

Nguyên lý hoạt động của van điện từ cấp nước

Van điện từ thường đóng

Van thường đóng, ký hiệu NC, là kiểu được sử dụng phổ biến trong hệ thống cấp nước. Khi chưa cấp điện, van NC được giữ ở trạng thái đóng nhờ lò xo và, tùy cấu tạo, có thể được hỗ trợ thêm bởi áp lực của lưu chất.

Khi cuộn coil được cấp đúng điện áp, từ trường sinh ra kéo lõi van lên, làm cửa van mở và cho nước đi qua. Khi ngắt điện, từ trường mất đi, lò xo đưa lõi van trở về vị trí ban đầu và dòng nước bị khóa lại.

Cấu tạo này phù hợp với những hệ thống cần ngừng cấp nước khi mất điện. Theo mô tả kỹ thuật của Parker, van thường đóng mở khi cuộn coil được cấp điện và đóng khi cuộn coil mất điện.

Van điện từ thường mở

Van thường mở, ký hiệu NO, hoạt động theo nguyên tắc ngược lại. Khi không có điện, van duy trì trạng thái mở để nước lưu thông. Khi được cấp điện, cơ cấu điện từ làm van đóng.

Loại này phù hợp với hệ thống cần duy trì dòng nước trong phần lớn thời gian và chỉ khóa nước khi có tín hiệu điều khiển. Việc lựa chọn NC hay NO cần dựa trên trạng thái an toàn mong muốn khi hệ thống mất điện.

Các cơ chế vận hành phổ biến

Các cơ chế vận hành phổ biến của van điện từ cấp nước

Không phải tất cả van điện từ đều mở nước theo cùng một cơ chế. Hai loại phổ biến là tác động trực tiếp và điều khiển gián tiếp.

Tài liệu của Bürkert cho biết van tác động trực tiếp được mở hoặc đóng trực tiếp bằng từ trường, trong khi van servo hay pilot còn sử dụng áp suất của lưu chất để điều khiển van chính.

Vì phụ thuộc vào chênh áp, một số van điều khiển gián tiếp có thể không mở hoặc mở không ổn định nếu chênh áp giữa đầu vào và đầu ra thấp hơn mức tối thiểu mà nhà sản xuất quy định. Đây là vấn đề thường gặp khi lắp van sau bồn nước đặt thấp hoặc trên hệ thống chảy tự nhiên. Trong trường hợp này, cần kiểm tra thông số áp suất chênh lệch tối thiểu và cân nhắc van tác động trực tiếp hoặc loại hỗ trợ nâng.

Van điện từ có tự nhận biết khi nào cần cấp nước không?

Bản thân van điện từ thông thường chỉ thực hiện nhiệm vụ đóng hoặc mở khi nhận tín hiệu. Van không tự xác định được mực nước, thời gian tưới hay tình trạng rò rỉ nếu không được kết nối với thiết bị điều khiển phù hợp.

Một hệ thống cấp nước tự động hoàn chỉnh có thể gồm:

• Cảm biến mực nước hoặc công tắc phao.
• Bộ hẹn giờ hoặc bộ điều khiển trung tâm.
• Rơ-le hoặc thiết bị đóng cắt phù hợp với công suất coil.
• Van điện từ.
• Nguồn điện và thiết bị bảo vệ.

Khi mực nước xuống thấp, cảm biến gửi tín hiệu để van mở. Khi nước đạt mức cài đặt, tín hiệu được ngắt và van đóng. Nguyên tắc tương tự được áp dụng cho hệ thống tưới theo thời gian hoặc cấp nước theo chu trình sản xuất.

Ứng dụng của van điện từ cấp nước tự động

Cấp nước cho bồn chứa

Van có thể kết hợp với cảm biến mực nước để tự động bổ sung nước cho bồn. Giải pháp này giúp kiểm soát quá trình cấp nước mà không cần mở van thủ công. Hệ thống vẫn cần bố trí biện pháp chống tràn và kiểm tra khả năng đóng van trong điều kiện áp suất thực tế.

Hệ thống tưới cây tự động

Trong hệ thống tưới sân vườn, nông nghiệp hoặc nhà kính, mỗi khu vực có thể được điều khiển bằng một van riêng. Bộ hẹn giờ lần lượt kích hoạt các van theo lịch tưới, giúp phân chia khu vực và kiểm soát thời gian cấp nước.

Hệ thống lọc và xử lý nước

Van điện từ được dùng để điều khiển nước đầu vào, nước xả hoặc từng công đoạn vận hành của thiết bị lọc. Với đường nước uống, cần lựa chọn sản phẩm có vật liệu tiếp xúc với nước và chứng nhận phù hợp cho ứng dụng nước sinh hoạt. Danfoss cung cấp các dòng van riêng cho nước uống với vật liệu thân, gioăng và chứng nhận tương ứng, cho thấy phạm vi sử dụng phải được xác nhận theo từng sản phẩm.

Thiết bị và dây chuyền công nghiệp

Van điện từ còn được lắp trong máy giặt công nghiệp, thiết bị rửa, hệ thống làm mát, dây chuyền thực phẩm và các cụm cấp nước tự động. Trong nhóm ứng dụng này, tần suất đóng mở, nhiệt độ, chất lượng nước và thời gian cấp điện liên tục cần được tính toán kỹ.

Hệ thống quản lý tòa nhà

Khi kết nối với cảm biến rò rỉ hoặc bộ điều khiển trung tâm, van có thể khóa nước tại một khu vực khi phát hiện bất thường. Tuy nhiên, van chỉ là thiết bị chấp hành; hiệu quả bảo vệ còn phụ thuộc vào vị trí cảm biến, logic điều khiển và nguồn điện dự phòng.

Cách chọn van điện từ cấp nước phù hợp

Trước hết, cần xác định van dùng cho nước sạch, nước nóng, nước uống hay nước có cặn. Vật liệu thân, màng và gioăng phải tương thích với lưu chất và nhiệt độ làm việc.

Tiếp theo là dải áp suất. Ngoài áp suất tối đa, cần quan tâm áp suất chênh lệch tối thiểu, nhất là khi chọn van điều khiển gián tiếp. Với hệ thống dùng bồn nước chảy tự nhiên, đây là thông số không nên bỏ qua.

Kích thước ren phải phù hợp với đường ống, nhưng không nên chọn van chỉ dựa vào đường kính kết nối. Cần đối chiếu thêm lưu lượng yêu cầu, hệ số lưu lượng Kv hoặc Cv và mức tổn thất áp suất qua van.

Điện áp coil cũng phải trùng với nguồn điều khiển, chẳng hạn 24 VDC hoặc điện áp AC theo thiết kế. Không được đấu coil vào nguồn khác với thông số trên nhãn. Parker thể hiện điện áp, vật liệu gioăng, lưu lượng, áp suất tối thiểu và tối đa như những thông số riêng của từng mẫu van.

Cuối cùng, cần xem xét cấp bảo vệ của cuộn coil, thời gian đóng điện, kiểu thường đóng hoặc thường mở và yêu cầu an toàn khi mất điện.

Lưu ý khi lắp đặt van điện từ

Trước khi lắp van, cần khóa nguồn nước, xả áp và ngắt nguồn điện. Đường ống nên được làm sạch để cát, gỉ hoặc cặn không mắc tại cửa van và lỗ pilot. Với nguồn nước có cặn, nên lắp bộ lọc trước van theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Van phải được lắp đúng chiều mũi tên trên thân. Tài liệu lắp đặt của Danfoss quy định mũi tên đúc trên thân van phải cùng chiều dòng chảy.

Tư thế lắp coil cần tuân theo tài liệu của từng mẫu van; không nên mặc định mọi sản phẩm đều được lắp ở bất kỳ vị trí nào. Không sử dụng cuộn coil làm điểm tựa để vặn thân van và không để vật liệu làm kín ren lọt vào bên trong.

Nếu đường ống dài, vận tốc nước cao hoặc van đóng quá nhanh, hệ thống có thể phát sinh búa nước. Biện pháp xử lý có thể gồm giảm áp, điều chỉnh đường kính ống, bổ sung bộ phận giảm chấn hoặc chọn van có thời gian đóng phù hợp.

Van điện từ cấp nước tự động giúp kiểm soát dòng nước nhanh chóng và dễ tích hợp với cảm biến, bộ hẹn giờ hoặc hệ thống điều khiển trung tâm. Thiết bị được ứng dụng từ bồn nước gia đình, hệ thống tưới đến dây chuyền công nghiệp.

Để van hoạt động ổn định, cần chọn đúng kiểu tác động, trạng thái NC hoặc NO, dải áp suất, lưu lượng, vật liệu và điện áp coil. Quá trình lắp đặt phải tuân thủ chiều dòng chảy, yêu cầu lọc cặn và hướng dẫn riêng của nhà sản xuất. Hãy liên hệ Tiền Phong Nam để được tư vấn kỹ hơn về hệ thống nước.