Những thông số về công suất, lưu lượng, cột áp, điện áp cần biết khi lựa chọn máy bơm nước công nghiệp

Máy bơm là thiết bị không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, giúp vận chuyển chất lỏng từ nơi này đến nơi khác. Để lựa chọn được máy bơm phù hợp với nhu cầu sử dụng, người dùng cần nắm vững các thông số kỹ thuật quan trọng như công suất, lưu lượng, cột áp và điện áp. Bài viết này sẽ phân tích chi tiết ý nghĩa và mối liên hệ giữa các thông số này, giúp bạn có cái nhìn toàn diện khi chọn mua máy bơm công nghiệp.

Máy bơm là thiết bị không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, giúp vận chuyển chất lỏng từ nơi này đến nơi khác. Để lựa chọn được máy bơm phù hợp với nhu cầu sử dụng, người dùng cần nắm vững các thông số kỹ thuật quan trọng như công suất, lưu lượng, cột áp và điện áp. Bài viết này sẽ phân tích chi tiết ý nghĩa và mối liên hệ giữa các thông số này, giúp bạn có cái nhìn toàn diện khi chọn mua máy bơm công nghiệp.

Công suất là gì? Các loại công suất của máy bơm

Công suất của máy bơm là một trong những thông số quan trọng nhất, thể hiện khả năng làm việc của máy trong một đơn vị thời gian. Công suất càng lớn thì máy bơm hoạt động càng mạnh mẽ, bơm được lưu lượng nước lớn hơn hoặc đẩy nước lên độ cao lớn hơn.

Thông thường, máy bơm công nghiệp sẽ có 3 loại công suất là:

• Công suất tiêu thụ: Là công suất mà động cơ máy bơm cần hấp thụ từ nguồn điện để hoạt động. Công suất này phụ thuộc vào kích thước, hiệu suất của động cơ.

• Công suất trục: Còn gọi là công suất đầu trục, là phần công suất có ích mà động cơ bơm truyền tới cánh bơm để tạo áp suất và lưu lượng. Công suất trục luôn nhỏ hơn công suất tiêu thụ do có hao hụt cơ khí.

• Công suất thủy lực: Là công suất mà máy bơm tác động lên chất lỏng để chuyển động chúng. Công suất thủy lực được tính bằng tích của lưu lượng và cột áp.

Công thức tính công suất thủy lực: P = Q x H / 102 (kW)
Trong đó: P là công suất thủy lực (kW)
Q là lưu lượng (m3/h)
H là cột áp (m)

Ví dụ: Một máy bơm có lưu lượng 30 m3/h, cột áp 20m thì công suất thủy lực của nó là:
P = 30 x 20 / 102 = 5,88 (kW)

Hiệu suất của máy bơm là tỷ lệ giữa công suất thủy lực và công suất trục. Hiệu suất này phụ thuộc vào loại cánh bơm, vật liệu, độ mòn...Thông thường hiệu suất dao động từ 60-90%.

Khi lựa chọn máy bơm, cần lưu ý chọn công suất đủ lớn để đáp ứng yêu cầu về lưu lượng và cột áp. Nếu công suất quá nhỏ, máy bơm sẽ không đạt được thông số cần thiết. Nếu công suất quá lớn sẽ gây lãng phí điện năng.

Lưu lượng của máy bơm là gì? Các đơn vị đo lưu lượng phổ biến

Lưu lượng của máy bơm là khối lượng hoặc thể tích chất lỏng chảy qua bơm trong một đơn vị thời gian. Lưu lượng phản ánh năng suất làm việc của máy, là cơ sở để tính toán công suất cần thiết.

Có 2 cách biểu thị lưu lượng là lưu lượng thể tích và lưu lượng khối lượng:

• Lưu lượng thể tích cho biết thể tích chất lỏng chảy qua tiết diện ống trong 1 đơn vị thời gian. Các đơn vị hay dùng là mét khối/giờ (m3/h), lít/giây (l/s), gallon/phút (gpm).

• Lưu lượng khối lượng cho biết khối lượng chất lỏng chảy qua bơm trong 1 đơn vị thời gian. Các đơn vị thường dùng là kg/giây, tấn/giờ.

Nếu biết tỷ trọng của chất lỏng, ta có thể chuyển đổi giữa lưu lượng thể tích và lưu lượng khối lượng theo công thức:
Q khối lượng = Q thể tích x tỷ trọng

Ví dụ nước có tỷ trọng xấp xỉ 1000 kg/m3 nên lưu lượng 1 m3/h tương đương 1000 kg/h hay 1 tấn/h.

Để xác định lưu lượng cần thiết khi chọn máy bơm, cần dựa vào ứng dụng cụ thể:

• Với hệ thống cấp nước sinh hoạt, lưu lượng nên đảm bảo từ 3-5m3/h/hộ gia đình.

• Với hệ thống cấp nước chữa cháy, lưu lượng tối thiểu 5 l/s cho 1 đầu phun cứu hỏa và 30 l/s cho 2 họng cứu hỏa.

• Với hệ thống sản xuất công nghiệp, lưu lượng cần bằng tổng lượng nước tiêu thụ của các thiết bị cộng thêm tỷ lệ dự phòng 10-20%.

• Với hệ thống tưới trong nông nghiệp, lưu lượng thay đổi theo kích thước và loại cây trồng, thường dao động từ 2-10 l/s/ha.

Ngoài ra, lưu lượng của máy bơm còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như cột áp, đường kính ống và ma sát. Khi cột áp tăng lên hoặc đường kính ống giảm xuống thì lưu lượng có xu hướng giảm và ngược lại. Lựa chọn kích cỡ ống phù hợp sẽ góp phần tăng hiệu quả hoạt động của máy bơm.

Cột áp là gì? Mối quan hệ giữa cột áp và công suất, lưu lượng

Cột áp hay còn gọi là áp suất đẩy của máy bơm, thể hiện khả năng đẩy nước lên một độ cao nhất định. Có thể hiểu đơn giản cột áp chính là độ chênh lệch độ cao giữa mực nước hút và mực nước đẩy.

Cột áp được đo bằng nhiều đơn vị khác nhau như mét cột nước (m), kg/cm2, bar, PSI, KPa... Mối quan hệ giữa các đơn vị này như sau:

1 kg/cm2 = 10m = 0,98 bar = 14,22 PSI = 98,07 KPa

Cột áp có ảnh hưởng lớn đến công suất và lưu lượng của máy bơm. Khi độ cao cột nước tăng lên, áp lực ngược mà máy bơm phải chịu sẽ tăng lên, dẫn đến công suất tiêu thụ lớn hơn. Đồng thời, lưu lượng nước bơm được cũng giảm xuống do lực cản lớn hơn.

Nếu biểu diễn trên đồ thị, mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng máy bơm có dạng một đường cong bậc 2 đi xuống. Tại cột áp bằng 0, máy bơm đạt lưu lượng cực đại. Tại cột áp cực đại, lưu lượng bằng 0.

Để chọn được máy bơm có cột áp phù hợp, cần xem xét các yếu tố sau:

• Chênh lệch độ cao giữa bể chứa (hồ, ao, sông...) và nơi cần đẩy nước lên. Nếu mực nước hút nằm cao hơn mực nước đẩy thì cần chọn máy bơm có cột áp lớn.

• Chiều dài, chất liệu và đường kính của ống dẫn. Ống càng dài, đường kính càng nhỏ thì độ sụt áp càng lớn, cần chọn máy có cột áp cao hơn.

• Áp lực làm việc của thiết bị sử dụng nước. Một số thiết bị như đầu phun nước, béc tưới cần áp lực tối thiểu để đảm bảo tầm phun.

Thông thường, cột áp sẽ dư khoảng 30% so với tổng chiều cao cần bơm và tổn thất áp lực trong đường ống để đảm bảo máy vận hành ổn định, không quá tải.

Ví dụ: Tòa nhà cao 15m, sử dụng ống inox D32, chiều dài ống 20m. Đầu phun nước cần áp lực 1 bar.
Cột áp min = (15 x 1,1 + 20 x 1,2 + 10) x 1,3 = 60,45m

Vậy nên chọn máy bơm có cột áp tối thiểu 60m mới đáp ứng được nhu cầu.

Điện áp là gì? Cách chọn máy bơm có điện áp phù hợp

Điện áp là hiệu điện thế giữa hai đầu của máy bơm, là động lực để máy vận hành. Điện áp càng cao thì công suất máy bơm càng lớn. Việc sử dụng đúng điện áp sẽ giúp động cơ máy bơm hoạt động hiệu quả và bền bỉ hơn.

Các loại điện áp phổ biến của máy bơm công nghiệp bao gồm:

• Điện xoay chiều 1 pha 220V: Thường sử dụng cho các máy bơm công suất nhỏ và vừa từ 0,75-4kW, dùng cho gia đình, trang trại.

• Điện 3 pha 380V: Phù hợp cho các máy bơm công suất lớn trên 5,5kW, dùng trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp quy mô lớn. Điện 3 pha có ưu điểm là cân bằng tải tốt, ít tổn hao hơn.

• Điện 1 chiều DC: Những máy bơm mini 12V hoặc 24V thường dùng loại điện này, tiện lợi cho các khu vực xa lưới điện.

Khi chọn máy bơm, cần căn cứ vào nguồn điện sẵn có mà chọn loại máy có điện áp tương ứng. Sử dụng máy bơm điện áp cao hơn hoặc thấp hơn điện áp của lưới điện có thể khiến động cơ quá tải hoặc quay chậm, thậm chí cháy nổ.

Ngoài ra, cần chú ý đến công suất phù hợp với cầu dao, dây và ổ cắm điện để đảm bảo an toàn. Nên sử dụng loại dây điện chuyên dụng cho máy bơm, có tiết diện lớn để giảm tổn hao điện trở. Cầu dao ngắt mạch nên có dòng điện định mức cao hơn 25% so với dòng làm việc của máy bơm.

Khi lắp đặt máy bơm cũng cần hết sức cẩn thận, đảm bảo các mối nối điện kín nước, có nối đất. Một số máy bơm có tích hợp cảm biến ngừng khi quá tải giúp bảo vệ động cơ tốt hơn. Việc sử dụng biến tần cũng giúp điều chỉnh tốc độ vòng quay linh hoạt, tiết kiệm điện.

Cách đọc thông số kỹ thuật máy bơm nước

Trên nhãn mác hoặc catalogue của máy bơm nước thường có ghi các thông số cơ bản như công suất, cột áp, lưu lượng, điện áp, kích thước ống hút/xả... Dựa vào những chỉ số này, người dùng có thể dễ dàng nhận biết được đây là loại máy bơm nào và sử dụng cho mục đích gì.

Ví dụ một máy bơm có thông số:

3HP 30m3/h 15m 220V 50/60Hz D50

Trong đó:

• 3HP: Công suất 3 mã lực tương đương 2,2kW
• 30m3/h: Lưu lượng bơm được 30 mét khối/giờ
• 15m: Cột áp 15 mét, tức chiều cao đẩy nước tối đa 15m
• 220V: Điện áp làm việc 220V xoay chiều
• 50/60Hz: Tần số 50Hz hoặc 60Hz
• D50: Ống hút và ống xả cùng có đường kính D50 (60mm)

Như vậy có thể nhận biết đây là máy bơm ly tâm trục ngang, công suất vừa, phù hợp cho gia đình hoặc tưới tiêu quy mô nhỏ. Máy có thể hút nước từ các nguồn nước ngầm, bể chứa rồi đẩy lên bể chứa trên cao 15m, với năng suất 30 khối/giờ.

Một ví dụ khác là máy bơm chìm giếng khoan 4" có thông số:

1.5HP 7.2m3/h 55m 380V D96

Đây là máy bơm chìm có đường kính 4 inch (D96), công suất 1,5HP (1,1kW), lưu lượng 7,2 khối/giờ, cột áp 55m, dùng điện 3 pha 380V. Máy bơm này thường dùng để khai thác nước giếng khoan sâu, cung cấp nước sinh hoạt hoặc tưới cây.

Trên thân máy còn ghi thêm các thông tin về xuất xứ, vật liệu, ngày sản xuất để người dùng dễ theo dõi. Nhiều máy bơm hiện đại còn in mã QR code để quét và xem hướng dẫn sử dụng, bảo trì.

Một số lưu ý khi sử dụng và bảo dưỡng máy bơm

Để đảm bảo máy bơm nước hoạt động ổn định, hiệu quả và kéo dài tuổi thọ, người sử dụng cần thực hiện một số việc sau:

• Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng trước khi lắp đặt và vận hành.
• Kiểm tra nguồn điện, dây cáp, cầu dao đảm bảo đúng chủng loại và công suất.
• Chọn vị trí đặt máy thoáng, dễ thao tác, tránh ngập nước.
• Lắp đặt ống hút và ống xả có kích thước phù hợp, tránh rò rỉ hoặc bị bóp méo.
• Đối với máy bơm nước mặt, cần lắp lưới lọc rác ở đầu ống hút để ngăn cản tạp chất lọt vào gây hư hỏng.
• Kiểm tra hệ thống bôi trơn, mỡ định kỳ theo khuyến cáo nhà sản xuất.
• Đối với máy bơm chìm, không để bùn đất lắng đọng quá nhiều khiến máy quá tải.
• Không để máy bơm chạy khô hoặc quá tải trong thời gian dài sẽ khiến động cơ nóng, cháy.
• Nếu thay đổi điều kiện sử dụng như chiều cao đẩy, chất lỏng bơm, cần chọn lại loại máy phù hợp.
• Sau mỗi mùa sử dụng nên bảo dưỡng, vệ sinh và cất giữ máy bơm ở nơi khô ráo.
• Ghi lại nhật ký vận hành và sửa chữa để theo dõi hiệu quả sử dụng.
• Liên hệ đại lý hoặc trung tâm bảo hành nếu máy bơm gặp sự cố không tự khắc phục được.

Như vậy, việc nắm vững các thông số cơ bản cũng như cách sử dụng máy bơm nước đúng cách sẽ giúp người dùng tận dụng hiệu quả nhất sức mạnh của thiết bị, giảm thiểu hao phí, hỏng hóc và kéo dài thời gian làm việc. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những kiến thức hữu ích về công suất, lưu lượng, cột áp, điện áp máy bơm.

Công ty CP Khoa học công nghiệp Đại Nam - Nhà cung cấp hàng đầu về thiết bị máy bơm công nghiệp, van công nghiệp tại Việt Nam. Sản phẩm nhập khẩu 100% từ các thương hiệu uy tín thế giới như Masflo, Zurn, đạt tiêu chuẩn quốc tế Lead Free, Wras, NFPA-20, DIN, EN. Đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp được đào tạo bởi chuyên gia nước ngoài. Khách hàng gồm các tập đoàn lớn như Samsung, Piaggio, EVN và nhiều dự án trọng điểm quốc gia. Cam kết chất lượng sản phẩm và dịch vụ tốt nhất, xứng đáng là đối tác tin cậy cho mọi công trình.

Liên hệ: Công ty CP Khoa học công nghiệp Đại Nam
Địa chỉ: P303, Tầng 3, Tòa Nhà An Bình 1, số 3 Trần Nguyên Đán, P. Định Công, Q. Hoàng Mai, Hà Nội
Điện thoại: 0383478272
Email: dainam@dainamco.vn