Cấu Tạo Máy Bơm Nước Gồm Những Gì? Các Loại Máy Bơm Nước Dùng Phổ Biến

Máy bơm nước gồm hai phần: đầu bơm (vỏ bơm, cánh bơm, phớt) và motor điện kéo cánh bơm quay. Cánh quay tạo lực ly tâm đẩy nước ra cửa xả, đồng thời tạo vùng áp thấp ở cửa hút để nước được đẩy vào. Các loại máy bơm nước dùng phổ biến là bơm ly tâm, bơm đẩy cao (bơm chân không, bán chân không), bơm tăng áp, bơm chìm và bơm hỏa tiễn giếng khoan; chọn loại nào thì dựa vào nguồn nước ở đâu (bể ngầm, giếng khoan, đường ống), cần bao nhiêu lưu lượng và phải đẩy lên cao bao nhiêu mét.

1) Cấu tạo máy bơm nước

a) Phần đầu bơm

• Vỏ bơm (buồng xoắn): gang, inox 304 hoặc inox 316, dẫn nước từ cánh ra cửa xả và biến vận tốc thành áp.
• Cánh bơm (cánh quạt, guồng): đồng, inox, gang hoặc nhựa kỹ thuật; quyết định lưu lượng và cột áp.
• Phớt cơ khí (phớt bơm): hai mặt ma sát carbon – ceramic hoặc carbon – SiC, chặn nước không chảy dọc trục vào motor.
• Gioăng chữ O, bu lông, nút mồi nước, nút xả.

b) Phần motor điện

• Vỏ motor, stator quấn dây đồng, rotor lồng sóc gắn trên trục, hai bạc đạn đỡ trục.
• Quạt làm mát ở đuôi motor, hộp cầu đấu; bơm 1 pha có thêm tụ điện (tụ ngậm, có loại có tụ đề).
• Bơm gia đình nhiều loại có rơ le nhiệt tự ngắt khi motor quá nóng.

2) Nguyên lý hoạt động của máy bơm nước

Với bơm ly tâm, buồng bơm và ống hút phải đầy nước (mồi nước) trước khi chạy. Cánh quay ném nước ra ngoài theo lực ly tâm, nước đi vào buồng xoắn rồi ra cửa xả với áp lực cao. Ở tâm cánh áp suất giảm, áp suất khí quyển đè lên mặt nước nguồn đẩy nước theo ống hút vào bơm. Vì dựa vào áp suất khí quyển, chiều sâu hút lý thuyết tối đa khoảng 10 m, thực tế bơm hút tốt nhất trong khoảng 6–9 m. Nguồn nước sâu hơn thì phải dùng bơm chìm hoặc bơm hỏa tiễn thả xuống nước.

3) Các loại máy bơm nước dùng phổ biến

a) Máy bơm tăng áp

Bơm nhỏ có rơ le áp hoặc cảm biến dòng chảy, tự chạy khi mở vòi và tự tắt khi khóa vòi. Lắp sau bồn nước mái hoặc trên đường ống để tăng áp cho bình nóng lạnh, vòi sen, máy giặt, máy lọc nước. Bơm tăng áp điện tử dùng biến tần giữ áp ổn định, chạy êm và đỡ tốn điện.

b) Máy bơm đẩy cao: ly tâm, chân không, bán chân không

• Bơm ly tâm: lưu lượng lớn, chạy êm, nhưng phải mồi nước, mất nước chạy khô là cháy phớt, hỏng cánh. Không hút được nước lẫn nhiều khí.
• Bơm bán chân không (tự mồi): buồng bơm đặc biệt hút được nước lẫn khí, hút trực tiếp từ đường ống hoặc bể ngầm.
• Bơm chân không (bơm cánh xoáy): cột áp cao, tự hút tốt nhưng lưu lượng nhỏ hơn bơm ly tâm cùng công suất.

c) Máy bơm hỏa tiễn và bơm chìm

Bơm hỏa tiễn là bơm nhiều tầng cánh dạng ống dài, thả xuống giếng khoan, đẩy nước lên từ độ sâu hàng chục đến hàng trăm mét. Bơm chìm thả trực tiếp xuống hố, bể, ao để bơm nước sạch hoặc nước thải. Xem thêm bài Bơm Chìm, Bơm Thải, Cấu Tạo, Cách Hoạt Động Và Phương Pháp Lựa Chọn.

d) Máy bơm công nghiệp chuyên dụng

Bơm chữa cháy, bơm nước thải, bơm hóa chất, bơm trục đứng nhiều tầng cánh, bơm lưu lượng lớn cho thủy lợi, nuôi trồng thủy sản. Tham khảo thêm Các Loại Máy Bơm Công Nghiệp Nhiều Người Dùng và Máy Bơm Nước Lưu Lượng - Máy Bơm Nước 3 Pha.

4) Một số dòng máy bơm nước tham khảo

a) Máy bơm nước ly tâm CM

máy bơm nước ly tâm CM là dòng bơm ly tâm trục ngang một tầng cánh, trục và cánh inox, vỏ gang đúc, motor dây đồng cách điện cấp F, cấp bảo vệ IP55. Có bản 1 pha 220V và 3 pha 220/380V hoặc 380/660V. Bản đầu bơm inox 304 hoặc 316 với phớt carbon – ceramic dùng được cho nước nhiễm phèn, nước lợ, nước nóng, sữa, dung dịch nhuộm loãng.

b) Máy bơm nước Teco

Máy bơm nước Teco là dòng bơm công nghiệp dùng motor Teco, có bản đầu bơm inox cho môi trường nước có tính axit, kiềm hoặc nhiễm mặn, chạy liên tục được nhiều giờ.

c) Bơm gia đình đẩy cao, chân không, bán chân không

• Lưu lượng tối đa đo ở cột áp gần 0, cột áp tối đa đo ở lưu lượng gần 0; điểm chạy thực nằm giữa hai số này.
• Giá trung bình thị trường Việt Nam: Panasonic GP-250JXK khoảng 1,7–2,2 triệu đồng; Hanil PH-405W khoảng 3 triệu đồng; Pedrollo JSWm 1CX-N khoảng 3–4 triệu đồng.

5) Thông số điện và cách chọn máy bơm nước

a) Lưu lượng, cột áp, chiều sâu hút

Cột áp cần = chiều cao từ mặt nước nguồn tới điểm xả cao nhất + tổn thất đường ống (thường cộng thêm 10–30%) + áp cần ở vòi (vòi sen khoảng 10–15 m). Nhà 4 tầng cao 14 m, bể ngầm sâu 2 m: cột áp cần khoảng 16 m + tổn thất ≈ 20–22 m. Lưu lượng cho gia đình 4–6 người thường 20–40 lít/phút là đủ.

b) Điện áp, dòng điện theo công suất

• Bơm từ 2.2kW trở lên nên dùng 3 pha 380V nếu có điện 3 pha.
• Motor 1 pha lớn nhất phổ biến khoảng 7.5kW, dòng rất lớn, cần dây và CB tương xứng.
• Chỉnh rơ le nhiệt theo dòng trên tem bơm, không chỉnh theo bảng.

c) Biến tần cho máy bơm

Bơm tăng áp tòa nhà, bơm công nghiệp nên chạy biến tần kết hợp cảm biến áp 4–20mA (chế độ PID) để giữ áp ổn định. Công suất bơm ly tâm giảm theo lập phương tốc độ: giảm tốc độ còn 80% thì điện tiêu thụ còn khoảng 50%. Chọn biến tần dòng bơm/quạt có dòng định mức bằng hoặc lớn hơn dòng motor; bơm 1 pha có tụ thì không chạy biến tần được, phải dùng motor 3 pha (biến tần vào 1 pha ra 3 pha 220V nếu nhà chỉ có điện 1 pha).

6) Ứng dụng của các loại máy bơm nước

• Máy bơm nước gia đình đẩy nước từ bể ngầm lên bồn mái, máy bơm tăng áp cho bình nóng lạnh, vòi sen, máy giặt.
• Máy bơm ly tâm 3 pha cấp nước cho nhà xưởng, chung cư, khách sạn, hệ thống tưới.
• Máy bơm hỏa tiễn giếng khoan cho nhà vườn, trang trại, khu dân cư.
• Máy bơm chìm nước thải, bơm hố móng công trình, bơm thoát nước tầng hầm.
• Máy bơm đầu inox bơm nước nhiễm phèn, nước lợ, nước nóng, nước nuôi trồng thủy sản.
• Máy bơm lưu lượng lớn cho thủy lợi, tưới ruộng, ao hồ.

7) Ưu điểm và nhược điểm của từng loại máy bơm nước

a) Ưu điểm

• Bơm ly tâm: lưu lượng lớn, chạy êm, hiệu suất cao, giá hợp lý, dễ sửa.
• Bơm bán chân không: tự mồi, hút được nước lẫn khí, hợp hút trực tiếp đường ống.
• Bơm tăng áp tự động: tự chạy tự tắt, tiện cho gia đình.
• Bơm hỏa tiễn, bơm chìm: không bị giới hạn chiều sâu hút, không cần mồi nước.

b) Nhược điểm

• Bơm ly tâm phải mồi nước, chạy khô là hỏng phớt.
• Bơm chân không lưu lượng nhỏ, cánh nhỏ dễ kẹt cặn.
• Bơm hỏa tiễn, bơm chìm sửa chữa phải kéo lên khỏi giếng, chi phí cao hơn.

8) Kiểm tra và xử lý sự cố máy bơm nước

• Máy không chạy: kiểm tra CB, cầu chì, điện áp ở cầu đấu, tụ điện (bơm 1 pha), rơ le áp.
• Máy chạy không lên nước: kiểm tra mồi nước, van một chiều (lơ hút) có kẹt rác, ống hút có hở khí, chiều quay (bơm 3 pha).
• Máy chạy kêu: bạc đạn khô, cánh chạm vỏ, hút sâu quá gây xâm thực (tiếng lạo xạo như sỏi).
• Rỉ nước dọc trục: phớt cơ khí mòn, thay phớt đúng cỡ trục.

9) Câu hỏi thường gặp về cấu tạo và các loại máy bơm nước

a) Người sắp mua máy bơm nước cần hỏi gì, xác minh gì

• Hỏi người bán những thông số gì? Lưu lượng và cột áp tại điểm làm việc (không chỉ số tối đa), chiều sâu hút, công suất kW, điện áp 220V hay 380V, dòng định mức, vật liệu cánh và vỏ, loại phớt. Hỏi luôn đường đặc tính Q–H: tại cột áp nhà mình cần, bơm ra được bao nhiêu lít/phút.
• Đọc tem máy bơm thế nào? Tem ghi Qmax, Hmax (cột áp tối đa), công suất P2 (kW hoặc HP), điện áp, dòng điện, tốc độ (thường khoảng 2850–2900 vòng/phút với bơm 2 cực), cấp cách điện, IP, dung lượng tụ (µF) với bơm 1 pha. Bơm 0.75kW 1 pha mà dòng ghi chỉ 3A là bất thường.
• Nhận ra bơm không đúng quảng cáo bằng cách nào? Thử cân trọng lượng: motor quấn dây nhôm, lõi thép mỏng thường nhẹ hơn hẳn hàng cùng công suất. Hút nam châm vào "đầu bơm inox": inox 304 hút rất nhẹ hoặc không hút, thép mạ hút mạnh. Chạy thử, đo dòng bằng ampe kìm và hứng nước vào xô có vạch để đo lưu lượng.
• Chọn công suất thế nào cho đủ mà không dư? Tính cột áp thực tế trước (chiều cao + tổn thất + áp vòi), rồi tìm bơm có điểm làm việc nằm ở khoảng giữa đường đặc tính. Nhà 3–4 tầng đẩy bồn mái thường 0.37–0.75kW là đủ. Bơm quá lớn so với ống nhỏ sẽ chạy lệch đường cong, tốn điện, nhanh hỏng phớt.
• Giá máy bơm nước gia đình bao nhiêu là hợp lý? Giá trung bình thị trường Việt Nam cho bơm đẩy cao gia đình 200–400W khoảng 1,5–4 triệu đồng tùy hãng; bơm tăng áp điện tử, bơm có biến tần cao hơn. Rẻ bất thường thường là motor dây nhôm, cánh nhựa mỏng, không có rơ le nhiệt.

b) Người đã mua: lắp cho đúng, dùng cho tối ưu

• Lắp ống hút đúng cách ra sao? Ống hút bằng hoặc lớn hơn cửa hút của bơm, càng ngắn càng tốt, ít co cút, dốc đều lên phía bơm để không đọng khí. Lơ hút (van một chiều có lưới) đặt cách đáy bể 20–30 cm. Mọi mối nối ống hút phải kín tuyệt đối; hở một chút là bơm hút khí, không lên nước.
• Đấu điện bơm thế nào cho an toàn? Bơm 1 pha dùng CB chống giật riêng, dây đủ tiết diện (bơm 1.5kW 1 pha nên dùng dây 2,5 mm²), nối đất vỏ bơm. Bơm 3 pha qua CB, khởi động từ, rơ le nhiệt chỉnh theo dòng tem; chạy thử một hai giây xem chiều quay đúng mũi tên trên vỏ, ngược thì đảo hai dây pha.
• Mồi nước và chạy thử lần đầu? Mở nút mồi, đổ nước đầy buồng bơm và ống hút cho tới khi tràn, vặn chặt nút. Đóng hé van xả, bật bơm, khi nước lên đều mới mở van từ từ. Chạy 2–3 phút mà không lên nước thì tắt, mồi lại, kiểm tra hở khí.
• Dùng sao cho tiết kiệm điện? Dùng phao điện tự ngắt khi bồn đầy, tránh bơm chạy khô khi bể ngầm cạn. Bơm tăng áp tòa nhà dùng biến tần giữ áp. Đường ống đủ to, ít co cút làm giảm cột áp cần bơm, bơm chạy nhẹ hơn.
• Bơm tăng áp chạy tắt liên tục thì làm gì? Thường do rò rỉ đường ống, van một chiều hở, bình tích áp mất khí. Khóa hết vòi, nghe xem bơm có tự chạy lại không; kiểm tra áp khí bình tích áp (thường thấp hơn áp ngắt khoảng 0,2–0,3 bar).

c) Các lỗi người dùng thường mắc và cách chỉnh sửa

• Chạy bơm ly tâm khi chưa mồi nước. Triệu chứng: bơm rú, nóng thân, rỉ nước ở trục sau vài lần. Cách sửa: tắt ngay, thay phớt nếu đã rỉ, lần sau mồi đầy rồi mới chạy; lắp rơ le chống chạy khô hoặc phao bể ngầm.
• Dùng ống hút nhỏ hơn cửa hút, nhiều co cút. Triệu chứng: lưu lượng yếu, tiếng lạo xạo trong bơm (xâm thực), cánh rỗ sau vài tháng. Cách sửa: thay ống hút đúng cỡ, rút ngắn, giảm co; hạ bơm xuống gần mặt nước hơn.
• Đặt bơm hút sâu quá 8–9 m. Triệu chứng: không lên nước hoặc lên yếu. Cách sửa: hạ vị trí bơm, hoặc chuyển sang bơm chìm, bơm hỏa tiễn.
• Thay tụ sai thông số cho bơm 1 pha. Triệu chứng: bơm khó đề, kêu ù, nóng nhanh. Cách sửa: thay tụ đúng µF và điện áp ghi trên tem (ví dụ 16 µF – 450V), không lấy tụ quạt thay tạm.
• Để bơm ngoài trời không mái che. Triệu chứng: nhảy CB khi mưa, bạc đạn rỉ, cầu đấu gỉ. Cách sửa: làm mái che thoáng, đế cao khỏi mặt nền, kiểm tra cách điện bằng đồng hồ megaôm.

d) Dành cho sinh viên cơ điện mới vào ngành: nên tìm hiểu gì trước

• Khái niệm nào cần nắm trước? Lưu lượng Q, cột áp H, đường đặc tính Q–H của bơm và đường đặc tính ống, điểm làm việc, NPSH (độ dự trữ chống xâm thực), hiệu suất bơm. Bên điện: công suất P1, P2, dòng định mức, cos φ, tụ điện của motor 1 pha.
• Nên tìm hiểu loại bơm nào trước? Bơm ly tâm một tầng cánh trục ngang trước, vì đơn giản và phổ biến nhất; sau đó bơm bán chân không, bơm nhiều tầng cánh (trục đứng, hỏa tiễn), bơm chìm; cuối cùng mới tới bơm thể tích như bơm bánh răng, bơm trục vít, bơm màng.
• Thứ tự học hợp lý? Học motor 1 pha có tụ và motor 3 pha rotor lồng sóc; học đọc tem bơm và đường đặc tính; học tính cột áp và tổn thất đường ống; sau đó học mạch điều khiển bơm (phao, rơ le áp, khởi động từ) và biến tần PID.
• Tự kiểm chứng bằng dụng cụ gì? Đồng hồ áp lắp ở cửa xả để đọc cột áp (1 bar ≈ 10 m nước), xô có vạch và đồng hồ bấm giây để đo lưu lượng, ampe kìm đo dòng, đồng hồ vạn năng đo tụ. Ghi lại vài điểm Q–H rồi so với đường đặc tính hãng.
• Đọc thêm ở đâu? Có thể đọc tiếp Bơm Tăng Áp Suất Nước Trong Gia Đình, Nhà Cao Tầng và các bài trong mục kỹ thuật máy bơm nước.