Cấu Tạo Máy Bơm Tăng Áp, Nguyên Lý Làm Việc, Phân Loại Và Cách Chọn

Máy bơm tăng áp (bơm trợ lực, bơm áp lực nước) là máy bơm nhỏ có bộ tự động (rơ le áp, cảm biến dòng chảy hoặc biến tần) tự chạy khi mở vòi và tự tắt khi khóa vòi, dùng để tăng áp lực nước trong đường ống cho vòi sen, bình nóng lạnh, máy giặt, máy lọc nước hoặc cả tòa nhà. Chọn bơm tăng áp thì xét: số điểm dùng nước cùng lúc (ra lưu lượng), áp cần ở điểm cao nhất (ra cột áp), nước lấy từ bồn mái hay từ đường ống thủy cục, và có cần chạy êm, giữ áp đều (bơm điện tử, bơm biến tần) hay không.

Ví dụ: bồn nước đặt trên mái chỉ cao hơn vòi sen tầng trên cùng 1,5 m, áp ở vòi chỉ khoảng 0,15 bar, nước chảy yếu; lắp một bơm tăng áp 125–200W ngay sau bồn là vòi sen đạt khoảng 1,5–2 bar.

1) Cấu tạo máy bơm tăng áp

a) Các bộ phận chính

• Đầu bơm: buồng bơm và cánh bơm (cánh ly tâm hoặc cánh xoáy), vật liệu gang, đồng, nhựa kỹ thuật hoặc inox.
• Motor điện 1 pha 220V có tụ, hoặc motor 3 pha với cụm bơm lớn; bơm cao cấp dùng motor DC không chổi than điều tốc.
• Bộ tự động: rơ le áp (công tắc áp lực) có lò xo chỉnh áp đóng – ngắt; hoặc cảm biến dòng chảy (flow switch) với bơm điện tử; hoặc cảm biến áp 4–20mA và biến tần.
• Bình tích áp: bình có màng cao su ngăn nước và khí nén, giữ áp trong ống để bơm không bật tắt liên tục.
• Van một chiều, đồng hồ áp, rơ le nhiệt bảo vệ motor, một số máy có rơ le chống chạy khô.

b) Nguyên lý làm việc

Khi mở vòi, áp trong ống tụt xuống dưới mức cài (ví dụ 1,5 bar), rơ le áp đóng điện, bơm chạy. Khi khóa vòi, áp tăng lên mức ngắt (ví dụ 2,5 bar), rơ le cắt, bơm dừng. Bình tích áp bù lượng nước nhỏ (rửa tay, xả bồn cầu) mà bơm không phải chạy. Bơm điện tử dùng cảm biến dòng chảy: có nước chảy là chạy, không chảy là dừng. Bơm biến tần thì chạy nhanh chậm để giữ áp đúng mức cài, gần như không dao động.

2) Phân loại máy bơm tăng áp

a) Bơm tăng áp điện tử

Điều khiển bằng board mạch và cảm biến dòng chảy, chạy êm, nhỏ gọn, hợp đặt trong nhà tắm, sau bình nóng lạnh hoặc máy lọc nước. Các dòng gia đình 100–250W của Panasonic, Wilo, Hanil, Zento thuộc nhóm này.

b) Bơm tăng áp cơ (rơ le áp và bình tích áp)

Bơm có sẵn rơ le áp và bình tích áp từ nhà máy. Bền, dễ thay rơ le, chịu được nhiều điều kiện nước; khi đóng ngắt có tiếng tách nhỏ. Đây là loại dùng phổ biến nhất cho nhà phố.

c) Bơm tăng áp lắp ghép

Bơm đẩy cao hoặc Máy Bơm Ly Tâm Các Công Suất, Bản Vẽ Kích Thước lắp thêm bình tích áp và rơ le áp rời. Dùng khi cần lưu lượng lớn, nhiều vòi, hoặc bơm thẳng từ bể ngầm lên nhà cao tầng.

d) Bơm tăng áp biến tần

Biến tần thay đổi tốc độ motor theo áp đo được, giữ áp gần như không đổi, khởi động mềm, ít búa nước. Tiết kiệm điện rõ nhất ở chung cư, khách sạn, nơi lượng nước dùng thay đổi liên tục trong ngày.

3) Thông số kỹ thuật và cách chọn máy bơm tăng áp

a) Lưu lượng, cột áp theo nhu cầu

• Cột áp và lưu lượng tối đa không đạt cùng lúc; tại điểm dùng thực tế cả hai đều thấp hơn số tối đa.
• Vòi sen dùng khoảng 8–12 lít/phút; máy giặt khoảng 10–15 lít/phút; cộng các điểm dùng cùng lúc để ra lưu lượng cần.
• Áp ở vòi khoảng 1,5–3 bar là dễ chịu; quá 4–5 bar dễ xì mối nối, hỏng van máy giặt.

b) Điện áp, dòng điện, biến tần

Bơm tăng áp gia đình dùng điện 1 pha 220V: 125W khoảng 0.6–1A, 250W khoảng 1.5–2A, 370W khoảng 2.8–3A, 750W khoảng 5–6A. Cụm bơm tòa nhà dùng 3 pha 380V: 1.5kW khoảng 3.5A, 2.2kW khoảng 5A, 4kW khoảng 8.8A, 7.5kW khoảng 15.5A. Biến tần cho bơm chọn loại dành cho bơm/quạt, dòng định mức bằng hoặc lớn hơn dòng motor, có PID và đầu vào cảm biến áp 4–20mA; nhà chỉ có điện 1 pha mà muốn biến tần thì dùng motor 3 pha 220V với biến tần vào 1 pha ra 3 pha.

c) Vị trí lắp

Lắp sau bồn nước mái (ống từ bồn xuống bơm), hoặc trên đường ống cấp. Tránh hút trực tiếp đường ống thủy cục nếu địa phương cấm; dùng bồn trung gian là cách an toàn. Bơm đặt chỗ khô, thoáng, có mái che, dễ tháo bảo trì.

4) Ứng dụng của máy bơm tăng áp

• Bơm tăng áp cho vòi sen tầng trên cùng, khi bồn mái đặt thấp.
• Bơm trợ lực cho bình nóng lạnh, máy nước nóng năng lượng mặt trời.
• Bơm tăng áp cho máy giặt cửa ngang báo lỗi thiếu nước.
• Bơm tăng áp cho máy lọc nước RO khi áp nguồn yếu.
• Bơm tăng áp tưới cây, rửa sân, rửa xe gia đình.
• Cụm bơm tăng áp biến tần cho chung cư, khách sạn, bệnh viện, nhà xưởng.

5) Ưu điểm và nhược điểm của máy bơm tăng áp

a) Ưu điểm

• Tự chạy tự tắt, không cần phao hay bấm công tắc.
• Nhỏ gọn, lắp ngay sau bồn hoặc ngay trước thiết bị cần áp.
• Bơm điện tử và bơm biến tần chạy êm, áp đều, đỡ tốn điện.
• Phụ tùng (rơ le áp, bình tích áp, cảm biến) dễ thay.

b) Nhược điểm

• Đường ống rò rỉ nhỏ cũng làm bơm tự chạy lại liên tục.
• Bình tích áp mất khí là bơm bật tắt dồn dập, nhanh hỏng rơ le.
• Bơm mini chỉ đủ cho một hai điểm dùng; mở nhiều vòi cùng lúc thì vẫn yếu.

6) An toàn khi lắp và dùng bơm tăng áp

• Dùng CB chống giật riêng cho bơm, nối đất vỏ bơm; điện trở tiếp đất nên dưới 10 Ω.
• Dây điện đủ tiết diện, mối nối trong hộp kín, không để dưới chỗ nước rò.
• Ống và phụ kiện chịu được áp ngắt của bơm cộng dự phòng; hệ thống áp cao lắp van an toàn.
• Ngắt điện, xả áp trong ống trước khi tháo bơm, thay rơ le hoặc phớt.

7) Câu hỏi thường gặp về máy bơm tăng áp

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

• Cần hỏi người bán thông số gì? Công suất, lưu lượng và cột áp tại điểm dùng (không chỉ số tối đa), kiểu tự động (rơ le áp, cảm biến dòng chảy hay biến tần), áp đóng – ngắt mặc định, có chống chạy khô không, chịu được nước nóng bao nhiêu độ (lắp sau bình nóng lạnh cần bơm chịu nước nóng).
• Tem bơm tăng áp ghi gì cần đối chiếu? Điện áp 220V, công suất W, dòng A, Qmax (lít/phút), Hmax (m), áp đóng – ngắt, nhiệt độ nước cho phép, cấp bảo vệ IP. Bơm 200W mà ghi Hmax rất cao kèm lưu lượng rất lớn cùng lúc là không hợp lý.
• Làm sao nhận ra bơm kém, không đúng quảng cáo? Thân nhẹ bất thường, motor nóng nhanh khi chạy thử; rơ le áp nhựa mỏng, chỉnh không được; bình tích áp không có van nạp khí. Chạy thử với đồng hồ áp: bơm ngắt đúng mức áp ghi trên tem là đạt.
• Nhà 4 tầng, 5 người chọn bơm bao nhiêu W? Nếu chỉ cần trợ áp cho các vòi tầng trên từ bồn mái, bơm 200–300W thường đủ. Nhiều phòng tắm dùng cùng lúc, có máy giặt, bình nóng lạnh trực tiếp thì cân nhắc bơm trục đứng 0.37–0.75kW hoặc bơm biến tần.
• Giá bơm tăng áp bao nhiêu là hợp lý? Giá trung bình thị trường Việt Nam: bơm tăng áp mini 100–150W khoảng một đến vài triệu đồng; bơm gia đình 200–300W thương hiệu Nhật, Hàn khoảng 2–4 triệu đồng; bơm biến tần, bơm trục đứng cao hơn nhiều. Rẻ bất thường thường là motor dây nhôm, rơ le kém.

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

• Lắp bơm tăng áp sau bồn mái thế nào? Ống từ đáy bồn xuống cửa hút bơm đủ to (thường bằng cửa hút), có van khóa trước bơm, van một chiều, rồi bơm, rồi ống ra các tầng. Nên có ống tắt (bypass) có van để khi bơm hỏng vẫn dùng được nước tự chảy.
• Đấu điện và chạy thử ra sao? Cắm vào ổ riêng có CB chống giật, nối đất. Mồi đầy nước buồng bơm (với bơm không tự mồi), mở một vòi, bật điện, bơm chạy đến khi nước ra đều; khóa vòi, bơm phải tự ngắt trong vài giây. Bơm không ngắt là áp ngắt cài cao hơn khả năng bơm hoặc ống rò.
• Chỉnh rơ le áp thế nào? Ngắt điện, mở nắp rơ le, vặn ốc lò xo lớn để tăng/giảm cả áp đóng và ngắt, ốc nhỏ để chỉnh khoảng chênh. Mỗi lần chỉnh nửa vòng, chạy thử và đọc đồng hồ áp. Áp ngắt không vượt quá cột áp tối đa của bơm.
• Dùng sao cho tiết kiệm điện? Sửa hết rò rỉ (bồn cầu rò là nguyên nhân hay gặp), nạp khí bình tích áp đúng mức, cài áp vừa đủ. Tòa nhà dùng biến tần PID; nhà phố có thể chọn bơm điện tử DC điều tốc.
• Bơm chạy tắt liên tục khi không ai dùng nước thì làm gì? Khóa van sau bơm: nếu bơm hết chạy thì rò ở đường ống, bồn cầu, van phao; nếu vẫn chạy thì van một chiều hoặc bình tích áp có vấn đề.

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

• Không nạp khí hoặc để bình tích áp mất khí. Triệu chứng: bơm bật tắt vài giây một lần, tiếp điểm rơ le cháy. Cách sửa: ngắt điện, xả hết nước, đo áp khí ở van bình (như van xe đạp), bơm khí tới mức thấp hơn áp đóng khoảng 0,2 bar; màng rách thì thay bình.
• Chỉnh áp ngắt quá cao. Triệu chứng: bơm chạy mãi không tắt, nóng motor. Cách sửa: hạ áp ngắt xuống dưới cột áp tối đa của bơm khoảng 20–30%.
• Lắp bơm thường sau bình nóng lạnh. Triệu chứng: phớt, cánh nhựa biến dạng, rò nước nóng. Cách sửa: thay bơm chịu nước nóng (thường ghi tới 60–90°C), hoặc chuyển bơm ra trước bình nóng lạnh, tăng áp nước lạnh vào bình.
• Bơm chạy khô khi bồn mái hết nước. Triệu chứng: bơm rú, nóng, rỉ nước ở trục. Cách sửa: thay phớt, lắp rơ le chống chạy khô hoặc phao điện trong bồn để cắt bơm khi cạn.
• Ống hút nhỏ, nhiều co cút. Triệu chứng: nước ra có bọt khí, bơm kêu lạo xạo, áp không ổn định. Cách sửa: thay ống hút to hơn, ngắn hơn, đặt bơm thấp hơn đáy bồn để nước tự chảy vào.

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

• Khái niệm nào cần nắm trước? Áp suất (bar, kgf/cm², mét cột nước: 1 bar ≈ 10 m), lưu lượng, cột áp, đường đặc tính Q–H, tổn thất đường ống. Bên điện: motor 1 pha có tụ, rơ le áp, contactor, biến tần và điều khiển PID.
• Nên tìm hiểu thiết bị nào trước? Bơm ly tâm trục ngang đơn giản trước, sau đó bơm có rơ le áp và bình tích áp, rồi bơm trục đứng nhiều tầng cánh, cuối cùng là cụm bơm tăng áp biến tần nhiều bơm luân phiên.
• Thứ tự học hợp lý? Đọc tem bơm và đường đặc tính; tính lưu lượng theo số điểm dùng; học chỉnh rơ le áp và nạp khí bình tích áp; vẽ mạch điện bơm có bảo vệ chạy khô; sau đó học cài biến tần chế độ PID với cảm biến áp.
• Tự kiểm chứng bằng dụng cụ gì? Đồng hồ áp lắp sau bơm, đồng hồ đo áp lốp để đo khí bình tích áp, xô có vạch và đồng hồ bấm giây đo lưu lượng, ampe kìm đo dòng motor ở các mức áp khác nhau.
• Đọc thêm ở đâu? Có thể đọc cấu tạo các loại máy bơm nước trước, sau đó tới Bơm Chìm, Bơm Thải, Cấu Tạo, Cách Hoạt Động Và Phương Pháp Lựa Chọn và Các Loại Máy Bơm Công Nghiệp Nhiều Người Dùng.