Bơm duy trì áp suất nước là gì? Cấu tạo & nguyên lý hoạt động

• Bơm duy trì áp suất là hệ bơm + điều khiển để giữ áp nước ổn định khi lưu lượng thay đổi (nhiều vòi mở cùng lúc).
• Hai hướng điều áp phổ biến: On/Off + bình tích áp (rẻ, đơn giản) và VFD + cảm biến áp (êm, tiết kiệm, giữ áp theo setpoint).
• Quy đổi nhanh: 1 bar ≈ 10 m cột nước, 1 m³/h = 16,7 LPM.
• Ứng dụng: nhà 2–5 tầng, chung cư mini, nhà hàng/khách sạn nhỏ, NLMT, RO, cuối tuyến áp yếu.
• Ví dụ thực tế: Pentax CMS (trục ngang inox) + VFD; Ebara EVMS (trục đứng đa tầng) cho cụm 2–3 bơm; Wilo Helix/WiBooster kèm tủ Control.

Phạm vi & kịch bản sử dụng

• Dân dụng:
  • Nhà phố 2–5 tầng: khi mở 2–3 thiết bị cùng lúc, sen tắm “phập phù”. Giải pháp: VFD 1 bơm, setpoint ~2,0–2,5 bar.
  • Biệt thự có bồn mái/giếng khoan: khu sân vườn xa, sụt áp khi tưới. Giải pháp: VFD + bình tích áp 24–50 L để êm.
  • Chung cư mini/dãy trọ: giờ cao điểm 18:00–21:00 áp rơi mạnh. Giải pháp: cụm 2 bơm VFD (N+1), bình 50–100 L.
• Thương mại nhỏ:
  • Nhà hàng/quán ăn/café: rửa chén + WC + phun sương đồng thời → áp rớt. Giải pháp: VFD 1–2 bơm, setpoint ~3,0 bar.
  • Khách sạn mini/SPA: nhiều sen tắm chạy song song, yêu cầu êm. Giải pháp: booster 2–3 bơm luân phiên.
• Chuyên biệt:
  • NLMT/nước nóng (tránh sốc nhiệt), RO (cần áp ổn định), tưới (giữ áp 2,5–3,5 bar trên tuyến dài).
  • Khi không nên hút trực tiếp: nơi quy định cấm hút từ ống công cộng → cần bồn trung gian trước booster.

Phân loại theo công nghệ điều áp

• On/Off + bình tích áp
  • Cách làm việc: rơ-le áp đóng/ngắt theo cut-in/cut-out; bình tích áp “đệm” để giảm bật/tắt.
  • Ưu/nhược: rẻ, dễ lắp nhưng áp dao động theo dải; không êm bằng VFD ở tải biến thiên.
  • Hợp cho: nhà nhỏ ≤2 phòng tắm, tải ổn định.
• VFD + cảm biến áp (closed-loop)
  • Cách làm việc: cảm biến báo áp thực; VFD đổi tốc độ để giữ áp đặt (setpoint).
  • Ưu/nhược: áp mượt, tiết kiệm điện, bảo vệ bơm; chi phí cao hơn, cần cài tham số.
  • Hợp cho: nhà 2–5 tầng, quán ăn, spa.
• Booster đa bơm (2–3 bơm luân phiên N+1)
  • Cách làm việc: bơm #1 chạy theo VFD; bơm #2/#3 staging khi tải tăng; luân phiên để cân giờ chạy.
  • Ưu/nhược: dải Q rộng, có dự phòng; tủ điều khiển phức tạp hơn.
  • Hợp cho: chung cư/khách sạn mini, văn phòng thấp tầng.
• Bơm tích hợp inverter
  • Drive gắn trên thân; gọn, cài nhanh, dải Q–H hẹp hơn giải pháp rời → hợp nhà phố/cửa hàng.
• Hybrid VFD + bình tích áp
  • Kết hợp VFD (giữ áp mượt) + bình tích áp (đệm áp) để tránh “săn áp” khi lưu lượng rất nhỏ.
• PRV + bơm tốc độ cố định (bổ trợ, không thay thế VFD)
  • Bơm tạo áp cao; PRV hạ áp theo zone. Dễ cân bằng tầng thấp/cao nhưng hao năng lượng qua van.

Cấu trúc hệ thống (thành phần & bố trí)

Thành phần chính:

• Bơm: trục ngang inox (Pentax CMS) cho booster 1 bơm gọn dễ bảo trì; trục đứng đa tầng (máy bơm nước Ebara dòng EVMS, Wilo Helix) cho cột áp cao, footprint nhỏ.
• Cảm biến áp (4–20 mA/0–10 V) đặt ống xả chung (sau check, trước phân phối).
• VFD/PLC: giữ setpoint, sleep/wake, chống búa nước, bảo vệ khô.
• Bình tích áp: “đệm” áp, giảm bật/tắt; áp tiền nạp thường ≈ cut-in − ~0,2 bar (≈3 psi).
• Van một chiều, van khóa, lọc Y, van an toàn, xả khí, khớp nối mềm, đồng hồ áp, by-pass (nếu cần liên tục cấp nước).
• Tủ điện: CB/ELCB, tiếp địa, chống sét (SPD), tách dây tín hiệu khỏi động lực để giảm nhiễu.

Trình tự lắp đặt chuẩn (đơn bơm/VFD):

• Nguồn/Bồn → Lọc Y → Van khóa (hút) → Khớp mềm → Bơm → Van 1 chiều → Khớp mềm → Tê (cảm biến + đồng hồ) → Nhánh T sang Bình tích áp → Van khóa (xả) → Ống góp phân phối/PRV

Nguyên tắc: cảm biến ở xả chung; bình tích áp bám gần điểm đo; chừa 3–5×DN thẳng trước cửa hút; tránh cút gấp sát bơm.

Cơ chế giữ áp ổn định (vòng kín, cài setpoint, chống búa nước)

Vòng kín: so sánh áp đo ↔ áp đặt; PID của VFD tăng/giảm tần số để triệt sai lệch. Bật filter 200–500 ms để giảm nhiễu; kẹp min/max Hz (ví dụ 28–50 Hz cho motor 50 Hz); đặt giới hạn áp cao bảo vệ ống.

Cài setpoint – 3 bước nhanh:

1. Ước lượng: áp tối thiểu tại thiết bị (sen 1,5–2,5 bar) + cột tĩnh (mỗi tầng ~3–3,5 m) + ma sát + 0,2–0,3 bar dự phòng.
2. Cấu hình: setpoint (ví dụ 2,2 bar), deadband ±0,1 bar, ramp 2–5 s lên & 3–8 s xuống, min/max Hz phù hợp.
3. Lưu lượng nhỏ: bật Sleep/Wake (ngủ khi áp đạt setpoint ở tốc độ thấp trong 30–60 s; thức khi tụt 0,2–0,4 bar hoặc có tín hiệu lưu lượng).

Chống búa nước: ramp-down chậm, S-curve (nếu có), check đóng chậm, air chamber gần nhánh dài/đổi hướng, arrestor cho van điện từ. Đường ống: hạn chế “thắt cổ chai” đột ngột, ưu tiên côn lệch tâm ở hút.

Ngăn “săn áp” (hunting): P trung bình, I chậm (2–5 s), D = 0 cho dân dụng; hold-off 1–2 s trước khi điều chỉnh; anti-cycling ≥30 s giữa hai lần khởi động.

Cách tính nhanh để chọn bơm

Bước 1 – Lưu lượng Q: cộng thiết bị có thể dùng đồng thời (giờ cao điểm). Gợi ý: sen 8–12 LPM; vòi 4–8 LPM; máy giặt 10–15 LPM. Ví dụ: 2 sen (2×10) + 1 máy giặt (15) = 35 LPM = 2,1 m³/h.

Bước 2 – Cột áp tổng H: H = H_tĩnh + H_{thiết bị} + H_{ma sát} + H_{dự phòng}

• H_tĩnh: 3–3,5 m/tầng.
• H_{thiết bị}: sen êm ≈ 2,0 bar = 20 m.
• H_{ma sát}: tuyến ngắn 5–7 m; dài/nhánh nhiều 8–12 m.
• H_{dự phòng}: 10–15%.

Bước 3 – Tra đồ thị Q–H: chọn model chạy gần BEP (±20%).
Bước 4 – Chọn công nghệ: On/Off (rẻ) vs VFD (êm/tiết kiệm) vs đa bơm (N+1).
Bước 5 – NPSH & ống hút: ưu tiên hút ngập; ống hút ≥ DN cửa bơm; tránh cút gấp sát hút; luôn có lọc Y.
Bước 6 – Ống xả: tốc độ ~1,5–2,5 m/s; chọn DN phù hợp để giảm ồn/tổn thất.

Ví dụ A – Nhà 4 tầng (2 sen + 1 máy giặt):

• Q = 35 LPM (2,1 m³/h); H_tĩnh ≈ 13 m; H_{thiết bị} 20 m; H_{ma sát} 7 m; dự phòng 15% → ~6 m → H tổng ~46 m @ 2,1 m³/h.
• Gợi ý: Pentax CMS + VFD hoặc máy bơm nước Wilo điển hình là models Helix nhỏ, điểm làm việc ~2–3 m³/h @ 45–50 m.

Ví dụ B – Chung cư mini 10 phòng (4 sen + 2 vòi):

• Q ≈ 52 LPM (3,1 m³/h); H tổng ~58 m.
• Gợi ý: booster 2 bơm VFD (N+1): Ebara EVMS 2 bơm hoặc Wilo WiBooster; staging bơm #2 khi #1 đạt ~90% tốc độ.

Bảng tính nhanh (in ra dán tủ điện)

Bảng 1 – Quy đổi áp ↔ cột nước & psi (tham khảo nhanh)

Áp (bar)	Cột nước xấp xỉ (m)	Áp (psi)
1,0	≈ 10	≈ 14,5
1,5	≈ 15	≈ 21,8
2,0	≈ 20	≈ 29,0
2,5	≈ 25	≈ 36,3
3,0	≈ 30	≈ 43,5
3,5	≈ 35	≈ 50,8
4,0	≈ 40	≈ 58,0

Bảng 2 – Dải cài đặt công tắc áp (cut-in/cut-out) thường gặp

Dải cài đặt (psi)	Tương đương (bar)	Ứng dụng gợi ý
20/40	~1,38 / 2,76	Nhà nhỏ, 1–2 điểm xả
30/50	~2,07 / 3,45	Nhà 2–3 tầng, 2–3 điểm xả
40/60	~2,76 / 4,14	Yêu cầu áp cao hơn/đường ống dài

Mẹo: áp tiền nạp bình tích áp (pre-charge) thường ≈ cut-in − ~0,2 bar (~3 psi).

Sơ đồ lắp đặt minh họa

a) Hệ 1 bơm + VFD (gọn cho nhà phố)

[BỒN/NGUỒN]──Lọc Y──Van khóa──Khớp mềm──┌─────────┐
                                         │  BƠM   │
                                         └─────────┘
         ┌──────Cảm biến áp + Đồng hồ─────┬─────→ Nhánh T → [BÌNH TÍCH ÁP]
         │                                 │
 ...──Khớp mềm──Van 1 chiều──(điểm đo)────┴─────Van khóa──→ ỐNG GÓP PHÂN PHỐI
                               │
                              [VFD/CONTROL] (Sleep/Wake, Ramp, PID)

b) Booster 2 bơm VFD (luân phiên N+1)

      (ỐNG GÓP HÚT CHUNG + LỌC Y LỚN)
         ├─ Van ─ Khớp mềm ─ Bơm #1 ─ Check ─ Van ─┐
BỒN ────┤                                           ├──→ ỐNG GÓP XẢ CHUNG
         └─ Van ─ Khớp mềm ─ Bơm #2 ─ Check ─ Van ─┘
                (CẢM BIẾN ÁP + ĐỒNG HỒ)───Tê───[BÌNH TÍCH ÁP]
                          [TỦ CONTROL SC/VFD: Duty/Standby, Staging]

So sánh nhanh các cấu hình

Cấu hình	Ổn định áp	Tiết kiệm điện	Chi phí	Độ êm	Bảo trì	Phù hợp	Ví dụ
On/Off + bình	Vừa	TB	Thấp	Vừa	Dễ	Nhà nhỏ	Bơm + pressure switch + bình 24–50 L
VFD 1 bơm	Cao	Cao	TB–Cao	Êm	TB	Nhà 2–5 tầng	Pentax CMS + VFD, Wilo Helix + Control
Booster 2–3 bơm (N+1)	Rất cao	Cao	Cao	Êm	Chuyên	Chung cư/KS mini	Ebara EVMS, Wilo WiBooster
Inverter tích hợp	Cao	Cao	TB–Cao	Êm, gọn	Theo cụm	Nhà phố/cửa hàng	Các series inverter tích hợp
Hybrid VFD + bình	Rất cao	Cao	Cao	Rất êm	TB	Nhiều điểm xả nhỏ	VFD + bình 24–100 L
Bơm cố định + PRV	Ổn theo zone	Thấp–TB	Thấp–TB	Vừa	Dễ	Tòa nhà phân zone	Bơm cố định + PRV

Lựa chọn vật liệu & hình thái bơm

Vật liệu phần ướt:

• Inox 304/316: sạch, bền; 316 tốt hơn với nước nóng/hóa chất nhẹ.
• Gang phủ epoxy: kinh tế, bền cơ khí (nước lạnh sạch).
• Cánh nhựa kỹ thuật/Noryl: êm, nhẹ; giới hạn nhiệt.
• Phớt & gioăng: SiC cho nước cứng/cát mịn; EPDM/Viton cho nóng; NBR cho lạnh.
  An toàn nước uống: ưu tiên chứng nhận ACS/WRAS/NSF/KTW (tùy thị trường).

Hình thái:

• Trục ngang đa tầng inox – gọn, dễ bảo trì → Pentax CMS.
• Trục đứng đa tầng inline – cột áp cao, tiết kiệm chỗ → Ebara EVMS, Wilo Helix.
• End-suction 1 tầng – lưu lượng lớn/áp vừa (tiền cấp cho booster).
• Inverter tích hợp – gọn đẹp, lắp nhanh cho không gian chật.

Gợi ý model tham khảo (để bạn tra catalogue)

• Dòng máy bơm nước Pentax dòng CMS (trục ngang inox) + VFD: hợp nhà 3–5 tầng, Q ~2–3 m³/h @ H ~40–55 m.
• Ebara EVMS/EVM (trục đứng đa tầng): phù hợp booster 2–3 bơm cho chung cư/khách sạn mini, yêu cầu H 50–70 m ở Q 3–6 m³/h.
• Wilo Helix/WiBooster + Control: cụm điều khiển sẵn, hỗ trợ p-const, luân phiên duty/standby, tích hợp bảo vệ.

Lưu ý: chọn chính xác cần đặt điểm làm việc (Q, H) lên đồ thị Q–H của model cụ thể; ưu tiên chạy trong vùng BEP ±20%.

Bảo trì & sự cố nhanh (checklist hiện trường)

Bảo trì định kỳ (1–3 tháng/lần):

• Vệ sinh lọc Y, test van an toàn, xả khí điểm cao.
• Kiểm tra rung/ồn, siết lại chân đế/khớp nối; đo dòng motor và áp ở 1–nhiều điểm dùng.
• Hiệu chuẩn cảm biến áp 6–12 tháng; đo lại áp tiền nạp của bình tích áp.

Sự cố thường gặp & cách xử lý:

• Áp nhấp nháy (hunting): tăng deadband, ramp; tăng pre-charge/bình lớn hơn; bật sleep/wake đúng ngưỡng.
• Không lên áp: kẹt van 1 chiều, lọc Y bẩn, khí trong ống, cảm biến sai thang; kiểm tra NPSH/mồi nước.
• Bơm ồn/nóng: chạy xa BEP, cánh bám cặn, cavitation (ống hút nhỏ, mức nước thấp).
• Búa nước: check đóng nhanh; ramp-down ngắn; thiếu arrestor ở nhánh van điện từ.

FAQ (tối ưu Featured Snippet)

Bơm duy trì áp khác bơm tăng áp thường ở đâu?
→ Bơm duy trì áp giữ áp theo setpoint (VFD/cảm biến), bơm tăng áp thường chỉ đẩy lưu lượng mà không kiểm soát áp đầu ra.

Có cần bình tích áp khi đã dùng VFD?
→ Không bắt buộc nhưng rất nên có bình 24–50 L để êm, giảm săn áp & bảo vệ đường ống.

Áp đặt bao nhiêu cho nhà 4 tầng?
→ Thường 2,0–2,5 bar tại điểm dùng; kiểm tra thêm cột tĩnh & ma sát tuyến ống thực tế.

Vì sao bơm chạy hoài dù đã đủ áp?
→ Rò rỉ nhỏ trên đường ống/van 1 chiều hở; cảm biến scale sai; deadband quá hẹp.