Đường cong đặc tính máy bơm là “bản lý lịch” của mỗi model bơm: nó cho biết ở từng mức lưu lượng, bơm đẩy được cao bao nhiêu, ăn điện bao nhiêu và chạy hiệu quả đến đâu. Rất nhiều ca bơm nóng máy, rung, kêu rè hay nhanh hỏng phớt mà em gặp khi đi bảo hành không phải do bơm kém, mà do chọn bơm chỉ nhìn công suất HP rồi bỏ qua biểu đồ này. Bài viết dưới đây hướng dẫn anh chị đọc đường cong đặc tính từng bước, có ví dụ tính toán cụ thể để tự kiểm tra trước khi mua bơm Ebara, Pentax, ShowFou hay Beluno.
Đường cong đặc tính máy bơm là gì?
Nhà sản xuất chạy thử từng model trên băng thử, ghi lại cột áp, công suất trục, hiệu suất và lượng dư áp hút cần thiết ở nhiều điểm lưu lượng khác nhau, rồi vẽ thành đồ thị. Trục hoành luôn là lưu lượng Q (m³/h hoặc lít/phút), trục tung là các đại lượng còn lại. Trong catalogue của các hãng Ý, Nhật như Pentax, Ebara, các đường này thường được in chung trên một trang theo từng series, mỗi model một nét vẽ riêng.
Điểm quan trọng cần nhớ: một chiếc bơm không có “một” lưu lượng và “một” cột áp cố định. Con số ghi trên tem chỉ là điểm định mức. Bơm thực tế sẽ chạy ở đâu trên đường cong là do đường ống của anh chị quyết định.
4 đường cong cần đọc trên biểu đồ
| Đường cong | Ký hiệu thường gặp | Cho biết điều gì | Dùng để làm gì khi chọn bơm |
|---|---|---|---|
| Cột áp – lưu lượng | H–Q | Lưu lượng càng tăng thì cột áp càng giảm | Kiểm tra bơm có đạt điểm làm việc yêu cầu không |
| Hiệu suất | η–Q | Hình vòm, có một điểm cao nhất (BEP) | Chọn model để điểm làm việc nằm gần đỉnh vòm |
| Công suất trục | P2–Q | Công suất động cơ cần cấp tại từng lưu lượng | Kiểm tra động cơ không bị quá tải khi chạy hết đường cong |
| Dư áp hút cần thiết | NPSHr–Q | Mức áp suất tối thiểu ở cửa hút để nước không bị sôi | Kiểm tra nguy cơ xâm thực khi bơm phải hút sâu |
Đường H–Q: đường quan trọng nhất
Đầu bên trái của đường là cột áp lớn nhất khi đóng van (lưu lượng bằng 0), đầu bên phải là lưu lượng lớn nhất khi gần như không còn cột áp. Anh chị không nên cho bơm chạy lâu ở hai đầu này: đóng van lâu thì nước trong buồng bơm nóng lên, xả tự do thì động cơ dễ quá tải.
Đường hiệu suất và điểm BEP
BEP (Best Efficiency Point) là nơi bơm chạy êm nhất, ít rung nhất và tốn điện ít nhất cho mỗi mét khối nước. Theo kinh nghiệm thực tế, nên chọn bơm sao cho điểm làm việc nằm trong khoảng 70–120% lưu lượng tại BEP.
Đường NPSHr: hay bị bỏ qua nhất
Khi bơm phải hút nước từ bể ngầm thấp hơn trục bơm, áp suất ở cửa hút giảm. Nếu giảm quá mức, nước sôi tạo bọt hơi, bọt vỡ đập vào cánh bơm gây tiếng lạo xạo như sỏi chạy trong buồng bơm và làm rỗ cánh. Đó là hiện tượng xâm thực (cavitation).
Cách đọc đường cong đặc tính máy bơm qua 5 bước
- Xác định lưu lượng cần Q: theo số vòi dùng đồng thời, nhu cầu tưới, hay công suất xử lý của hệ thống.
- Tính tổng cột áp H: H = chiều cao hình học (từ mặt nước hút đến điểm xả cao nhất) + tổn thất đường ống, co, van + áp suất dư cần ở đầu ra (nếu có).
- Chấm điểm (Q, H) lên biểu đồ của series bơm đang xem.
- Chọn model có đường H–Q nằm ngay trên hoặc đi qua điểm đó, dư khoảng 5–10% cột áp để bù ống cũ, cặn bám theo thời gian. Không chọn dư quá nhiều vì bơm sẽ chạy lệch phải, tốn điện.
- Kiểm tra lại hiệu suất tại điểm đó, công suất động cơ và NPSH nếu là bơm hút.
Ví dụ tính toán: chọn bơm cấp nước cho nhà 6 tầng
Giả sử anh chị cần bơm từ bể ngầm lên két mái của một tòa nhà 6 tầng:
- Lưu lượng cần: Q = 12 m³/h.
- Chênh cao từ mặt nước bể ngầm đến miệng xả két mái: 25 m.
- Tổn thất ống, co, van một chiều, van khoá ước tính: 5 m.
- Tổng cột áp yêu cầu: H = 25 + 5 = 30 m.
Công suất thủy lực cần thiết tính theo công thức:
P = ρ × g × Q × H / η
Với ρ = 1.000 kg/m³, g = 9,81 m/s², Q = 12/3.600 = 0,00333 m³/s, H = 30 m, hiệu suất bơm giả định η = 0,6:
P = 1.000 × 9,81 × 0,00333 × 30 / 0,6 ≈ 1.635 W ≈ 1,64 kW.
Cộng hệ số dự phòng khoảng 15% cho động cơ, ta được khoảng 1,9 kW, tức nên tìm model có động cơ 2,2 kW (3 HP). Sau đó mở biểu đồ, chọn model có đường H–Q đi qua khoảng (12 m³/h; 31–33 m) và có điểm này nằm gần đỉnh vòm hiệu suất. Nếu hai model cùng đạt, ưu tiên model có điểm làm việc gần BEP hơn chứ không phải model mạnh hơn.
Kiểm tra NPSH cho trường hợp bơm hút
Nếu bơm đặt cao hơn mặt nước bể ngầm 4 m, tổn thất ống hút 0,8 m, nước 30°C:
- Áp suất khí quyển quy ra cột nước: khoảng 10,33 m.
- Áp suất hơi bão hòa của nước 30°C: khoảng 0,43 m.
- NPSHa = 10,33 − 4 − 0,8 − 0,43 ≈ 5,1 m.
Điều kiện an toàn: NPSHa phải lớn hơn NPSHr đọc trên biểu đồ ít nhất 0,5–1 m. Nếu NPSHr của model tại 12 m³/h là 3 m thì dư khoảng 2 m, đạt. Với nước nóng, áp suất hơi tăng mạnh nên NPSHa giảm, khi đó nên đặt bơm ngập dưới mực nước hoặc dùng dòng bơm trục ngang đầu inox chịu nước nóng.
Những lỗi chọn bơm thường gặp khi bỏ qua đường cong
| Lỗi | Biểu hiện khi chạy | Cách tránh |
|---|---|---|
| Chọn bơm cột áp quá cao so với hệ thống | Bơm chạy lệch phải, dòng điện cao, nóng động cơ | Chọn model có điểm làm việc gần BEP, không chọn “càng mạnh càng tốt” |
| Chọn bơm cột áp thiếu | Nước lên yếu, tầng trên không có nước | Tính đủ tổn thất đường ống, cộng dư 5–10% |
| Bỏ qua NPSH | Kêu lạo xạo, rỗ cánh, tụt áp | Giảm chiều cao hút, tăng đường kính ống hút, hạn chế co gấp |
| Khóa bớt van xả để “giảm tải” lâu dài | Tốn điện, nóng nước trong buồng bơm | Chọn lại model hoặc dùng biến tần |
Biến tần thay đổi đường cong đặc tính như thế nào?
Khi giảm tốc độ quay bằng biến tần, đường H–Q dịch xuống dưới theo quy luật đồng dạng:
- Lưu lượng tỉ lệ thuận với tốc độ quay: Q2/Q1 = n2/n1.
- Cột áp tỉ lệ với bình phương tốc độ: H2/H1 = (n2/n1)².
- Công suất tỉ lệ với lập phương tốc độ: P2/P1 = (n2/n1)³.
Ví dụ giảm tốc độ còn 80% thì công suất chỉ còn khoảng 0,8³ ≈ 51%. Đây là lý do các hệ cấp nước nhà cao tầng, hệ tưới hay trạm bơm có nhu cầu thay đổi nên lắp tủ điện điều khiển bơm có biến tần. Lưu ý: khi giảm tốc quá sâu, cột áp có thể không còn đủ để đẩy nước lên điểm cao nhất, nên cần đặt tần số tối thiểu phù hợp.
Gợi ý dòng bơm có biểu đồ đặc tính rõ ràng
- Bơm Pentax (Ý) và Ebara (Nhật): catalogue chi tiết theo từng series, phù hợp cấp nước dân dụng, tòa nhà, tăng áp.
- Bơm trục đứng ShowFou (Đài Loan): nhiều tầng cánh, cột áp cao, tiết kiệm diện tích phòng bơm. Xem thêm bơm trục đứng ShowFou.
- Bơm công nghiệp Beluno (Ý): dải lưu lượng rộng cho nhà máy, hệ tuần hoàn. Tham khảo bơm công nghiệp Beluno.
- Toàn bộ danh mục: máy bơm công nghiệp.
Khi gửi yêu cầu tư vấn, anh chị chỉ cần cho em biết lưu lượng cần, chiều cao đẩy, chiều dài ống và vị trí đặt bơm, em sẽ chấm điểm làm việc trên biểu đồ của hãng và gửi lại phương án.
Câu hỏi thường gặp
Đường cong đặc tính máy bơm có giống nhau giữa các model cùng công suất không?
Không. Hai bơm cùng 2,2 kW có thể một con cột áp cao lưu lượng nhỏ, con kia lưu lượng lớn cột áp thấp. Vì vậy chỉ nhìn HP để chọn bơm là chưa đủ.
Biểu đồ đo với nước sạch, bơm chất lỏng khác có dùng được không?
Biểu đồ thường được lập với nước sạch ở nhiệt độ thường. Với chất lỏng đặc, nhớt hoặc tỉ trọng khác, cột áp và công suất sẽ thay đổi, cần hiệu chỉnh hoặc nhờ kỹ thuật tư vấn.
Có nên chọn bơm dư nhiều cột áp cho chắc ăn?
Chỉ nên dư khoảng 5–10%. Dư quá nhiều khiến bơm chạy lệch khỏi vùng hiệu suất cao, tốn điện, rung và nhanh mòn ổ bi, phớt.
Làm sao biết bơm đang chạy ở điểm nào trên đường cong?
Lắp đồng hồ áp suất ở cửa hút và cửa xả, đo lưu lượng bằng đồng hồ nước hoặc thời gian làm đầy bể. Quy đổi chênh áp ra mét cột nước rồi chấm lên biểu đồ là biết.
Kết luận
Nắm được cách đọc đường cong đặc tính máy bơm, anh chị sẽ chọn đúng model chạy gần điểm hiệu suất cao nhất, bơm bền hơn và hóa đơn điện thấp hơn. Công ty TNHH TM & CN Động Lực cung cấp bơm Pentax, Ebara, ShowFou, Beluno chính hãng có CO/CQ, bảo hành chính hãng, giao hàng toàn quốc. Gọi hoặc nhắn Zalo 0972.469.955, email maybomnuoc2016@gmail.com, hoặc ghé VPGD 780 Minh Khai, Vĩnh Tuy, Hai Bà Trưng, Hà Nội. Gửi thông số qua trang liên hệ để em tính và chọn bơm giúp anh chị.
