Hệ Thống Bơm Cấp Nước Tòa Nhà Cao Tầng: Sơ Đồ & Nguyên Lý Vận Hành

Nước từ đường ống thành phố chỉ đủ áp lực lên được vài tầng đầu. Muốn đưa nước lên tầng 30 hay 40, tòa nhà phải tự tạo áp bằng máy bơm. Áp lực cũng phải được phân phối hợp lý: tầng trên cùng không yếu, tầng dưới cùng không quá mạnh đến mức làm hỏng vòi sen hay van phao bồn cầu. Hệ thống bơm cấp nước tòa nhà cao tầng được thiết kế để giải quyết đúng bài toán đó. Hiểu sơ đồ và nguyên lý vận hành giúp ban quản lý xử lý sự cố nhanh hơn, và giúp chủ đầu tư chọn phương án phù hợp ngay từ đầu.

Hệ thống bơm cấp nước tòa nhà cao tầng gồm những thành phần nào?

Dù thiết kế theo phương án nào, hệ thống bơm cấp nước tòa nhà cao tầng thường có các thành phần chính sau.

Bể chứa ngầm

Nước từ đường ống cấp nước đô thị qua đồng hồ tổng, chảy vào bể ngầm. Bể có phao hoặc cảm biến mức để điều khiển van cấp vào, đồng thời báo cho tủ điện biết lúc nào mực nước quá thấp để dừng bơm chống chạy khô.

Cụm bơm chính

Có thể là bơm trung chuyển đưa nước lên bể mái, hoặc cụm tăng áp cấp trực tiếp vào đường ống. Cụm bơm gần như luôn có ít nhất hai bơm để một bơm chạy, một bơm dự phòng. Dòng bơm hay dùng là bơm ly tâm trục đứng đa tầng cánh như Lowara SV, hoặc bơm trục ngang đa tầng cánh, vì cho cột áp cao mà vẫn gọn.

Bể mái hoặc bình tích áp

Tùy phương án. Bể mái giữ một lượng nước dự trữ trên cao để tự chảy xuống. Bình tích áp thì giữ áp trong đường ống và giảm số lần bơm khởi động.

Trục cấp nước đứng và van giảm áp

Các trục đứng đưa nước tới từng tầng. Van giảm áp được đặt ở những vị trí cần hạ áp lực cho các tầng phía dưới.

Tủ điện điều khiển

Bộ phận này quyết định bơm nào chạy, khi nào chạy, và xử lý thế nào khi có sự cố. Đây là “bộ não” của toàn hệ thống.

Ba sơ đồ cấp nước tòa nhà phổ biến

Sơ đồ 1: Bơm trung chuyển lên bể mái, tự chảy xuống

Đây là sơ đồ cấp nước tòa nhà truyền thống. Bơm cấp nước bể mái chỉ có một nhiệm vụ: đưa nước từ bể ngầm lên bể mái. Phao hoặc cảm biến mức ở bể mái điều khiển bơm bật khi nước xuống thấp và tắt khi bể đầy. Từ bể mái, nước tự chảy xuống các tầng nhờ trọng lực.

Ưu điểm lớn nhất là tòa nhà vẫn có nước khi mất điện, trong phạm vi lượng nước còn trong bể mái. Áp lực cũng khá ổn định, vì phụ thuộc vào chiều cao cột nước chứ không phụ thuộc vào bơm.

Hạn chế nằm ở hai đầu. Các tầng sát bể mái có chênh lệch độ cao quá nhỏ nên áp yếu, thường phải bổ sung một cụm tăng áp nhỏ riêng cho vài tầng trên cùng. Các tầng dưới thấp lại chịu cột nước quá lớn, nên cần van giảm áp. Ngoài ra, bể mái chiếm diện tích và tăng tải trọng lên kết cấu mái.

Sơ đồ 2: Cụm tăng áp biến tần cấp trực tiếp

Không có bể mái. Cụm bơm tăng áp dùng biến tần đặt ở tầng hầm, liên tục điều chỉnh tốc độ bơm để giữ áp lực đường ống ở mức cài đặt. Khi nhiều người dùng nước, biến tần tăng tốc và gọi thêm bơm. Khi ít người dùng, bơm giảm tốc hoặc chuyển sang chế độ ngủ. Lúc đó bình tích áp đảm nhận việc giữ áp.

Phương án này tiết kiệm diện tích mái, áp lực ổn định ở mọi tầng nếu cài đặt đúng, và thường tiết kiệm điện hơn so với bơm chạy hết công suất. Đổi lại, cấp nước phụ thuộc hoàn toàn vào điện và cụm bơm. Khi mất điện, cả tòa nhà mất nước nếu không có nguồn dự phòng. Hệ thống điều khiển cũng phức tạp hơn, nên khi cài đặt sai hoặc cảm biến lệch, tình trạng nước yếu tầng cao chung cư rất dễ xảy ra.

Sơ đồ 3: Phân vùng áp lực

Với tòa nhà rất cao, một cụm bơm duy nhất cấp cho tất cả các tầng sẽ khiến chênh lệch áp lực giữa tầng thấp và tầng cao quá lớn. Lý do đơn giản: cứ mỗi 10 m chiều cao tương ứng khoảng 1 bar áp lực. Giải pháp là chia tòa nhà thành nhiều vùng. Mỗi vùng có cụm bơm riêng, hoặc có bể trung gian đặt ở tầng kỹ thuật giữa tòa nhà. Nhờ vậy áp lực trong từng vùng nằm trong khoảng hợp lý, giảm phụ thuộc vào van giảm áp.

Số vùng và giới hạn áp lực mỗi vùng do đơn vị thiết kế cơ điện tính toán, dựa trên chiều cao công trình và tiêu chuẩn thiết kế cấp nước hiện hành.

Nguyên lý bơm chạy luân phiên

Trong mọi sơ đồ, cụm bơm hầu như không bao giờ chỉ có một chiếc. Lý do không chỉ là dự phòng khi hỏng, mà còn là để bơm chạy luân phiên.

Nếu một bơm chạy suốt còn bơm kia nằm yên, bơm chính sẽ mòn nhanh. Còn bơm dự phòng sau nhiều tháng đứng yên có thể kẹt trục, khô phớt, đúng lúc cần thì không chạy được. Chạy luân phiên giải quyết cả hai vấn đề: hao mòn được chia đều, và mọi bơm luôn ở trạng thái sẵn sàng.

Tủ điều khiển thường hỗ trợ vài chế độ:

• Luân phiên theo lần khởi động: mỗi lần bơm được gọi chạy, tủ chuyển sang bơm kế tiếp.
• Luân phiên theo thời gian: đổi bơm sau một khoảng thời gian hoặc số giờ chạy cài sẵn.
• Chạy song song khi tải cao: với cụm tăng áp, khi một bơm chạy hết tốc độ vẫn chưa đủ áp, tủ gọi thêm bơm thứ hai.
• Tự chuyển khi sự cố: bơm đang chạy báo lỗi thì bơm dự phòng tự động vào thay.

Một lỗi rất thường gặp là chế độ luân phiên bị tắt hoặc bị cài sai sau một lần sửa chữa. Hệ thống vẫn có nước nên không ai để ý, cho đến khi bơm chính hỏng và bơm dự phòng không khởi động được. Kiểm tra chức năng luân phiên nên là mục cố định trong lịch bảo trì hệ thống bơm chung cư.

Những điểm hay phát sinh sự cố trong quá trình vận hành

Khi hiểu sơ đồ, việc khoanh vùng sự cố dễ hơn nhiều:

• Bể mái tràn hoặc cạn bất thường: thường do phao hoặc cảm biến mức bị kẹt, lệch vị trí.
• Bơm chạy rồi dừng ngay khi bể ngầm còn nước: cảm biến chống cạn báo sai, hoặc phía hút bị lọt khí, nghẹt lọc.
• Bơm đóng ngắt liên tục ở hệ tăng áp: bình tích áp mất khí nạp hoặc bị hỏng ruột.
• Cụm bơm dừng, biến tần hiện mã lỗi: cần đọc đúng loại lỗi trước khi reset. Xem bài lỗi biến tần bơm tăng áp.
• Tầng thấp áp quá mạnh, rò rỉ thiết bị: van giảm áp bị kẹt hoặc cài đặt sai.

Thiết kế mới hay cải tạo: những điều nên cân nhắc

Lựa chọn giữa bể mái, tăng áp trực tiếp hay phân vùng phụ thuộc vào chiều cao công trình, diện tích mái, yêu cầu dự phòng khi mất điện và ngân sách vận hành. Không có phương án nào tốt nhất cho mọi tòa nhà.

Với tòa nhà đang vận hành, câu hỏi thường gặp là có nên chuyển từ bơm chạy theo phao sang cụm tăng áp biến tần hay không. Câu trả lời cần dựa trên khảo sát thực tế: lưu lượng sử dụng, tình trạng bơm hiện có, khả năng của tủ điện. Bài cách tính công suất máy bơm là bước khởi đầu cho việc đánh giá này.

Điện Cơ Thiên Phúc Hưng hoạt động trong lĩnh vực máy bơm và thiết bị điện cơ từ năm 2009, cung cấp các dịch vụ tư vấn, lắp đặt, thi công và sửa cụm bơm tăng áp cho tòa nhà. Bạn có thể tham khảo một công việc thực tế: dự án sửa bơm cấp nước trục đứng 60 HP cho tòa nhà.

Câu hỏi thường gặp

Tòa nhà có bể mái có cần cụm bơm tăng áp không?

Thường vẫn cần cho vài tầng sát mái, vì chênh lệch độ cao giữa bể mái và các tầng này quá nhỏ để tạo đủ áp lực.

Bơm cấp nước bể mái nên có mấy bơm?

Tối thiểu hai bơm, một chạy một dự phòng, và nên cài chế độ chạy luân phiên. Số lượng và công suất cụ thể phụ thuộc vào thiết kế của từng công trình.

Hệ thống bơm cấp nước tòa nhà cao tầng mất điện thì sao?

Với sơ đồ bể mái, tòa nhà vẫn có nước trong phạm vi lượng nước dự trữ trên bể. Với sơ đồ tăng áp trực tiếp, hệ thống cần nguồn điện dự phòng để duy trì cấp nước.

Cần tư vấn hệ thống bơm cấp nước cho tòa nhà?

Nếu bạn đang thiết kế mới, cải tạo hoặc gặp sự cố với hệ thống bơm cấp nước tòa nhà cao tầng, hãy gửi sơ đồ hiện trạng, thông số bơm và mô tả vấn đề cho Thiên Phúc Hưng. Kỹ thuật viên sẽ tư vấn phương án phù hợp với công trình.

CÔNG TY TNHH ĐIỆN CƠ THIÊN PHÚC HƯNG

VPĐD: 607B Lạc Long Quân, Phường Bảy Hiền, TP. Hồ Chí Minh

Hotline: 08.2334.3268 (Ms. Nhung)

Zalo: 0913.532.862 (Mr. Thực)

Email: info@dienco.vn