Cách tính cột áp máy bơm cho nhà cao tầng (có ví dụ)

Cách tính cột áp máy bơm cho nhà cao tầng gói gọn trong một công thức: H = chiều cao hình học + tổn thất đường ống + áp lực dư cần có ở điểm cuối. Ví dụ tòa nhà 9 tầng bơm từ bể ngầm lên bồn mái, chiều cao hình học khoảng 36 m, cộng tổn thất khoảng 5 m và áp dư 3 m thì cần bơm có cột áp tối thiểu khoảng 44 m tại lưu lượng làm việc. Lưu lượng thì tính từ số người dùng nước hoặc từ thể tích bồn mái chia cho thời gian bơm mong muốn.

Trong bài này em hướng dẫn anh từng bước tính lưu lượng (Q) và cột áp (H) cho hệ cấp nước nhà cao tầng, kèm 3 ví dụ cụ thể và bảng model bơm trục đứng Showfou để anh đối chiếu chọn bơm. Nếu anh chưa nắm rõ khái niệm công suất, lưu lượng, cột áp, anh có thể đọc trước bài tìm hiểu về công suất, lưu lượng, cột áp của máy bơm.

Cột áp và lưu lượng máy bơm là gì?

Lưu lượng (Q) là lượng nước bơm đẩy được trong một đơn vị thời gian, thường tính bằng m³/h. Cột áp (H) là độ cao cột nước mà bơm có thể đẩy lên, tính bằng mét (m). Hai thông số này luôn đi cùng nhau: cùng một máy bơm, lưu lượng càng lớn thì cột áp càng giảm. Ví dụ bơm trục đứng Showfou EVM4-10 có lưu lượng 1,5 – 7 m³/h tương ứng cột áp 96 – 48 m: ở 1,5 m³/h bơm đẩy được 96 m, còn khi chạy 7 m³/h thì chỉ còn 48 m.

Quy đổi cần nhớ: 1 m³/h ≈ 16,7 lít/phút; mỗi tầng nhà ở thường cao khoảng 3,0 – 3,6 m.

Điểm quan trọng nhất: phải chọn bơm theo điểm làm việc (cặp Q – H thực tế của hệ thống), không chọn theo cột áp lớn nhất ghi trên tem. Cột áp lớn nhất chỉ đạt khi lưu lượng gần bằng 0.

Cách tính lưu lượng máy bơm cho nhà cao tầng

Với nhà cao tầng dùng sơ đồ phổ biến bể ngầm → máy bơm → bồn mái → cấp xuống các tầng, lưu lượng bơm được tính theo 2 bước.

Bước 1: Tính nhu cầu nước trong ngày

Công thức: Q ngày = số người × định mức dùng nước. Với căn hộ, định mức thường lấy khoảng 150 – 200 lít/người/ngày; mỗi căn hộ tính trung bình 3 – 4 người. Khách sạn, văn phòng có định mức khác theo thiết kế.

Ví dụ: 36 căn hộ × 4 người = 144 người; 144 × 200 lít = 28.800 lít ≈ 28,8 m³/ngày.

Bước 2: Tính lưu lượng bơm theo bồn mái hoặc giờ cao điểm

Có 2 cách tính, anh nên tính cả hai rồi lấy giá trị lớn hơn:

• Theo giờ cao điểm: Q giờ max = Q ngày ÷ 24 × K, với K là hệ số dùng nước không đều theo giờ, thường khoảng 2 – 3 cho khu nhà ở. Ví dụ: 28,8 ÷ 24 × 2,5 = 3 m³/h.
• Theo thời gian bơm đầy bồn mái: Q = thể tích bồn ÷ thời gian bơm mong muốn. Ví dụ bồn mái 10 m³, muốn bơm đầy trong khoảng 1,5 giờ thì Q ≈ 6,7 m³/h.

Thực tế nên chọn lưu lượng đủ bơm đầy bồn mái trong khoảng 1 – 2 giờ (bồn lớn có thể lâu hơn) để bơm chạy ít lần, động cơ bền hơn.

Cách tính cột áp máy bơm: công thức và các thành phần

Công thức chung của cách tính cột áp máy bơm:

H = Hhh + Hf + Hdư

Hhh – chiều cao hình học

Là chênh lệch độ cao từ mực nước thấp nhất trong bể ngầm đến điểm xả cao nhất (miệng ống xả vào bồn mái, hoặc thiết bị dùng nước cao nhất nếu bơm cấp trực tiếp). Tính nhanh: số tầng × chiều cao tầng + chân bồn và bồn mái + độ sâu bể ngầm.

Hf – tổn thất đường ống

Gồm tổn thất ma sát dọc đường ống và tổn thất cục bộ qua co, tê, van, van một chiều, lọc. Khi đường ống chọn đúng cỡ (vận tốc nước khoảng 1 – 1,5 m/s), có thể ước tính nhanh:

• Tổn thất dọc đường khoảng 2 – 6 m cho mỗi 100 m ống, tùy cỡ ống và lưu lượng.
• Tổn thất cục bộ khoảng 20 – 30% tổn thất dọc đường.
• Với nhà cao tầng thông thường, tổng Hf hay nằm trong khoảng 10 – 20% chiều cao hình học.

Hdư – áp lực dư ở điểm cuối

Nếu bơm xả tự do vào bồn mái, chỉ cần dư khoảng 2 – 3 m để nước chảy mạnh qua van phao. Nếu bơm cấp trực tiếp đến thiết bị, cần cộng áp làm việc của thiết bị: vòi thường khoảng 0,5 – 1 bar (5 – 10 m), sen tắm, bình nóng lạnh, máy giặt nên có khoảng 1 – 1,5 bar (10 – 15 m) để dùng thoải mái.

Không để áp quá cao ở các tầng dưới

Ngược lại với tầng trên, các tầng dưới cùng của nhà cao tầng thường bị thừa áp. Áp lực tại vòi quá lớn (trên khoảng 4 – 4,5 bar) làm nước bắn tung tóe, nhanh hỏng van, vòi, bình nóng lạnh. Nhà trên khoảng 12 – 15 tầng thường phải chia vùng cấp nước (mỗi vùng 8 – 12 tầng) hoặc lắp van giảm áp cho các tầng thấp.

Ví dụ tính cột áp và chọn máy bơm cho nhà cao tầng

Ví dụ 1: Chung cư mini 9 tầng, 36 căn, bồn mái 10 m³

• Lưu lượng: theo giờ cao điểm khoảng 3 m³/h; theo bồn mái (bơm đầy 10 m³ trong khoảng 1,5 giờ) khoảng 6,7 m³/h → chọn Q ≈ 7 m³/h.
• Chiều cao hình học: 9 tầng × 3,3 m = 29,7 m; chân bồn + bồn mái khoảng 3,5 m; bể ngầm sâu khoảng 3 m → Hhh ≈ 36 m.
• Tổn thất: lấy 15% × 36 ≈ 5,4 m.
• Áp dư: 3 m (xả vào bồn mái).
• Cột áp cần: H ≈ 36 + 5,4 + 3 ≈ 44 m tại 7 m³/h.

Đối chiếu bảng model: EVM4-8 1,5 kW ở 7 m³/h chỉ còn 38 m – không đủ. EVM4-10 2,2 kW ở 7 m³/h còn 48 m – đủ, có dư nhẹ. Nên lắp 2 bơm: 1 chạy, 1 dự phòng.

Ví dụ 2: Tòa nhà 15 tầng, 120 căn, bồn mái 30 m³

• Nhu cầu ngày: 120 căn × 4 người × 200 lít ≈ 96 m³/ngày; giờ cao điểm 96 ÷ 24 × 2,5 = 10 m³/h. Bồn mái 30 m³ đã đủ dự trữ cho nhiều giờ cao điểm, nên bơm chỉ cần bơm đầy bồn trong khoảng 4 – 4,5 giờ → chọn Q ≈ 7 m³/h.
• Chiều cao hình học: 15 × 3,3 = 49,5 m; bồn mái + chân bồn 4 m; bể ngầm 3 m → Hhh ≈ 56,5 m.
• Tổn thất: 15% ≈ 8,5 m. Áp dư: 3 m.
• Cột áp cần: H ≈ 56,5 + 8,5 + 3 = 68 m tại 7 m³/h.

Model EVM4-12 2,2 kW ở 7 m³/h còn 58 m – không đủ. EVM4-16 3,0 kW ở 7 m³/h còn 78 m – đủ, dư khoảng 10 m bù cho đường ống đóng cặn sau vài năm. Nếu chủ đầu tư muốn bơm nhanh hơn, khoảng 10 – 12 m³/h, thì chuyển sang dòng EVM8 (5 – 12 m³/h), ví dụ EVM8-16 5,5 kW ở 12 m³/h vẫn còn 106 m – khá dư, cần xem đường đặc tính để chọn số tầng cánh hợp lý.

Ví dụ 3: Tòa nhà 20 tầng, bơm lên bồn mái 18 m³/h

• Chiều cao hình học: tầng 1 cao 4,5 m + 19 tầng × 3,3 m = 67,2 m; bồn mái 4 m; bể ngầm 3,5 m → Hhh ≈ 75 m.
• Tổn thất: đường ống dài, nhiều van → lấy 15% ≈ 11 m. Áp dư: 3 m.
• Cột áp cần: H ≈ 75 + 11 + 3 = 89 m tại 18 m³/h.

Lưu lượng 18 m³/h vượt dải 5 – 12 m³/h của dòng EVM8, nên phải lên dòng EVM16 (8 – 22 m³/h). EVM16-12 11 kW ngay cả ở lưu lượng lớn nhất 22 m³/h vẫn còn 105 m, nên tại 18 m³/h chắc chắn đáp ứng được 89 m. Các tầng dưới cần chia vùng hoặc lắp van giảm áp.

Bảng model bơm trục đứng Showfou EVM để đối chiếu

Số liệu lấy theo trang sản phẩm trên web: cột áp ghi tương ứng với lưu lượng nhỏ nhất – lớn nhất của từng model. Tất cả dùng động cơ 2 cực 2900 v/p, IP55, cách điện cấp F; buồng bơm, cánh, trục bằng inox AISI 304; nhiệt độ nước -15 đến 120 °C.

Model	Công suất	Lưu lượng (m³/h)	Cột áp (m)	Kết nối
EVM2-15	1,5 kW	1 – 3,5	134 – 60	DN25
EVM4-8	1,5 kW	1,5 – 7	74 – 38	DN32
EVM4-10	2,2 kW	1,5 – 7	96 – 48	DN32
EVM4-12	2,2 kW	1,5 – 7	114 – 58	DN32
EVM4-16	3,0 kW	1,5 – 7	152 – 78	DN32
EVM4-19	4,0 kW	1,5 – 7	183 – 93	DN32
EVM8-16	5,5 kW	5 – 12	166 – 106	DN40
EVM8-20	7,5 kW	5 – 12	208 – 135	DN40
EVM16-12	11 kW	8 – 22	166 – 105	DN50
EVM16-16	15 kW	8 – 22	222 – 140	DN50

Cách đọc nhanh: chữ số sau “EVM” là nhóm lưu lượng (2, 4, 8, 16 – khoảng m³/h định mức), chữ số sau dấu gạch là số tầng cánh. Cùng nhóm lưu lượng, càng nhiều tầng cánh thì cột áp càng cao. Chi tiết hơn về dòng này anh xem bài bơm trục đứng Showfou EVM: cách chọn model.

Những sai lầm hay gặp khi tính cột áp máy bơm

• Chỉ đếm số tầng, quên bể ngầm và bồn mái: bể ngầm sâu 3 m và bồn mái cao 3 – 4 m đã cộng thêm 6 – 7 m cột áp.
• Chọn theo cột áp lớn nhất trên tem: bơm ghi “cột áp 74 m” nhưng ở lưu lượng làm việc có thể chỉ còn khoảng một nửa.
• Bỏ qua tổn thất đường ống: ống nhỏ, dài, nhiều co khiến nước lên bồn rất chậm.
• Chọn dư quá nhiều: bơm cột áp quá cao so với hệ thống sẽ tốn điện, ồn, gây búa nước và áp quá lớn ở tầng dưới. Mức dư hợp lý khoảng 10 – 15% cột áp tính toán.
• Không có bơm dự phòng: nhà cao tầng nên có 2 bơm chạy luân phiên và phao báo cạn bể ngầm.

Câu hỏi thường gặp

Nhà 5 tầng cần máy bơm cột áp bao nhiêu?

Nhà phố 5 tầng (khoảng 17 – 18 m) bơm từ bể ngầm lên bồn mái thường cần chiều cao hình học khoảng 22 – 24 m, cộng tổn thất và áp dư thì cột áp làm việc khoảng 27 – 30 m. Anh nên chọn bơm có cột áp tại lưu lượng sử dụng đạt mức này, không xem cột áp lớn nhất.

1 bar bằng bao nhiêu mét cột áp?

1 bar ≈ 10,2 m cột nước. Ví dụ cần 3 bar ở đầu vòi thì tương đương khoảng 30 m cột áp.

Cột áp máy bơm càng cao càng tốt phải không?

Không. Cột áp chỉ cần đủ cho điểm làm việc và dư khoảng 10 – 15%. Chọn quá cao vừa tốn điện vừa làm áp tầng dưới quá lớn.

Nên dùng bơm trục đứng hay trục ngang cho nhà cao tầng?

Với cột áp cao (trên khoảng 50 – 60 m) và lưu lượng vừa phải, bơm trục đứng đa tầng cánh như Showfou EVM gọn, tiết kiệm mặt bằng phòng bơm. Khi cần lưu lượng lớn, cột áp thấp hơn thì bơm trục ngang lại phù hợp.

Liên hệ MT Minh Anh để được tính cột áp miễn phí

Nếu anh gửi cho em số tầng, chiều cao tầng, độ sâu bể ngầm, thể tích bồn mái và số căn hộ (hoặc số người dùng nước), em sẽ tính lưu lượng, cột áp và đề xuất model bơm trục đứng phù hợp.

Công ty TNHH Thương Mại MT Minh Anh
Hotline/Zalo: 0983.533.332
Email: congtyminhanh0906@gmail.com