1. Khái niệm – Van bướm điều khiển điện là gì?

Van bướm điều khiển điện (Electric Actuated Butterfly Valve) hay còn gọi tắt là van bướm điện, là một thiết bị dùng để đóng/mở hoặc điều tiết dòng chảy trong đường ống, được điều khiển tự động bằng mô tơ điện. Nhờ tính chính xác, tiện lợi và độ tự động hóa cao, loại van này ngày càng phổ biến trong cá hệ thống cấp thoát nước, PCCC, HVAC và công nghiệp. 
Đây là loại van bướm được tích hợp với bộ truyền động điện (electric actuator), thường sử dụng dòng điện 24V/220V/380V, cho phép đóng mở van thông qua tín hiệu điện mà không cần thao tác tay, giảm tiêu hao sức lực cho người vận hành, phù hợp cho các hệ thống đường ống có bán kính lớn, hoặc hệ thống có không gian hạn chế.

2. Cấu tạo của van bướm điều khiển điện.

Van bướm điều khiển điện gồm 2 phần chính là thân van bướm và bộ điều khiển điện: 

2.1 Thân van bướm (Butterfly Valve Body): 

Thân van bướm có cấu tạo như van cánh bướm đã được trình bày chi tiết trong bài viết trước, gồm các bộ phận chính sau:

• Đĩa van (Disc): Hình dạng như cánh bướm, quay quanh trục để đóng/mở hay điều tiết dòng chảy.
• Trục van (Stem/Shaft): Kết nối đĩa van với bộ điều khiển.
• Vỏ van (Body): Thường làm từ gang, inox hoặc nhựa.
• Lớp đệm kín (Seat): Tạo độ kín, thường làm từ cao su EPDM, PTFE.

2.2 Bộ điều khiển điện (Electric Actuator):

• Chứa mô tơ điện, bộ giảm tốc, bộ truyền động bánh răng, mạch điện điền khiển,…
• Nhận tín hiệu ON/OFF hoặc tín hiệu tuyến tính (4-20mA, 0-10V) để điều khiển góc mở của van.
• Ngoài ra, một số bộ điều khiển có thêm tay quay, cho phép vận hành thủ công khi mất điện.

3. Nguyên lý hoạt động của van bướm điều khiển điện:

Tùy vào loại bộ điều khiển, có 2 chế độ chính:

3.1 Van bướm điều khiển điện ON/OFF:

Thiết bị này sẽ chỉ có 2 chế độ là mở hoàn toàn và đóng hoàn toàn:
Khi ở chế độ ON, mô tơ làm quay trục, xoay đĩa van 90° để van mở hoàn toàn. 
Ngược lại, khi ở chế độ OFF, đĩa quay lại vị trí đóng, không cho lưu chất chảy qua.
Van này chỉ dùng cho các hệ thống không đòi hỏi điều tiết dòng chảy.

3.2 Van bướm điều khiển điện tuyến tính (Modulating):

Van này có thể điều chỉnh góc mở 0 – 90º theo tín hiệu analog (4-20mA, 0-10V), có thể dùng điều tiết lưu lượng chính xác.
Phản hồi bằng tín hiệu điện hoặc cảm biến vị trí. Thiết bị sẽ được kết nối với bộ điều khiển để có thể vận hành từ xa. Bên cạnh đó thiết bị này cần đòi hỏi thêm các cảm biến áp suất, nhiệt độ hay đồng hồ đo lưu lượng, để việc điều tiết được chính xác hơn.

4. Phân loại van bướm điều khiển điện.

Ngoài cách phân loại theo bộ điều khiển ON/OFF hay tuyến tính, chúng ta còn có thể chia van bướm điều khiển điện dựa trên một số tiêu chí sau:

4.1 Phân loại theo vật liệu chế tạo: 

• Van bướm gang điều khiển điện: 
  Đây là loại vật liệu phổ biến vì giá thành rẻ, độ bền ổn, khả năng chịu nhiệt khá tốt, thường được sử dụng trong các hệ thống nước, khí không ăn mòn hoặc các ứng dụng công nghiệp thông thường.

  

• Van bướm inox điều khiển điện: 
  Thường là inox 304, 316 do kết cấu khá chắc chắn, bền bỉ, tính thẩm mỹ, chống ăn mòn cao, dùng được cho các môi trường khắc nghiệt, tuy nhiên giá thành cao hơn các loại vật liệu khác.

  

• Van bướm nhựa điều khiển điện: 
  Thường dùng các vật liệu nhựa cao cấp như PP, PVC, PVDF,…phù hợp cho các ứng dụng với hóa chất ăn mòn, axit, bazo,…hay nơi lắp đặt cần vật liệu nhẹ, không thích hợp môi trường có nhiệt độ và áp suất cao.

  

4.2 Phân loại theo kiểu kết nối.

Tùy vào tính chất đường ống hay mặt bích mà chúng ta chọn kiểu kết nối cho van bướm điện khác nhau.

Nếu đường ống lớn, có áp suất cao, độ bền ổn ít phải bảo dưỡng, thì phù hợp với loại kết nối hai mặt bích (Flange) cực kì chắc chắn.
Còn nếu môi trường áp suất thấp hơn, hay ống nhỏ hơn, thì có thể dùng loại van bướm điện có kết nối dạng kẹp (Wafer) hay kết nối dạng tai bích (Lug).

4.3 Phân loại theo nguồn gốc xuất xứ.

Dưới đây là một số hãng van bướm điều khiển điện thông dụng được sử dụng phổ biến trong các hệ thống công nghiệp, xử lý nước, HVAC, PCCC,… được đánh giá cao về chất lượng, độ bền và độ tin cậy:

• AUT (Malaysia):
  Rất phổ biến ở Việt Nam, giá thành hợp lý. Hoạt động ổn định, dễ thay thế phụ kiện.
  Có đủ dòng ON/OFF và tuyến tính, được tin dùng trong hệ thống xử lý nước, HVAC.

  

• Sunyeh, UNID, Haitima (Đài Loan):
  Giá thành tốt, chất lượng ổn định, thông dụng ở Đông Nam Á.
  Có sẵn van inox, gang, nhựa kèm actuator điện.
  Thường dùng trong cấp thoát nước, thực phẩm, hóa chất nhẹ.

  

• Kosaplus, KTS, Samwoo, Automa (Hàn Quốc):
  Sản phẩm trung – cao cấp, độ bền cao.
  Phù hợp với ngành xử lý nước, PCCC.

  

• Belimo (Thụy Sĩ):
  Thương hiệu cao cấp chuyên cho HVAC, tòa nhà thông minh.
  Nổi bật với độ chính xác cao, giao tiếp tốt với hệ thống BMS.

  

• Kitz (Nhật Bản):
  Hãng nổi tiếng lâu đời về van công nghiệp.
  Dòng van chất lượng cao, độ kín và tuổi thọ rất tốt.
  Dùng trong hệ thống áp lực cao, môi trường khắt khe.

  

5. Ưu điểm và nhược điểm 

•  Ưu điểm:

  – Tự động hóa cao, dễ dàng tích hợp với hệ thống BMS, PLC, SCADA để điều khiển từ xa.
  – Độ chính xác cao, phiên bản tuyến tính cho phép điều tiết lưu lượng chính xác theo % mở van.
  – Hoạt động ổn định, không ồn, mượt mà, độ rung thấp hơn so với van khí nén.
  – Không yêu cầu kỹ thuật cao trong lắp đặt, chỉ cần đấu dây nguồn và tín hiệu điều khiển.
  – Tuổi thọ cao, nếu chọn đúng dòng và điều kiện vận hành tốt, có thể chạy bền từ 3–10 năm.

• Nhược điểm: 

  – Tốc độ đóng/mở chậm hơn khí nén.
  – Cần có nguồn điện ổn định, nếu mất điện cần thêm bộ UPS hoặc vận hành tay.
  – So với van bướm cơ, giá bộ điều khiển điện khá cao (đặc biệt là loại tuyến tính).- Bộ điều khiển điện thường to và nặng hơn actuator khí nén cùng công suất.

6. Ứng dụng của van bướm điều khiển điện.

 Ngành Cấp Thoát Nước
Van bướm điều khiển điện được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống cấp nước, xử lý nước thải, điều chỉnh lưu lượng nước và kiểm soát áp suất trong các đường ống, bể chứa.

Ngành Hóa Chất
Trong ngành hóa chất, van bướm điều khiển điện được sử dụng để điều chỉnh dòng chảy của các chất có tính ăn mòn cao. Việc sử dụng van inox điều khiển điện giúp bảo vệ hệ thống khỏi sự ăn mòn và gia tăng độ bền.

 Ngành Dầu Khí
Van bướm điều khiển điện là lựa chọn lý tưởng trong các hệ thống dầu khí, nơi yêu cầu kiểm soát dòng chảy và áp suất của các chất khí, dầu, hơi một cách chính xác và an toàn.

Ngành Thực Phẩm và Dược Phẩm
Van bướm điều khiển điện giúp điều chỉnh dòng chảy trong các dây chuyền sản xuất thực phẩm, dược phẩm, đảm bảo chất lượng sản phẩm và vệ sinh an toàn trong quá trình sản xuất.

Ngành Năng Lượng
Trong các nhà máy điện, van bướm điều khiển điện giúp kiểm soát dòng chảy của nước, hơi và khí, đảm bảo hiệu suất và an toàn cho các thiết bị trong quá trình sản xuất năng lượng.

7. Một số lưu ý khi lắp đặt và vận hành van bướm điện.

• Vị trí lắp đặt: 
  – Lắp theo phương thẳng đứng là tốt nhất (motor hướng lên trên). 
  – Nếu bắt buộc lắp ngang, motor không được hướng xuống để tránh ẩm, nước đọng gây hư mô tơ.
  – Đảm bảo đủ khoảng trống xung quanh van để dễ bảo trì và thao tác tay nếu cần.
• Kết nối điện đúng sơ đồ:
  – Đấu dây theo đúng hướng dẫn kỹ thuật (ON/OFF hay 4–20mA, 0–10V).
  – Đảm bảo tiếp đất an toàn cho động cơ.
  – Điện áp cấp phải đúng với thông số thiết bị (AC220V, DC24V…).
  – Dưới hoặc vượt quá điện áp định mức có thể gây cháy mô tơ
• Không đóng/mở liên tục quá nhanh:
  – Nên để thời gian nghỉ giữa các lần đóng/mở (tránh chạy liên tục làm nóng mô tơ).
  – Nếu có bộ quay tay, chỉ sử dụng khi đã ngắt nguồn điện.
  – Van có cơ cấu khóa để ngắt mô tơ khi quay tay
• Bảo trì định kỳ: 
  – Vệ sinh mô tơ, tra dầu mỡ hộp số (nếu nhà sản xuất yêu cầu).
  – Kiểm tra siết chặt bulong, terminal điện.
  – Đảm bảo không có hơi ẩm, nước lọt vào mô tơ điện.
  – Kiểm tra cách điện giữa vỏ và nguồn.
• Một số lưu ý khác:
  – Nếu dùng ngoài trời, nên che chắn bằng mái hoặc hộp bảo vệ mô tơ.
  – Trong môi trường rung động mạnh, nên gắn thêm giảm chấn hoặc khớp nối mềm cho đường ống.
  – Nếu môi trường dễ cháy nổ → chọn loại van điện có chứng chỉ chống cháy nổ (Ex-proof).

8. Kết luận

Van bướm điều khiển điện là một thiết bị quan trọng trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp, giúp điều khiển dòng chảy chính xác, tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu quả vận hành. Việc lựa chọn van phù hợp với yêu cầu của hệ thống và môi trường làm việc sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất, giảm thiểu sự can thiệp thủ công và đảm bảo an toàn cho hệ thống.