Hướng dẫn về van tưới: Van điện từ, van giảm áp và van xả áp

Van tưới là gì?

Van tưới là thiết bị mở, ngắt hoặc điều chỉnh lưu lượng và áp suất nước trong hệ thống tưới. Van chia trang trại thành các khu tưới, bảo vệ đường ống và đầu tưới khỏi áp suất quá cao, ngăn nước chảy ngược về nguồn và cho phép không khí đi vào, thoát ra khỏi mạng lưới đường ống.

Một hệ thống tưới nhỏ giọt điển hình sử dụng nhiều loại van: van khóa chính, van điều khiển tưới tự động cho từng khu, van giảm áp, van xả áp, van khí và van xả rửa. Chọn đúng van cho từng chức năng trong hệ thống tưới và chọn kích cỡ theo lưu lượng là yếu tố quyết định hệ thống tưới đều hay bị vỡ ống nhánh hoặc thiếu nước ở các khu tưới. Hướng dẫn này giải thích từng loại van, vị trí lắp đặt, cách chọn kích cỡ và cách khắc phục các sự cố thường gặp.

Có những loại van tưới nào?

Van điện từ tưới hoạt động như thế nào?

Hầu hết van khu tưới tự động là van màng điều khiển bằng van pilot. Một màng cao su ngăn cách cửa vào với cửa ra. Một lỗ thông nhỏ cho phép nước ở cửa vào điền đầy khoang phía trên màng; do diện tích phía trên lớn hơn, áp suất giữ màng ở vị trí đóng. Khi bộ điều khiển cấp điện cho cuộn điện từ, lõi van nâng lên và xả áp khoang phía trên về phía cửa ra. Áp suất phía trên màng giảm, áp suất đường ống đẩy màng lên và nước chảy qua. Khi ngắt điện, lõi van đóng kín trở lại và van đóng.

Các bộ phận và đặc điểm chính của van tưới cần nắm rõ:

• Cuộn điện từ: thường dùng 24 V AC với các bộ điều khiển sử dụng điện lưới. Cuộn điện từ chốt giữ DC chỉ cần một xung ngắn để mở hoặc đóng, phù hợp với các bộ điều khiển van tưới dùng pin, năng lượng mặt trời và kết nối không dây.
• Màng van và nắp van: các bộ phận hao mòn chính; cặn bẩn trên đế màng van là nguyên nhân phổ biến nhất gây rò rỉ.
• Tay vặn điều chỉnh lưu lượng: giới hạn độ mở của màng van, hữu ích khi cần tiết lưu hoặc làm chậm quá trình đóng để giảm hiện tượng búa nước.
• Xả áp thủ công: vít xả áp ngoài hoặc cần xả áp trong cho phép mở van để kiểm tra mà không cần bộ điều khiển.
• Lưu lượng và áp suất tối thiểu: van điều khiển bằng van pilot cần một mức chênh lệch áp suất nhất định để đóng ổn định. Các khu tưới nhỏ giọt nhỏ có lưu lượng rất thấp cần van phù hợp với lưu lượng thấp, nếu không van có thể rung giật hoặc không đóng được.

Van điện từ trong hệ thống tưới thường được lắp theo cấu hình van cầu hoặc van góc, dùng nhựa cho các khu tưới nhỏ và nhựa gia cường hoặc kim loại cho các đường ống chính lớn hơn.

Hệ thống tưới nhỏ giọt có cần van giảm áp không?

Trong hầu hết trường hợp là có. Đầu nhỏ giọt và băng tưới nhỏ giọt được thiết kế cho một dải áp suất giới hạn, thường khoảng 0.5–2.5 bar tùy sản phẩm, trong khi bơm và đường ống cấp nước đô thị có thể cung cấp áp suất cao hơn nhiều. Áp suất quá cao làm bung phụ kiện nối, nứt băng tưới thành mỏng và khiến các đầu nhỏ giọt không bù áp tưới quá nhiều ở phần đầu mỗi đường ống.

• Bộ điều áp cài đặt sẵn có cấu tạo đơn giản, giá thấp và áp suất đầu ra cố định. Chúng phù hợp với các khu tưới nhỏ giọt nhỏ và hệ thống tưới vườn, thường được kết hợp với bộ lọc trong cùng một cụm.
• Van giảm áp có thể điều chỉnh cho phép cài đặt áp suất phía sau van và đáp ứng lưu lượng lớn hơn. Các phiên bản điều khiển bằng van pilot duy trì áp suất chính xác trên một dải lưu lượng rộng.
• Van điều khiển kết hợp tích hợp chức năng đóng/mở và điều áp trong một van thủy lực hoặc van điện từ, thường được dùng cho các lô canh tác ngoài đồng.

Đặt van giảm áp sau van khu tưới và bộ lọc để van chỉ điều chỉnh áp suất cho khu tưới đang hoạt động. Trên ruộng dốc, mỗi lô có thể cần một van điều áp tưới riêng để duy trì áp suất đồng đều. Hướng dẫn của chúng tôi về cách thiết kế hệ thống tưới nhỏ giọt trình bày cách áp suất mục tiêu được đưa vào tính toán chiều dài ống nhánh và bố trí khu tưới.

Van xả áp trong hệ thống tưới có tác dụng gì?

Van xả áp mở và xả nước khi áp suất tăng vượt giá trị cài đặt, sau đó đóng lại khi áp suất giảm. Van bảo vệ đường ống, bộ lọc và phụ kiện nối khỏi các đợt tăng áp đột ngột do van đóng nhanh, bơm khởi động khi đường ống đang đóng hoặc bộ điều áp gặp sự cố.

Cài đặt van xả áp cao hơn một chút so với áp suất vận hành bình thường nhưng thấp hơn áp suất định mức của bộ phận chịu áp kém nhất phía sau van. Lắp van tại đầu đẩy của bơm và, với đường ống chính dài, gần các điểm tích tụ xung áp. Van xả áp không thay thế được van giảm áp: một loại liên tục hạ áp suất làm việc, loại còn lại chỉ tác động trong tình huống khẩn cấp.

Van được lắp ở đâu trong hệ thống tưới nhỏ giọt?

Trình tự điển hình từ nguồn nước đến đầu nhỏ giọt như sau:

1. Đầu đẩy của bơm: van một chiều, van xả áp và van xả khí.
2. Van tưới chính: van khóa thủ công cho toàn bộ hệ thống, cho phép cô lập hệ thống để sửa chữa.
3. Thiết bị chống chảy ngược tại nơi có yêu cầu, phía trước mọi điểm châm phân.
4. Cụm lọc có van cô lập ở trước và sau mỗi bộ lọc. Xem hướng dẫn về bộ lọc tưới.
5. Bộ châm phân hoặc thiết bị tưới kết hợp bón phân. Xem tưới kết hợp bón phân và bộ châm phân.
6. Van điều khiển khu tưới: mỗi khu tưới dùng một van điều khiển tưới điện từ hoặc thủy lực, tốt nhất nên bố trí thành cụm trên ống góp với một van cô lập thủ công phía trước mỗi van.
7. Van giảm áp sau mỗi van khu tưới, nếu cần.
8. Van xả khí và phá chân không tại các điểm cao của ống chính phụ, và van xả cặn ở cuối các ống nhánh hoặc ống chính phụ.

Trong nhà kính, cụm thiết bị đầu hệ thống thường tích hợp bộ lọc, thiết bị tưới kết hợp bón phân và van khu tưới trên cùng một khung đế, chẳng hạn như máy tưới kết hợp bón phân thông minh có bơm định lượng của chúng tôi, với các van khu tưới do cùng thiết bị điều khiển. Hướng dẫn về hệ thống tưới nhà kính trình bày các cách bố trí điển hình trong nhà kính.

Chọn kích cỡ van tưới như thế nào?

Chọn kích thước van theo lưu lượng và tổn thất áp suất, không chỉ dựa vào kích thước đường ống. Van quá lớn so với lưu lượng có thể đóng không ổn định hoặc điều áp kém; van quá nhỏ gây tổn thất áp suất không cần thiết.

1. Tính lưu lượng khu tưới từ số lượng đầu nhỏ giọt và lưu lượng của mỗi đầu.
2. Kiểm tra dải lưu lượng của van, bao gồm cả lưu lượng tối thiểu. Khu tưới nhỏ giọt lưu lượng thấp là trường hợp phổ biến mà van tưới 1 inch trên ống 1 inch vẫn quá lớn so với lưu lượng.
3. Đọc đường cong tổn thất áp suất. Nhiều người thiết kế đặt mục tiêu giữ tổn thất qua van điều khiển ở mức một phần nhỏ của một bar tại lưu lượng thiết kế, nhưng giá trị chấp nhận được phụ thuộc vào mức áp suất dự phòng của hệ thống.
4. Cộng thêm tổn thất của bộ điều áp nếu có lắp van giảm áp, vì bộ điều áp cần một mức chênh lệch áp suất tối thiểu để hoạt động.
5. Chọn vật liệu và áp suất định mức phù hợp với nước, phân bón và axit trong đường ống.

Theo hướng dẫn khái quát, van 3/4 và 1 inch dùng cho các khu tưới nhỏ giọt và khu tưới nhà kính nhỏ, van 1 1/4 đến 2 inch dùng cho các khu tưới lớn hơn và ống chính phụ, còn van từ 3 inch trở lên dùng trên đường ống chính ngoài đồng. Luôn đối chiếu với dữ liệu của nhà sản xuất cho loại van cụ thể.

Van tưới không dây và van tưới thông minh có đáng đầu tư không?

Van tưới không dây, wifi và bluetooth giúp loại bỏ nhu cầu đào rãnh chôn cáp điều khiển đến từng khu tưới. Các thiết bị dùng pin hoặc năng lượng mặt trời có cuộn điện từ chốt giữ DC nhận lệnh qua sóng vô tuyến hoặc cổng kết nối, và nhiều thiết bị gửi lại dữ liệu lưu lượng hoặc trạng thái van. Chúng hữu ích cho các lô ở xa, vườn cây ăn quả có khoảng cách lớn giữa các khu tưới và các dự án cải tạo mà việc đi cáp không khả thi.

Các điểm cần kiểm tra gồm phạm vi truyền sóng vô tuyến trên địa hình thực tế, tuổi thọ pin, trạng thái của van khi mất liên lạc (van nên đóng) và khả năng tích hợp với bộ điều khiển của bạn. Các trang trại lớn thường kết hợp van có dây gần cụm thiết bị đầu hệ thống với van tưới điện từ không dây tại các lô ở xa. Hướng dẫn về bộ điều khiển tưới thông minh trình bày các tùy chọn lập lịch và cảm biến; các trang trại có nhiều khu tưới có thể sử dụng hệ thống tưới và bón phân đồng ruộng IoT tích hợp để đồng thời điều khiển van, tưới kết hợp bón phân và giám sát.

Xử lý sự cố van tưới không mở hoặc không đóng như thế nào?

Van không đóng

• Cặn bẩn mắc dưới màng van hoặc trong lỗ xả áp: cô lập van, mở nắp van và vệ sinh.
• Vít hoặc cần xả áp thủ công bị để ở vị trí mở.
• Màng van bị rách hoặc chai cứng: thay màng van.
• Lưu lượng thấp hơn mức tối thiểu của van hoặc van bị lắp ngược: kiểm tra mũi tên chỉ chiều dòng chảy và thông số định mức.
• Bộ điều khiển vẫn cấp điện: ngắt dây cuộn điện từ để kiểm tra.

Van không mở

• Không có điện tại cuộn điện từ: dùng đồng hồ đo để kiểm tra điện áp tại van và đầu ra của bộ điều khiển.
• Cuộn điện từ bị hỏng: đo điện trở và đối chiếu với thông số của nhà cung cấp hoặc thay thử bằng cuộn đã xác nhận hoạt động tốt.
• Tay vặn điều chỉnh lưu lượng bị vặn đóng quá mức.
• Van cô lập phía trước đang đóng hoặc bộ lọc bị tắc khiến khu tưới không được cấp đủ nước.

Van tưới cần được bảo dưỡng những gì?

• Đóng mở các van khóa thủ công vài lần mỗi vụ để tránh bị kẹt.
• Kiểm tra van khu tưới để phát hiện rỉ nước, đồng thời vệ sinh màng van và bộ lọc trên mạch điều khiển pilot khi cần.
• Kiểm tra bộ điều áp bằng đồng hồ đo áp suất vào đầu vụ; thay những bộ bị sai lệch áp suất.
• Kiểm tra van xả áp bằng cách theo dõi đồng hồ áp suất trong các đợt tăng áp đột ngột khi khởi động.
• Xả hết nước hoặc dùng khí nén thổi sạch nước trong van và đường ống tại nơi có nguy cơ đóng băng.
• Giữ hộp van sạch đất và côn trùng, đồng thời dự trữ màng van và cuộn điện từ cho các kích thước phổ biến nhất.

Mars Vertical Farm cung cấp các cụm thiết bị đầu hệ thống tưới hoàn chỉnh gồm bộ lọc, thiết bị tưới kết hợp bón phân và van khu tưới từ nhà máy tại Thượng Hải. Khám phá danh mục thiết bị tưới, tưới kết hợp bón phân và xử lý nước, hoặc gửi cho chúng tôi danh sách khu tưới và dữ liệu áp suất để nhận đề xuất về van và cụm thiết bị đầu hệ thống.