Hệ Số K Của đầu Phun Sprinkler

1. Định nghĩa hệ số K của đầu phun Sprinkler

Như ta đã biết nước được xả thông qua lỗ phun của đầu sprinkler. Đường kính và các đặc tính thủy lực của lỗ phun này quyết định dòng chảy và áp suất tại đầu phun. Hệ số K của đầu phun sprinkler là con số chỉ định được đưa ra để thể hiện đặc tính thủy lực của đầu sprinkler.

>>> Xem thêm: Đầu phun Sprinkler - Cấu tạo - Nguyên Lý hoạt động?

Khi chúng ta bắt đầu tính toán thủy lực cho bất kỳ hệ thống chữa cháy cơ bản nào, ví dụ hệ chữa cháy nước hoặc hệ thống phun sương thì công thức hệ số K là công thức đầu tiên chúng ta cần sử dụng. Công thức hệ số K là nền tảng cơ bản giúp cho những kỹ sư phòng cháy chữa cháy có những hiểu biết đúng đắn về các hệ thống này. Ở dạng phổ biến nhất của công thức này, nó cho phép ta tính được lưu lượng 1 đầu phun khi ta có các giá trị áp lực và hệ số phun K. Chúng ta cũng có thể tính được hệ số K hoặc áp lực của đầu phun sprinkler theo yêu cầu với công thức này.

Lưu lượng của 1 đầu phun được tính bởi công thức sau:

q = k*p1/2

Trong đó:

- q là lưu lượng dòng chảy

- k là hệ số phun của đầu sprinkler

- p là áp lực

Chúng ta cũng có thể viết lại công thức này ở các dạng sau:

k = q/p11/2

Hoặc:

p = (q/k)2

Bảng hệ số K của một số Đầu Phun Sprinkler

Và đơn vị tính cho các thông số này cũng là đều khá quan trọng và không được nhầm lẫn. Thông thường có 2 hệ đơn vị cho công thức này:

- Hệ đo lường SI (hệ mét)

+ p: áp suất tính bằng đơn vị BAR

+ q = lưu lượng tính bằng đơn vị LPM (lít/phút)

+ k = hệ số phun tính bằng đơn vị LPM/BAR1/2

- Hệ đo lường Anh

+ p: áp suất tính bằng đơn vị psi

+ q = lưu lượng tính bằng đơn vị GPM (ga-lông/phút)

+ k = hệ số phun tính bằng đơn vị GPM/PSI1/2

>>> Xem thêm: Bí quyết lắp đặt và bảo trì đầu phun sprinkler đúng tiêu chuẩn

2. Ý nghĩa hệ Số K của đầu phun Sprinkler

Đầu phun sprinkler có hệ số K càng lớn thì dòng chảy càng lớn, nhưng áp lực dòng chảy lại yếu. Ngược lại đầu sprinkler có hệ số K càng nhỏ thì tạo ra dòng chảy càng nhỏ, nhưng áp lực dòng chảy lại cao. Áp lực tại đầu phun rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến kích cỡ các giọt nước và mô hình phun của dòng nước khi thoát khỏi đầu phun – 1 trong 2 đặc tính quyết định hiệu quả chữa cháy của đầu phun sprinkler.

3. Định nghĩa lưu lượng đầu phun Sprinkler

Lưu lượng đầu phun sprinkler được mô tả bằng công thức sau:

q = k*p1/2

Trong đó:

- q: đơn vị tính GPM (ga –lông/ phút)

- k: là hệ số từ nhà sản xuất

- p: đơn vị tính PSIG (pounds per square inch)

Với đầu sprinkler tyco điển hình có hệ số k=5.6 và áp lực dòng chảy là 10 PSIG, thì lưu lượng của đầu phun sẽ là 5.6√10 hoặc 17.7 GPM. Tiêu chuẩn NFPA yêu cầu áp lực tối thiểu tại 1 đầu phun thông thường là 7 PSIG, nhưng có 1 số đầu phun đặc biệt yêu cầu áp lực tối thiểu là 50 PSIG để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả. Vì vậy trước khi thực hiện việc tính toán thủy lực cần xem xét kỹ tiêu chuẩn NFPA và tài liệu của nhà sản xuất.

>>> Xem thêm:

✓ Đầu phun Sprinkler HJX

✓ Tại sao bạn nên chọn mua đầu phun Sprinkler HJX?

4. Mối tương quan giữa hệ số K và lưu lượng của đầu phun Sprinkler

Biểu đồ bên dưới thể hiện mối tương quan giữa hệ số K của đầu phun sprinkler (tyco sprinkler k factor), áp lực và lưu lượng. Có thể dễ dàng nhận ra rằng: đối với một đầu phun ở cùng 1 áp lực với hệ số phun K càng cao thì dòng chảy của đầu phun càng tăng hay nói cách khác hệ số K của đầu phun sprinkler tỷ lệ thuận với dòng chảy. Đôi khi chúng ta có thể dựa vào yếu tố này để lựa chọn chính xác đầu sprinkler với hệ số K thích hợp nhằm đáp ứng yêu cầu thiết kế với áp lực dòng chảy nhỏ nhất có thể.

Biểu đồ tương quan giữa hệ số K, áp lực và lưu lượng của đầu phun Sprinkler

Ví dụ: nếu chúng ta cố định thông số áp lực là 1.50 BAR thì:

- Khi hệ số K của đầu sprinkler là 50 thì lưu lượng dòng chảy sẽ là 61.20 lít/phút

- Khi hệ số K của đầu sprinkler là 100 thì lưu lượng dòng chảy sẽ là 122.50 lít/ phút

- Tương ứng khi hệ số K của đầu phun sprinkler là 150 thì lưu lượng dòng chảy sẽ là 183.70 lít/ phút.

→ Chúng ta có thể thấy lưu lượng dòng chảy thay đổi khoảng 61 lít/ phút mỗi khi chúng ta tăng hệ số K của đầu sprinkler lên 50, điều này xảy ra bởi vì áp lực luôn được giữ ở giá trị 1.50 BAR và nếu nhìn vào công thức hệ số K bên trên (q = k*p1/2) thì khi lấy căn bậc 2 của áp lực p ta được 1.225, sau đó nhân lần lượt với hệ số K của đầu phun sprinkler trong các trường hợp 50, 100, 150. Khi đó mỗi lần hệ số K tăng lên 50 thì lưu lượng dòng chảy cũng tăng lên 1 lượng tương tự.

>>> Xem thêm: Hệ thống chữa cháy Sprinkler

5. Các thông số khác của đầu phun Sprinkler

Tùy vào môi trường hoạt động khác nhau, yêu cầu khác nhau của mỗi hệ thống, mỗi công trình, mỗi khu vực, cần phải lựa chọn đầu phun phù hợp với yêu cầu. Để lựa chọn đầu phun phù hợp, chúng ta dựa vào những thông số đầu sprinkler, tuy nhiên với mỗi nhà sản xuất sẽ có những tiêu chuẩn đầu phun sprinkler riêng. Trong bài viết này chúng ta sẽ đề cập đến 4 tiêu chuẩn: nhiệt độ kích hoạt đầu phun sprinkler, áp lực làm việc của đầu phun sprinkler, bán kính bảo vệ của đầu phun sprinkler (bán kính đầu phun sprinkler). Sau đây chúng ta sẽ đi vào phân tích từng thông số đầu sprinkler.

Nhiệt độ kích hoạt của đầu phun Sprinkler

Nhiệt độ kích hoạt của đầu phun sprinkler là nhiệt độ làm cho bóng thủy tinh bị vỡ hoặc làm cho khung kim loại nóng chảy, phá vỡ kết cấu của cơ cấu bịt kín đầu phun, khiến nước từ hệ thống đường ống phun ra tại lỗ phun nước của đầu phun.

Tiêu chuẩn NFPA chia ra 6 mức nhiệt độ kích hoạt của đầu phun sprinkler (tyco sprinkler head temperature ratings) như sau: 135°F - 170°F nhiệt độ thông thường, 175°F - 225°F nhiệt độ trung bình, 250°F - 300°F nhiệt độ cao, 325°F - 375°F nhiệt độ khá cao, 400°F - 475°F nhiệt độ rất cao, từ 500°F trở lên là nhiệt độ vô cùng cao. Đồng thời, những bóng thủy tinh và khung kim loại nóng chảy này đều được quy định bằng bảng màu cho từng nhiệt độ hoạt động khác nhau để việc nhận định nhiệt độ hoạt động của từng đầu phun được dễ dàng hơn.

Cách chọn nhiệt độ của đầu phun sprinkler là dựa vào nhiệt độ của khu vực cần lắp đặt, khi khu vực hoạt động bình thường (không có sự cố cháy). Nhiệt độ kích hoạt đầu phun sprinkler phải cao hơn nhiệt độ bình thường của khu vực, nếu chọn nhiệt độ hoạt động của đầu phun chữa cháy sprinkler thấp hơn nhiệt độ bình thường của khu vực cần lắp đặt thì khi khu vực hoạt động sẽ kích hoạt hệ thống chữa cháy. Cũng không được chọn nhiệt độ hoạt động đầu phun sprinkler quá cao so với nhiệt độ bình thường của khu vực vì khi xảy ra sự cố, để đám cháy đạt được nhiệt độ kích hoạt của đầu sprinkler thì đám cháy đã gây ra thiệt hại quá lớn. Nhiệt độ, tiêu chuẩn đầu phun sprinkler sẽ quyết định khả năng phản ứng khi xảy ra sự cố của đầu phun.

Áp lực làm việc của đầu phun Sprinkler

Áp lực làm việc của đầu phun sprinkler là áp lực mà tại đó cơ cấu của đầu sprinkler không bị phá hủy. Hiện tại có nhiều hệ thống chữa cháy nước tự động sử dụng đầu phun sprinkler như: hệ thống ướt ( hệ thống mà đường ống luôn có sẵn nước), hệ thống khô (hệ thống mà đường ống không có nước mà thay thế bằng không khí hoặc khí khác), hệ thống xả tràn (hệ thống sử dụng đầu phun sprinkler hở, không có yếu tố cảm ứng nhiệt), hệ thống kích hoạt trước (hệ thống sử dụng hệ thống báo cháy để mở van xả nước vào đường ống và sử dụng đầu phun kín)… mỗi hệ thống có một cách tính toán áp lực riêng, nhưng áp lực tại mỗi đầu phun sprinkler trong hệ thống đều có yêu cầu về áp lực là như nhau.

Áp lực làm việc của một số đầu phun thông dụng

Theo tiêu chuẩn NFPA 13 mục 6.4.4.8 quy định áp lực tại đầu phun sprinkler khi hoạt động tối thiểu phải đạt 7 PSI (0.5 BAR), đây là áp lực tối thiểu để đầu sprinkler hoạt động và tất cả đầu chữa cháy sprinkler trong hệ thống đều phải đạt áp lực tối thiểu này. Với mỗi đầu phun sprinkler của mỗi hãng sẽ có áp lực làm việc tối đa khác nhau, khi áp lực của hệ thống vượt qua áp lực này đầu phun sprinkler có thể bị phá hủy, đây là áp lực tối đa mà đầu chữa cháy sprinkler có thể làm việc, khi thiết kế hệ thống không nên để áp lực tại một đầu phun bất kì vượt qua ngưỡng này, phải dựa vào tiêu chuẩn đầu phun sprinkler để tính toán áp lực cho mỗi đầu phun sao cho phù hợp nhất.

Bán kính bảo vệ của đầu phun sprinkler

Bán kính bảo vệ của đầu phun sprinkler hay bán kính đầu phun sprinkler (tyco sprinkler coverage area) là thông số quan trọng khi sử dụng đầu phun sprinkler để bảo vệ cho công trình. Dựa vào bán kính bảo vệ của đầu phun sprinkler sẽ có được diện tích bảo vệ của đầu phun sprinkler, từ đó tùy vào diện tích của khu vực cần bảo vệ sẽ tính toán ra số lượng đầu phun cần sử dụng để bảo vệ cho toàn bộ khu vực.

Theo tiêu chuẩn Việt Nam 7336:2003 hệ thống chữa cháy sprinkler được phân loại dựa trên mức độ nguy cơ phát sinh đám cháy tại các cơ sở và được gọi một cách tương ứng, cụ thể như sau: hệ thống cho cơ sở có nguy cơ cháy thấp, hệ thống cho cơ sở có nguy cơ cháy trung bình (hệ thống cho cơ sở có nguy cơ cháy trung bình tiếp tục được chia thành 4 nhóm: Nhóm I, Nhóm II, Nhóm III và Nhóm III đặc biệt), hệ thống cho cơ sở có nguy cơ cháy cao (bao gồm khu vực sản xuất và khu vực kho bãi bảo quản chất cao).

Dựa vào nhóm các cơ sở, công trình, tiêu chuẩn Việt Nam 7336:2003 quy định diện tích bảo vệ của mỗi đầu sprinklers tự động như sau: công trình có nguy cơ cháy thấp có diện tích được bảo vệ của một đầu phun sprinkler là 12 m2, công trình có nguy cơ cháy trung bình thuộc Nhóm I, Nhóm II và Nhóm III có diện tích được bảo vệ của một đầu phun sprinkler là 12 m2, công trình có nguy cơ cháy trung bình thuộc Nhóm III đặc biệt có diện tích được bảo vệ của một đầu phun sprinkler là 9 m2, công trình có nguy cơ cháy cao như khu vực sản xuất, kho bảo quản chất cao có diện tích được bảo vệ của một đầu phun sprinkler là 9 m2. Từ tiêu chuẩn đầu phun sprinkler về diện tích bảo vệ, bán kính bảo vệ của đầu phun sprinkler mà tính toán hệ thống chữa cháy sprinkler ra số lượng đầu phun phù hợp nhất cho từng khu vực bảo vệ, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả nhất.

6. Mua đầu phun Sprinkler chất lượng ở đâu?

An Bình là đơn vị Nhập khẩu & phân phối đầu phun Sprinkler uy tín số 1 tại Việt Nam. Với hơn 14 năm kinh nghiệm nhập khẩu và phân phối thiết bị PCCC & BHLĐ, chúng tôi cam kết mọi thiết bị đầu phun Sprinkler được phân phối bởi An Bình đều là hàng chính hãng, đạt chất lượng, đạt tiêu chuẩn an toàn phòng cháy chữa cháy. Mua sản phẩm do An Bình cung cấp, bạn sẽ có được sản phẩm tốt, phù hợp với nhu cầu và được trải nghiệm chất lượng dịch vụ chăm sóc khách hàng chu đáo, tận tình.

Hotline: 0903.235.627 Gọi để được tư vấn miễn phí và mua hàng bạn nhé.