SHINDUCT AIRTECH
Áp dụng ISO 9001:2000 từ năm 2008, ngày 21/03/2022 Shinduct chính thức đón nhận chứng chỉ quản lý chất lượng mới nhất ISO 9001-2015 do Frenchcert UK Ltd. cấp!
Hướng dẫn cách tính lưu lượng gió cấp và gió hồi cho phòng theo diện tích, thể tích, số người và nhu cầu sử dụng, giúp thiết kế hệ thống HVAC hiệu quả, tiết kiệm năng lượng.
Trong thiết kế hệ thống HVAC, tính toán lưu lượng gió cấp và gió hồi là bước quan trọng nhằm đảm bảo chất lượng không khí, duy trì nhiệt độ ổn định và tạo môi trường thông thoáng cho công trình. Nếu lưu lượng gió cấp không đủ, phòng có thể xuất hiện tình trạng nóng bức, thiếu khí tươi hoặc phân bố nhiệt độ không đồng đều. Ngược lại, lưu lượng gió quá lớn có thể làm tăng độ ồn, gây cảm giác gió lùa và tiêu tốn điện năng vận hành.
Đối với hệ thống thông gió và điều hòa không khí, lưu lượng gió cần được xác định dựa trên công năng sử dụng, diện tích, chiều cao phòng, số lượng người, tải nhiệt và yêu cầu trao đổi không khí. Các thông số này là cơ sở để lựa chọn quạt, thiết kế đường ống gió, bố trí cửa gió cấp, cửa gió hồi và xác định kích thước ống gió phù hợp.
Lưu lượng gió cấp là lượng không khí được đưa vào phòng trong một đơn vị thời gian, thường được tính bằng m³/h hoặc m³/s. Tùy theo hệ thống HVAC, gió cấp có thể là không khí tươi từ bên ngoài, không khí đã được xử lý qua thiết bị điều hòa hoặc hỗn hợp giữa gió tươi và gió hồi.
Gió cấp có nhiệm vụ đáp ứng nhu cầu thông gió, bổ sung không khí cho người sử dụng, đồng thời hỗ trợ kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm theo yêu cầu thiết kế.
Lưu lượng gió hồi là lượng không khí được thu từ phòng và đưa trở lại thiết bị xử lý không khí hoặc hệ thống tuần hoàn. Trong hệ thống điều hòa trung tâm, gió hồi thường được đưa về AHU hoặc FCU để xử lý và cấp trở lại không gian sử dụng. Một phần không khí có thể được thải ra ngoài tùy theo phương án thiết kế và yêu cầu chất lượng không khí.
Trong điều kiện vận hành ổn định, cân bằng khối lượng không khí trong phòng cần được đảm bảo. Tuy nhiên, lưu lượng gió cấp và gió hồi không phải lúc nào cũng bằng nhau. Nếu phòng cần duy trì áp suất dương, lưu lượng gió cấp thường lớn hơn lượng gió hồi và gió thải cộng lại. Nếu phòng cần duy trì áp suất âm, lượng gió cấp thường nhỏ hơn tổng lượng gió hồi và gió thải.
Do đó, khi thiết kế hệ thống ống gió, cần xác định rõ mục tiêu thông gió, yêu cầu áp suất phòng và phương án xử lý không khí trước khi lựa chọn lưu lượng thiết kế.
3.1. Tính lưu lượng gió theo số lần trao đổi không khí
Đây là phương pháp thường được sử dụng trong thiết kế thông gió cho văn phòng, nhà xưởng, phòng kỹ thuật, kho hàng và nhiều không gian khác. Phương pháp này xác định lưu lượng gió dựa trên thể tích phòng và số lần trao đổi không khí trong một giờ.
Công thức tính:
Q = V × N
Trong đó:
Q là lưu lượng gió cần cấp, đơn vị m³/h.
V là thể tích phòng, đơn vị m³.
N là số lần trao đổi không khí trong một giờ, đơn vị lần/h.
Thể tích phòng được xác định theo công thức:
V = L × W × H
Trong đó L là chiều dài phòng, W là chiều rộng và H là chiều cao phòng, tất cả tính bằng mét.
Ví dụ, một phòng có chiều dài 10 m, chiều rộng 8 m và chiều cao 3 m. Thể tích phòng là:
V = 10 × 8 × 3 = 240 m³.
Giả sử phương án thiết kế lựa chọn số lần trao đổi không khí là 6 lần/h, lưu lượng gió tính được là:
Q = 240 × 6 = 1.440 m³/h.
Như vậy, lưu lượng gió theo phương pháp trao đổi không khí là 1.440 m³/h.
Cần lưu ý rằng số lần trao đổi không khí phải được lựa chọn theo công năng, tiêu chuẩn áp dụng và yêu cầu thiết kế của từng công trình. Không nên sử dụng một giá trị cố định cho tất cả các loại phòng vì nhu cầu thông gió của văn phòng, nhà vệ sinh, nhà xưởng và phòng kỹ thuật có thể khác nhau đáng kể.
3.2. Tính lưu lượng gió theo số người sử dụng
Đối với văn phòng, phòng họp, phòng đào tạo và các không gian có mật độ người cao, nhu cầu cấp gió tươi thường là yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng không khí trong nhà.
Công thức tính:
Q = n × q
Trong đó:
Q là lưu lượng gió tươi cần cấp, đơn vị m³/h.
n là số người sử dụng trong phòng.
q là lưu lượng gió tươi yêu cầu cho mỗi người, đơn vị m³/h/người.
Ví dụ, một phòng họp có 20 người. Giả sử phương án thiết kế yêu cầu lưu lượng gió tươi là 30 m³/h/người, tổng lưu lượng gió tươi cần cấp là:
Q = 20 × 30 = 600 m³/h.
Như vậy, phòng họp cần 600 m³/h gió tươi theo giả định thiết kế trên.
Giá trị 30 m³/h/người trong ví dụ chỉ nhằm minh họa cách tính, không phải mức bắt buộc áp dụng cho mọi công trình. Khi triển khai thực tế, cần xác định lưu lượng gió tươi theo tiêu chuẩn thiết kế, loại hình sử dụng, mật độ người, thời gian sử dụng và các nguồn phát sinh chất ô nhiễm trong phòng.
Ngoài ra, lưu lượng gió tươi không đồng nghĩa với tổng lưu lượng gió cấp của hệ thống điều hòa. Một phòng có thể sử dụng lượng gió tuần hoàn lớn để xử lý tải nhiệt, trong khi chỉ một phần lưu lượng là không khí tươi được lấy từ bên ngoài.
3.3. Tính lưu lượng gió theo tải nhiệt của phòng
Đối với hệ thống điều hòa không khí, lưu lượng gió cấp còn được xác định dựa trên lượng nhiệt cần xử lý để duy trì nhiệt độ yêu cầu trong phòng.
Trong trường hợp tính tải nhiệt hiện của không khí, có thể sử dụng công thức gần đúng:
Q = ρ × Cp × qv × ΔT
Trong đó:
Q là công suất nhiệt hiện cần xử lý, đơn vị W.
ρ là khối lượng riêng của không khí, có thể lấy gần đúng 1,2 kg/m³ trong điều kiện thông thường.
Cp là nhiệt dung riêng của không khí, có thể lấy gần đúng 1.005 J/(kg·K).
qv là lưu lượng thể tích không khí, đơn vị m³/s.
ΔT là chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong phòng và không khí cấp, đơn vị °C hoặc K.
Từ công thức trên, lưu lượng gió được xác định:
qv = Q / (ρ × Cp × ΔT)
Ví dụ, một phòng có tải nhiệt hiện cần xử lý là 5.000 W, nhiệt độ phòng thiết kế là 26°C và nhiệt độ gió cấp là 16°C. Khi đó, chênh lệch nhiệt độ là 10°C.
Lưu lượng gió cần thiết:
qv = 5.000 / (1,2 × 1.005 × 10) ≈ 0,415 m³/s.
Quy đổi sang m³/h:
Qv = 0,415 × 3.600 ≈ 1.494 m³/h.
Như vậy, lưu lượng gió cấp tính theo tải nhiệt hiện vào khoảng 1.494 m³/h.
Phương pháp này phù hợp để ước tính lưu lượng gió xử lý tải nhiệt hiện. Khi thiết kế hệ thống điều hòa hoàn chỉnh, cần tính cả tải nhiệt ẩn, độ ẩm, tải nhiệt từ người, thiết bị, chiếu sáng, bức xạ mặt trời và các yếu tố khác. Không nên chỉ dựa vào phép tính trên để lựa chọn toàn bộ thiết bị điều hòa.
Lưu lượng gió hồi cần được xác định đồng bộ với lưu lượng gió cấp, lượng gió tươi, lượng gió thải và yêu cầu cân bằng áp suất của phòng.
Đối với phòng điều hòa thông thường sử dụng hệ thống tuần hoàn, lưu lượng gió hồi thường được bố trí để thu phần lớn không khí đã cấp vào phòng và đưa trở lại thiết bị xử lý. Tuy nhiên, cần phân biệt lưu lượng gió hồi qua cửa hồi với lưu lượng không khí thực sự quay về thiết bị, vì một phần không khí có thể thoát qua khe cửa, đường chuyển gió hoặc các vị trí khác.
Trong trường hợp phòng có cân bằng áp suất gần trung tính, nếu lưu lượng gió cấp tổng cộng là 2.000 m³/h và có 400 m³/h không khí được thải ra ngoài, lượng gió hồi về thiết bị có thể xấp xỉ 1.600 m³/h, với điều kiện không có dòng không khí trao đổi đáng kể qua các vị trí khác.
Công thức cân bằng khối lượng không khí tổng quát có thể biểu diễn như sau:
Gió cấp + Không khí đi vào phòng qua các đường khác = Gió hồi + Gió thải + Không khí thoát ra qua các đường khác.
Đối với phòng sạch, phòng thí nghiệm, khu vực sản xuất đặc thù hoặc các không gian yêu cầu kiểm soát áp suất, lưu lượng gió hồi cần được tính toán theo yêu cầu vận hành riêng. Không nên áp dụng trực tiếp tỷ lệ gió hồi bằng gió cấp cho mọi loại công trình.
Ngoài việc xác định lưu lượng, cần bố trí cửa gió hồi phù hợp để tránh hiện tượng gió cấp đi thẳng vào cửa hồi mà chưa phân phối đều trong phòng. Cách bố trí hợp lý giúp hạn chế vùng không khí tù đọng, tăng hiệu quả trao đổi nhiệt và cải thiện sự thoải mái của người sử dụng.
Sau khi xác định được lưu lượng gió thiết kế, bước tiếp theo là tính kích thước đường ống gió. Kích thước ống cần đảm bảo khả năng vận chuyển không khí, hạn chế tổn thất áp suất, kiểm soát độ ồn và phù hợp với không gian lắp đặt.
Công thức tính lưu lượng theo vận tốc gió:
Q = 3.600 × A × v
Trong đó:
Q là lưu lượng gió, đơn vị m³/h.
A là diện tích tiết diện trong của ống gió, đơn vị m².
v là vận tốc trung bình của không khí trong ống, đơn vị m/s.
Từ đó, diện tích tiết diện cần thiết được xác định:
A = Q / (3.600 × v).
Đối với ống gió chữ nhật, diện tích tiết diện được tính bằng:
A = a × b
Trong đó a và b là chiều rộng và chiều cao thông thủy của ống, tính bằng mét.
Ví dụ, một tuyến ống gió cấp có lưu lượng 1.500 m³/h. Nếu lựa chọn vận tốc gió tính toán là 5 m/s, diện tích tiết diện cần thiết là:
A = 1.500 / (3.600 × 5) ≈ 0,0833 m².
Có thể lựa chọn sơ bộ ống gió chữ nhật có kích thước thông thủy 300 × 280 mm, tương ứng diện tích 0,084 m². Vận tốc thực tế khi đó xấp xỉ 4,96 m/s.
Đây là phương án tính sơ bộ theo vận tốc. Khi thiết kế thực tế, cần kiểm tra thêm tổn thất áp suất trên đường ống, chiều dài tuyến, số lượng cút, tê, van điều chỉnh, cửa gió và khả năng đáp ứng cột áp của quạt.
Đối với ống gió hồi, việc lựa chọn kích thước cũng cần dựa trên lưu lượng và vận tốc thiết kế phù hợp. Không nên mặc định ống gió hồi phải có cùng kích thước với ống gió cấp, bởi lưu lượng và điều kiện vận hành của hai tuyến có thể khác nhau.
6.1. Xác định đúng công năng sử dụng của phòng
Mỗi không gian có yêu cầu thông gió và điều hòa khác nhau. Văn phòng thường chú trọng chất lượng không khí và sự thoải mái; nhà xưởng cần xem xét nhiệt lượng từ máy móc và các chất ô nhiễm phát sinh; nhà vệ sinh cần đảm bảo hút thải; còn các phòng đặc thù có thể yêu cầu kiểm soát áp suất và độ sạch.
Vì vậy, cần xác định rõ công năng trước khi lựa chọn phương pháp tính lưu lượng gió. Việc sử dụng một hệ số trao đổi không khí chung cho toàn bộ công trình có thể dẫn đến thiết kế thiếu hoặc thừa lưu lượng.
6.2. Bố trí cửa gió cấp và cửa gió hồi hợp lý
Vị trí cửa gió ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng phân phối không khí trong phòng. Cửa gió cấp cần được bố trí để luồng khí phân tán phù hợp với hình dạng không gian, hạn chế gió thổi trực tiếp vào vị trí làm việc. Cửa gió hồi cần được đặt tại vị trí hỗ trợ thu hồi không khí hiệu quả, tránh tạo đường đi ngắn giữa cửa cấp và cửa hồi.
Đối với phòng có hình dạng phức tạp hoặc diện tích lớn, cần xem xét phân chia vùng cấp gió và tính toán tổn thất trên từng nhánh để đảm bảo lưu lượng phân phối tương đối đồng đều.
6.3. Kiểm soát tổn thất áp suất và độ ồn
Đường ống gió có nhiều đoạn chuyển hướng, nhánh rẽ hoặc phụ kiện có thể gây tăng tổn thất áp suất. Nếu không tính toán đầy đủ, quạt có thể không đạt lưu lượng yêu cầu hoặc phải vận hành ở chế độ tiêu thụ điện năng cao.
Bên cạnh đó, vận tốc gió quá lớn tại ống, van hoặc cửa gió có thể gây tiếng ồn và ảnh hưởng đến sự thoải mái của người sử dụng. Do đó, thiết kế cần cân đối giữa kích thước đường ống, vận tốc gió, không gian lắp đặt, chi phí sản xuất và chi phí vận hành.
6.4. Lựa chọn vật liệu và giải pháp ống gió phù hợp
Vật liệu ống gió cần được lựa chọn dựa trên môi trường làm việc, yêu cầu vệ sinh, khả năng chống ăn mòn, điều kiện nhiệt độ và các quy định kỹ thuật của công trình.
Đối với những khu vực có yêu cầu ngăn cháy lan qua hệ thống thông gió, cần xem xét giải pháp ống gió chống cháy theo thiết kế phòng cháy chữa cháy được phê duyệt. Việc lựa chọn phải căn cứ vào giới hạn chịu lửa yêu cầu, cấu tạo hệ thống, vật liệu, phương pháp lắp đặt và hồ sơ thử nghiệm hoặc chứng nhận phù hợp. Không thể xác định khả năng chống cháy chỉ dựa vào chiều dày vật liệu hoặc hình thức bên ngoài của ống gió.
Ngoài ra, cần kiểm tra tính kín khít của mối nối, vị trí treo đỡ, khoảng cách giá đỡ và các chi tiết liên kết để hệ thống đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong suốt quá trình vận hành.
Tính toán chính xác lưu lượng gió cấp và gió hồi là cơ sở để thiết kế hệ thống HVAC hoạt động hiệu quả. Tuy nhiên, hiệu quả thực tế còn phụ thuộc vào chất lượng sản xuất ống gió, độ chính xác của kích thước, cấu tạo phụ kiện, phương pháp lắp đặt và khả năng phối hợp giữa hệ thống cơ điện với kiến trúc công trình.
SHiNDUCT chuyên cung cấp giải pháp ống gió và ống gió chống cháy, hỗ trợ khách hàng trong quá trình tư vấn kỹ thuật, bóc tách khối lượng và lập báo giá theo yêu cầu dự án. Việc phối hợp từ giai đoạn thiết kế giúp kiểm soát kích thước đường ống, hạn chế xung đột với các hệ thống khác và tối ưu phương án thi công.
Nếu bạn đang có nhu cầu tìm hiểu về ống gió, ống gió chống cháy, vui lòng liên hệ với SHiNDUCT để được tư vấn, bóc tách khối lượng và báo giá chi tiết.
Website: https://www.shinduct.com.vn
Tham quan nhà máy online: https://vr360.com.vn/projects/cong-ty-shinduct/#tong_quan
ỐNG GIÓ SHiNDUCT
Hotline: 0936.504.773
Liên hệ ngay để nhận báo giá, bóc tách khối lượng và tư vấn miễn phí.
