Cách Tính Lưu Lượng, Cột Áp Khi Lựa Chọn Quạt Cho Nhà Xưởng

Cách tính lưu lượng, cột áp khi lựa chọn quạt cho nhà xưởng

Hệ thống thông gió là một phần không thể thiếu trong thiết kế và vận hành nhà xưởng công nghiệp. Từ xưởng sản xuất, kho bãi, nhà máy chế biến đến khu gia công kim loại – tất cả đều cần được thông gió đúng cách để duy trì môi trường làm việc an toàn, sạch sẽ, giảm nhiệt và loại bỏ khí độc. Trong đó, quạt công nghiệp là thiết bị chủ lực thực hiện nhiệm vụ này.

Tuy nhiên, để hệ thống quạt hoạt động hiệu quả, việc lựa chọn đúng loại quạt với lưu lượng gió và cột áp phù hợp là điều kiện tiên quyết. Sai số trong tính toán có thể dẫn đến hiện tượng thừa công suất gây lãng phí điện năng, hoặc thiếu gió gây ngột ngạt, giảm hiệu quả làm việc.

Vậy làm thế nào để tính toán hai thông số quan trọng này? Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết sau.

1. Khái niệm cơ bản: Lưu lượng gió và Cột áp

Lưu lượng gió là gì?

Lưu lượng gió (ký hiệu Q) là lượng không khí mà quạt có thể di chuyển trong một đơn vị thời gian. Đơn vị phổ biến là m³/h (mét khối mỗi giờ) hoặc CFM (feet khối/phút). Thông số này cho biết khả năng “thông gió” của quạt – tức là nó có thể thổi hoặc hút bao nhiêu không khí trong một giờ.

Ví dụ: Quạt có lưu lượng 10.000 m³/h nghĩa là trong mỗi giờ, quạt sẽ thay đổi 10.000 mét khối không khí trong không gian.

Cột áp là gì?

Cột áp (ký hiệu H) là áp lực mà quạt tạo ra để đẩy hoặc hút không khí qua các vật cản như ống gió, lưới lọc, co cút, van điều chỉnh… Đơn vị thường dùng là Pa (Pascal) hoặc mmH₂O (milimét cột nước).

Hiểu đơn giản, nếu lưu lượng là “sức chứa”, thì cột áp là “sức đẩy”. Một hệ thống có nhiều trở lực như đường ống dài, nhiều co cút, lọc bụi… thì cần quạt có cột áp cao hơn.

2. Mối liên hệ giữa lưu lượng – cột áp – công suất

Một chiếc quạt công nghiệp luôn có đường cong đặc tuyến (Q-H Curve) thể hiện mối quan hệ giữa lưu lượng và cột áp. Khi lưu lượng tăng, cột áp sẽ giảm và ngược lại – đây là quy luật vật lý do giới hạn về công suất động cơ và cấu tạo cánh quạt.

Ngoài ra, công suất tiêu thụ của quạt cũng tỷ lệ với lập phương của lưu lượng, tức là khi lưu lượng tăng gấp đôi, công suất tiêu thụ có thể tăng gấp 7–8 lần nếu không được điều chỉnh hợp lý.

Do đó, cần tính toán hợp lý cả Q (lưu lượng) và H (cột áp) để quạt hoạt động hiệu quả, tiết kiệm điện và không gây quá tải.

3. Cách tính lưu lượng cần thiết cho nhà xưởng

Có nhiều phương pháp để tính lưu lượng gió, nhưng phương pháp phổ biến nhất là tính dựa trên thể tích nhà xưởng và số lần trao đổi không khí mỗi giờ.

Công thức:

Q = V × N
Trong đó:
Q: Lưu lượng cần thiết (m³/h)
V: Thể tích nhà xưởng (m³)
N: Số lần trao đổi không khí mỗi giờ (lần/h)

Số lần trao đổi không khí mỗi giờ phụ thuộc vào loại hình sản xuất. Dưới đây là một số gợi ý:

Ví dụ:

Một nhà xưởng may diện tích 1200 m², cao 6 m
→ Thể tích: V = 1200 × 6 = 7200 m³
→ Chọn N = 20 lần/h (vì có nhiều người và máy móc)
→ Q = 7200 × 20 = 144.000 m³/h

Tức là, tổng lưu lượng quạt cần đảm bảo là 144.000 m³/h để đạt hiệu quả thông gió tối ưu.

4. Cách tính cột áp cần thiết

Các yếu tố gây tổn thất áp suất:

Trong bất kỳ hệ thống thông gió nào, không khí khi di chuyển từ điểm A đến điểm B đều sẽ gặp phải những lực cản nhất định. Những lực cản này là nguyên nhân chính gây tổn thất áp suất, buộc quạt phải tạo ra một lực đẩy (cột áp) đủ lớn để thắng được các trở lực đó. Việc hiểu rõ từng yếu tố gây tổn thất áp giúp bạn thiết kế hệ thống hiệu quả và lựa chọn quạt chính xác hơn.

Chiều dài và đường kính ống gió

• Chiều dài ống gió càng lớn, không khí càng phải di chuyển xa hơn → ma sát với thành ống tăng, dẫn đến tổn thất áp suất cao hơn. Ma sát này là dạng tổn thất theo chiều dài và được tính toán theo công thức của Darcy-Weisbach hoặc dùng bảng tra tổn thất áp trong ống gió.

• Đường kính ống gió nhỏ làm tăng tốc độ dòng khí, khiến ma sát với thành ống tăng lên theo cấp số nhân. Trong khi đó, ống gió lớn giúp giảm tốc độ gió và tổn thất áp, nhưng lại chiếm nhiều không gian và chi phí vật liệu cao hơn.

Phụ kiện trong hệ thống

Hệ thống ống gió hiếm khi là đường thẳng đơn giản. Trong thực tế, nó gồm nhiều phụ kiện như:

• Co vuông, cút cong, chạc ba: Mỗi lần thay đổi hướng dòng khí đều gây xoáy và va chạm, làm mất năng lượng.

• Van điều tiết, giảm âm, bộ chia gió: Làm tăng cản trở và gây sụt áp.

• Lưới chắn rác, cửa gió có cánh hướng: Tuy cần thiết về kỹ thuật, nhưng vẫn gây cản gió nhất định.

Thiết bị lọc khí, lưới chắn bụi

Trong nhiều nhà xưởng, đặc biệt là xưởng chế biến thực phẩm, dệt may, sơn hoặc có bụi mịn, hệ thống lọc khí là yêu cầu bắt buộc. Tuy nhiên:

• Các bộ lọc bụi, tấm lọc than hoạt tính, HEPA có thể gây ra tổn thất áp suất lớn, đặc biệt khi bị bám bẩn theo thời gian.

• Lưới chắn bụi inox hoặc lưới nhôm ở đầu vào/ra giúp ngăn côn trùng, vật thể lớn nhưng cũng gây cản trở dòng khí.

Tốc độ dòng khí

• Gió trong ống càng nhanh thì ma sát với thành ống và phụ kiện càng lớn, làm tăng tổn thất áp.

• Tuy nhiên, nếu gió quá chậm thì hiệu suất thông gió kém và bụi có thể bám lại trong ống.

Phương pháp tính gần đúng:

Nếu không có phần mềm chuyên dụng, bạn có thể ước lượng như sau:

• Đối với hệ thống ống đơn giản, ít cản trở → cột áp yêu cầu: 100 – 150 Pa

• Hệ thống có ống dài, nhiều co cút → 200 – 250 Pa

• Có thêm lọc bụi, tiêu âm → 250 – 300 Pa trở lên

5. Lựa chọn quạt phù hợp

Khi đã có thông số Q (lưu lượng) và H (cột áp), bạn có thể tra trong catalog kỹ thuật hoặc hỏi nhà cung cấp để chọn model phù hợp.

Các bước lựa chọn:

Chọn loại quạt phù hợp:

Quạt ly tâm: Cột áp cao, phù hợp với hệ thống ống gió phức tạp

Quạt hướng trục: Lưu lượng lớn, áp suất thấp, dùng cho xưởng thoáng

Quạt mái hút khói, quạt âm trần… tùy mục đích sử dụng

So sánh đặc tuyến Q-H: Chọn quạt có thể vận hành tại điểm Q-H bạn đã tính

Kiểm tra công suất động cơ: Đảm bảo không quá tải và tiết kiệm điện

Tính đến độ ồn, điều kiện làm việc: Nhiệt độ cao, bụi, hóa chất… cần quạt chuyên dụng

Lưu ý:

Nên chọn dư 10–15% lưu lượng và cột áp để đảm bảo ổn định khi vận hành

Tránh chọn quạt quá lớn gây lãng phí điện và tiếng ồn lớn

Có thể sử dụng biến tần (inverter) để điều chỉnh tốc độ quạt linh hoạt theo nhu cầu thực tế.

6. Kết luận

Tính toán đúng lưu lượng và cột áp là yếu tố cốt lõi để lựa chọn quạt công nghiệp phù hợp cho nhà xưởng. Điều này không chỉ giúp hệ thống thông gió hoạt động hiệu quả, mà còn góp phần tiết kiệm điện năng, bảo vệ sức khỏe người lao động và đảm bảo tuổi thọ thiết bị.

Nếu bạn đang thiết kế hệ thống thông gió cho nhà xưởng hoặc cần cải tạo hệ thống hiện có, hãy bắt đầu từ những phép tính cơ bản nêu trên. Đồng thời, đừng ngần ngại liên hệ với các kỹ sư M&E hoặc nhà cung cấp uy tín để được tư vấn chuyên sâu, đảm bảo mọi thông số đều đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.

Nếu bạn đang tìm kiếm siêu thị sắt thép Bình Dương chất lượng cao, hãy liên hệ với Công Ty TNHH XNK THÉP & TBCN MINH TIẾN. Chúng tôi cung cấp đa dạng các loại Thép Bình Dương với chất lượng đạt tiêu chuẩn quốc tế, đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng.

📌 CÔNG TY TNHH XNK THÉP & THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP MINH TIẾN

📍 Trụ Sở Chính: 1097 Huỳnh Văn Lũy, Phú Mỹ, Thủ Dầu Một, Bình Dương

🏢 Nhà máy: 845 Đ.Mỹ Phước Tân Vạn, Tân Định, Bến Cát, Bình Dương

📞 Tel: (0274) 3 678 769 – (0274) 3 678 770

🔥 Hotline: 0933.160.169 (Mr. Tiến)

📧 Email: sieuthisatthep.net@gmail.com

🌐 Website: https://sieuthisatthep.net – https://thepminhtien.com – https://satthepbinhduong.com/ – https://ongthepbinhduong.com/ – https://quatchiunhiet.com/ – https://vattupccc.net/ – https://onggiochongchaybinhduong.com/ – https://onggiochongchay.net/