Cách tính công suất quạt thông gió: Công thức chuẩn theo Lưu lượng (Q) và Áp suất (P)

Xác định cách tính công suất quạt thông gió là bước nền tảng, đảm bảo hệ thống thông gió đạt hiệu quả cao nhất. Công suất quạt không chỉ bao gồm khả năng lưu chuyển không khí (Lưu lượng gió – Q, đơn vị m³/h hoặc CFM) mà còn bao gồm khả năng tạo áp suất (P, đơn vị Pa) để vượt qua sức cản của đường ống, cũng như công suất điện năng tiêu thụ (kW) của động cơ.

Nếu tính toán công suất quạt thông gió sai, quý vị có thể gặp phải hai vấn đề lớn: (1) Hệ thống không đủ mạnh để đạt được tần suất trao đổi khí (ACH), dẫn đến môi trường tù đọng; hoặc (2) Lãng phí điện năng do chọn quạt quá lớn hoặc có hiệu suất thấp (tham khảo bài viết về giá quạt thông gió công nghiệp).

Tổng kho quạt điện, với kinh nghiệm chuyên sâu trong tư vấn các giải pháp thông gió, sẽ hướng dẫn quý vị các công thức chuẩn kỹ thuật để tính toán chính xác công suất quạt thông gió, từ đó giúp quý vị áp dụng các nguyên tắc cách chọn quạt thông gió tối ưu nhất.

Xác định Công suất Lưu lượng Gió (Q) cần thiết

Lưu lượng gió (Q) là khối lượng không khí cần được thay thế trong một giờ. Đây là yếu tố đầu tiên và quan trọng nhất để tính toán công suất quạt.

1. Công thức Tính Thể tích và Lưu lượng

Lưu lượng gió (Q) được tính dựa trên thể tích không gian (V) và số lần trao đổi khí (ACH):

• Thể tích (V): V (m^3) = Dài (m) x Rộng (m) x Cao (m).
• Lưu lượng Gió (Q): Q (m^3/h) = V (m^3) x ACH

2. Xác định Tiêu chuẩn Trao đổi Khí (ACH)

ACH là yếu tố chủ quan dựa trên mức độ ô nhiễm và nhiệt độ phát sinh. Giá trị ACH càng cao, quạt cần công suất lớn hơn:

• Văn phòng/Kho hàng: ACH thấp (8 – 20 lần/giờ).
• Nhà xưởng lắp ráp/Dệt may: ACH trung bình (40 – 60 lần/giờ).
• Bếp công nghiệp/Phòng máy phát điện: ACH cao (80 – 120 lần/giờ).

Ví dụ: Một nhà xưởng có kích thước $50 \text{m} \times 20 \text{m} \times 7 \text{m}$. Thể tích $V = 7000 \text{ m}^3$. Yêu cầu ACH là 40 lần/giờ.

Lưu lượng gió cần thiết $Q_{tổng} = 7000 \times 40 = 280.000 \text{ m}^3\text{/h}$.

Công suất lưu lượng này sau đó được dùng để xác định số lượng quạt cần mua (ví dụ: chia $Q_{tổng}$ cho lưu lượng của một chiếc quạt thông gió vuông 1380x1380mm).

Xác định Công suất Áp suất Tĩnh (P) cần thiết

Công suất áp suất tĩnh (P, đơn vị Pa) là khả năng của quạt chống lại sức cản của hệ thống. Đây là yếu tố quyết định nên chọn quạt hướng trục hay quạt ly tâm.

1. Tổn thất Áp suất và Sức cản Hệ thống

Trong mọi hệ thống thông gió, ma sát trong ống gió, khúc cua, van điều tiết, và bộ lọc đều tạo ra tổn thất áp suất. Công suất áp suất P phải bằng hoặc lớn hơn tổn thất áp suất tổng của hệ thống.

• Hệ thống Áp suất Thấp (P < 150 Pa): Phù hợp cho thông gió lắp tường, không qua ống gió dài. Quạt hướng trục (như quạt hướng trục vuông, tròn) là lựa chọn tối ưu.
• Hệ thống Áp suất Cao (P > 300 Pa): Phù hợp cho hệ thống ống gió phức tạp, hút bụi, hút khói. Cần sử dụng quạt ly tâm công nghiệp (quạt ly tâm cao áp).

2. Mối quan hệ nghịch biến giữa Q và P

Quạt luôn được thiết kế để hoạt động theo một đường cong hiệu suất P-Q. Khi áp suất (P) tăng (do ống gió bị tắc hoặc sức cản lớn), lưu lượng (Q) sẽ giảm và ngược lại.

Vì vậy, khi tính công suất quạt thông gió, quý vị phải chọn quạt có khả năng cung cấp lưu lượng Q đã tính ở mức áp suất P thực tế của hệ thống.

Công thức tính Công suất Điện năng (kW) tiêu thụ

Công suất điện năng (P_motor) là công suất thực tế mà động cơ quạt cần để vận hành, được tính dựa trên Q và P, cùng với hiệu suất của quạt.

1. Công suất Khí động học (AHP – Air Horsepower)

Đây là công suất lý thuyết cần thiết để di chuyển không khí với lưu lượng Q ở áp suất P.

AHP (kW) = [Q (m^3/s) x P (Pa)] / 1000

• Lưu ý: Lưu lượng Q phải được chuyển đổi sang m³/s (Q (m³/h) / 3600).

2. Công suất Điện năng Tiêu thụ (P_motor)

Công suất thực tế tiêu thụ bởi động cơ (P_motor) tính đến sự hao phí năng lượng do hiệu suất quạt và động cơ.

P_motor (kW) = AHP (kW) / [Hiệu suất quạt (η_fan) x Hiệu suất động cơ (η_motor)]

• Hiệu suất Quạt (η_fan): Tùy thuộc vào loại cánh quạt (cánh cong lùi của quạt ly tâm thường có hiệu suất cao nhất). Thường dao động từ 60% đến 85%.
• Hiệu suất Động cơ (η_motor): Phụ thuộc vào chất lượng động cơ (động cơ IE3, IE4 hoặc 100% dây đồng như quạt Dasin có hiệu suất cao hơn).

Ví dụ minh họa:

Quạt ly tâm hút khói bếp cần $Q = 3.600 \text{ m}^3\text{/h}$ (tức $1 \text{ m}^3\text{/s}$) và áp suất $P = 500 \text{ Pa}$.

• $AHP = (1 \times 500) / 1000 = 0.5 \text{ kW}$.
• Giả sử hiệu suất quạt là 65% và hiệu suất động cơ là 90%.
• $P_{\text{motor}} = 0.5 / (0.65 \times 0.90) \approx 0.855 \text{ kW}$.

Công suất điện năng tiêu thụ thực tế của quạt là khoảng 0.85 kW. Dựa vào con số này, quý vị sẽ chọn động cơ có công suất danh định lớn hơn hoặc bằng 0.85 kW (thường là 1.1 kW hoặc 1.5 HP) để đảm bảo không bị quá tải.

Tối ưu hóa Công suất Quạt Thông Gió để Tiết kiệm Chi phí

Việc tính toán công suất chính xác không chỉ là chọn đúng quạt mà còn là chiến lược tiết kiệm chi phí vận hành lâu dài.

1. Đầu tư vào Hiệu suất (η)

Lựa chọn quạt có hiệu suất động cơ và hiệu suất quạt cao (như quạt sử dụng động cơ EC/DC hoặc cánh cong lùi) sẽ làm giảm đáng kể $P_{\text{motor}}$, giúp tiết kiệm điện năng hàng năm, bù đắp chi phí đầu tư ban đầu cao hơn.

2. Giảm Tổn thất Áp suất (P)

Trong quá trình lắp đặt, nên giảm thiểu số lượng khúc cua (co 90 độ), sử dụng ống gió công nghiệp có đường kính lớn và có độ ma sát thấp. Việc giảm P sẽ làm tăng Q thực tế và giảm công suất điện năng cần thiết.

3. Quạt Thông Gió Vuông cho Áp suất Thấp

Đối với thông gió nhà xưởng, nơi $P$ thấp, nên ưu tiên quạt thông gió vuông Fanpro (hướng trục) vì chúng cho lưu lượng Q lớn nhất với chi phí điện năng thấp nhất so với quạt ly tâm. (Xem thêm bài viết về kích thước quạt hút công nghiệp).

Tổng kho quạt điện giới thiệu các sản phẩm liên quan

Để quý vị có thể lựa chọn các thiết bị thông gió với công suất chính xác, Tổng kho quạt điện cung cấp các dòng sản phẩm:

• Quạt ly tâm công nghiệp: Các dòng cao áp, trung áp và hút bụi, giải quyết mọi vấn đề về áp suất (P) và vận chuyển khí thải.
• Quạt hướng trục: Lựa chọn cho các hệ thống cần lưu lượng Q lớn và áp suất thấp.
• Máy làm mát công nghiệp: Thiết bị cấp khí tươi, hỗ trợ quạt hút và giảm nhiệt độ hiệu quả.
• Quạt hút mùi nối ống: Quạt ly tâm nhỏ, lý tưởng cho các ứng dụng cần P trung bình trong đường ống dẫn khí.

Kết luận

Công thức tính công suất quạt thông gió là sự cân bằng giữa yêu cầu lưu lượng (Q) và khả năng tạo áp suất (P). Công suất điện năng (kW) là thước đo cuối cùng về chi phí vận hành. Bằng cách tính toán chính xác Q và P, quý vị có thể chọn được quạt có hiệu suất tối ưu, đảm bảo không gian được thông thoáng và tiết kiệm chi phí lâu dài.

Hãy để Tổng kho quạt điện tư vấn và cung cấp các giải pháp quạt thông gió chất lượng hàng đầu. Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi cam kết mang lại sự lựa chọn chính xác, bền vững cho mọi công trình.

Mọi thông tin cập truy cập: Website: https://tongkhoquatdien.vn
Hotline: 0966.416.937 || 0981.186.408