Công thức tính công suất quạt hút: Lưu lượng gió và công suất điện năng (kW)?

Việc lựa chọn công suất quạt hút là bước nền tảng và quan trọng nhất trong thiết kế hệ thống thông gió. Công suất quạt hút được hiểu theo hai khía cạnh chính: Lưu lượng gió (Volumetric Flow Rate) mà quạt cần cung cấp (đơn vị m³/h hoặc CFM) và Công suất điện năng mà quạt tiêu thụ (đơn vị kW hoặc HP). Nếu áp dụng sai công thức tính công suất quạt hút, hệ thống sẽ hoạt động kém hiệu quả, không đạt được mức trao đổi khí yêu cầu, hoặc lãng phí điện năng một cách không cần thiết.

Để đảm bảo hệ thống thông gió hoạt động tối ưu, cần xác định chính xác lưu lượng gió cần thiết dựa trên thể tích không gian và tần suất trao đổi khí (ACH), sau đó tính toán công suất điện năng cần thiết dựa trên lưu lượng và áp suất vận hành.

Tổng kho quạt điện là đơn vị chuyên cung cấp các giải pháp quạt công nghiệp và thông gió. Bài viết này sẽ hướng dẫn quý vị các công thức tính công suất quạt hút chuẩn kỹ thuật, giúp quý vị chọn được quạt ly tâm hoặc quạt hướng trục có hiệu suất cao và tiết kiệm chi phí nhất.

I. Xác định Công suất Lưu lượng gió (Q) cần thiết

Mục tiêu đầu tiên là xác định khối lượng không khí cần được luân chuyển trong một đơn vị thời gian. Công suất lưu lượng gió (Q) phụ thuộc vào thể tích không gian và tiêu chuẩn số lần trao đổi khí.

1. Tính Thể tích Không gian (V)

Thể tích là đại lượng cơ bản nhất, cần đo đạc chính xác:

V(m³)= chiều dài(L) x chiều rộng (W) x chiều cao (H)

2. Xác định Số lần Trao đổi Khí (ACH – Air Changes per Hour)

ACH là số lần không khí trong phòng được thay thế hoàn toàn trong vòng một giờ. Giá trị ACH phụ thuộc vào loại hình không gian và mức độ ô nhiễm/nhiệt độ.

3. Công thức tính Lưu lượng Gió (Q)

Sau khi có V và ACH, lưu lượng gió tối thiểu cần thiết được tính bằng công thức:

Q(m3/h)=V(m3)×ACHQ(m3/h)=V(m3)×ACH

• Ví dụ: Một nhà xưởng có kích thước 50m×20m×6m50m×20m×6m. Thể tích V=6000 m3V=6000 m3. Yêu cầu ACH là 40 lần/giờ.

• Q(m3/h)=6000×40=240.000 m3/hQ(m3/h)=6000×40=240.000 m3/h

Đây là tổng lưu lượng gió mà toàn bộ hệ thống quạt hút cần cung cấp. Dựa vào thông số này, quý vị sẽ xác định được số lượng quạt cần mua (ví dụ: Nếu mỗi quạt 1220x1220mm có lưu lượng 37.000 m3/h37.000 m3/h, thì cần 240.000/37.000≈6.5240.000/37.000≈6.5 quạt, làm tròn lên 7 quạt).

II. Xác định Công suất Áp suất tĩnh (P) cần thiết

Lưu lượng gió Q chỉ là một nửa của công suất quạt. Nửa còn lại là khả năng tạo áp suất (P) để chống lại sức cản của đường ống và phụ kiện.

1. Khái niệm Áp suất tĩnh (Static Pressure – Pa)

Áp suất tĩnh là áp lực mà quạt phải tạo ra để thắng được tổng sức cản khí động học (hay còn gọi là tổn thất áp suất) trong hệ thống thông gió.

• Hệ thống Hướng trục (Thông gió tường): Sức cản thấp, áp suất thường dưới 100 Pa.

• Hệ thống Ly tâm (Ống gió dài, bộ lọc): Sức cản cao, áp suất có thể lên tới 300 Pa (trung áp) hoặc 3000 Pa (cao áp).

2. Ước tính tổn thất áp suất

Việc tính toán tổn thất áp suất là phức tạp, đòi hỏi phần mềm chuyên dụng (như Revit, AutoCAD MEP) hoặc bảng tra cứu. Tuy nhiên, có thể ước tính như sau:

Ptổng(Pa)=Pma sát tổng +Pcục bộ+P thiết bị lọcPtổng​(Pa)​

Quan trọng: Dựa trên Ptổng​ này, quý vị mới biết nên chọn Quạt Hướng Trục (áp suất thấp) hay Quạt Ly Tâm (áp suất trung/cao).

III. Công thức tính Công suất Điện năng (kW) của quạt hút

Công suất điện năng (P) mà động cơ quạt cần để hoạt động được tính dựa trên lưu lượng (Q) và áp suất tĩnh (P), cùng với hiệu suất của quạt và động cơ.

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

Đây là công suất thực tế cần thiết để di chuyển không khí:

AHP(kW)=Q(m3/s)×P(Pa)1000AHP(kW)=1000Q(m3/s)×P(Pa)​

• (Lưu ý: Lưu lượng Q phải được chuyển đổi sang m3/sm3/s)

2. Công suất trục/điện năng tiêu thụ (Motor Power)

Công suất điện năng tiêu thụ (P_motor) sẽ lớn hơn công suất thủy lực vì phải tính đến hiệu suất của quạt (ηquạt) và hiệu suất của động cơ (ηmotor)

Pmotor(kW)=AHP(kW)ηquạt×ηmotorPmotor​(kW)=ηquạt​×ηmotor​AHP(kW)​

• Hiệu suất Quạt (ηquạt): Thường dao động từ 60% đến 85%, tùy thuộc vào loại cánh quạt (cánh cong lùi có hiệu suất cao nhất).

• Hiệu suất Động cơ (ηmotor): Thường từ 80% đến 95% (động cơ EC/IE3 có hiệu suất cao nhất).

Ví dụ tiếp theo: Hệ thống thông gió cần Q=240.000 m3/hQ=240.000 m3/h (tức 66.67 m3/s66.67 m3/s) và áp suất tổng là P=250 PaP=250 Pa (trung áp). Giả sử hiệu suất quạt là 70% và hiệu suất động cơ là 90%.

AHP=66.67×2501000≈16.67 kWAHP=100066.67×250​≈16.67 kW

Pmotor=16.670.70×0.90≈26.46 kWPmotor​=0.70×0.9016.67​≈26.46 kW

Tổng công suất điện năng cần thiết cho toàn bộ hệ thống là khoảng 26.5 kW. Dựa vào con số này, quý vị sẽ chọn tổng công suất động cơ quạt hút tương ứng (ví dụ: chia đều cho 7 chiếc quạt, mỗi chiếc khoảng 3.78 kW).

IV. Tối ưu hóa Công suất và Chi phí

Việc tính toán chính xác công suất giúp quý vị đưa ra quyết định tối ưu về mặt kinh tế.

1. Lựa chọn loại Quạt Hút phù hợp

• Hệ thống áp suất thấp, lưu lượng lớn: Ưu tiên Quạt Hướng Trục (Quạt thông gió vuông Fanpro/Dasin) vì chi phí ban đầu thấp hơn.

• Hệ thống áp suất cao (hút bụi, hút khói): Bắt buộc sử dụng Quạt Ly Tâm (Quạt ly tâm hút bụi/cao áp) để duy trì lực hút.

2. Tối ưu hóa hiệu suất (Nên đầu tư vào quạt hiệu suất cao)

Đầu tư vào quạt có hiệu suất $(\eta )$ cao hơn sẽ làm giảm công suất điện năng tiêu thụ (PmotorPmotor​). Dù quạt Dasin hay Fanpro có giá ban đầu cao, nếu chúng có hiệu suất 80% thay vì 60%, chúng sẽ tiết kiệm chi phí điện năng vận hành hàng tháng đáng kể, bù đắp chi phí ban đầu nhanh chóng.

3. Kiểu truyền động

• Quạt Ly Tâm Gián Tiếp: Cho phép điều chỉnh công suất (P và Q) sau khi lắp đặt bằng cách thay đổi kích thước Puly (tỷ số truyền), mang lại sự linh hoạt tuyệt vời.

V. Tổng kho quạt điện giới thiệu các sản phẩm liên quan

Để đảm bảo hệ thống thông gió của quý vị có đủ công suất (P và Q), Tổng kho quạt điện cung cấp các sản phẩm thiết yếu sau:

• Quạt Ly Tâm Cao Áp: Chuyên dùng cho các hệ thống có Ptổng​ lớn (trên 1500 Pa), như hút khói bếp công nghiệp đường ống dài.

• Quạt Thông Gió Vuông: Lý tưởng cho thông gió nhà xưởng (ACH lớn), phù hợp cho áp suất thấp .

• Ống Gió Mềm Công Nghiệp: Vật tư quan trọng nên khi lựa chọn cần chọn loại chất lượng, ít ma sát để giảm thiểu tổn thất áp suất.

• Quạt Ly Tâm Chống Cháy Nổ: Sử dụng khi cần đảm bảo an toàn trong môi trường nguy hiểm, nơi yêu cầu công suất hút khí mạnh và an toàn cao.

VI. Kết luận

Công thức tính công suất quạt hút đòi hỏi phải xác định chính xác ba yếu tố cốt lõi: Lưu lượng gió cần thiết (Q), Áp suất tĩnh cần thiết (P), và Hiệu suất của quạt $(\eta )$. Công suất điện năng (kW) là kết quả của sự cân bằng giữa Q, P và $\eta$.

Việc tính toán chi tiết và lựa chọn quạt có hiệu suất cao không chỉ đảm bảo sự thông thoáng cho không gian mà còn là chiến lược tiết kiệm chi phí vận hành lâu dài cho doanh nghiệp.

Thông tin liên hệ TỔNG KHO QUẠT ĐIỆN:

• Công ty Chủ quản (GPKD): Cty TNHH Đầu tư TM An Bảo Phát
• Hotline/Zalo: 0981.186.408 (HN) – 0966.416.937 (HCM)
• Văn phòng HN: Số 3, đường tứ hiệp, xã Thanh Trì , HN
• Văn phòng HCM: Chung cư Lê Thành, 11/80 Hồ Văn Long, Tân Tạo, Bình Tân, Hồ Chí Minh, Việt Nam
• Email: quatdienhanoi2906@gmail.com
• Website: https://tongkhoquatdien.vn
• Giờ hoạt động: Thứ 2 – Thứ 7 (08:00 – 17:00)