Nguyên lý quạt hút gió​: Cơ chế hoạt động, khác biệt giữa quạt hướng trục và ly tâm

Hiểu rõ nguyên lý quạt hút gió​ là chìa khóa để thiết kế một hệ thống thông gió hiệu quả, đảm bảo lưu lượng khí (CFM) đạt chuẩn và kiểm soát được áp suất tĩnh (Pa). Quạt hút gió (quạt thông gió) là thiết bị cơ học có nhiệm vụ trao đổi không khí cưỡng bức, loại bỏ khí ô nhiễm, nhiệt độ cao và độ ẩm ra khỏi không gian kín.

Nguyên lý hoạt động chung của quạt hút là tạo ra sự chênh lệch áp suất, buộc luồng khí phải di chuyển từ nơi áp suất cao về nơi áp suất thấp. Tuy nhiên, cơ chế tạo áp suất và luồng khí sẽ khác nhau hoàn toàn giữa hai loại quạt chính: Quạt Hướng Trục (Axial Fan) và Quạt Ly Tâm (Centrifugal Fan).

Tổng kho quạt điện, với kinh nghiệm cung cấp các giải pháp thông gió công nghiệp, sẽ phân tích chuyên sâu nguyên lý hoạt động của từng loại quạt và cách thức chúng áp dụng lực ly tâm hoặc lực đẩy cánh để đạt được hiệu suất thông gió mong muốn.

Nguyên lý Hoạt động Chung: Trao đổi Không khí Cưỡng bức

Nguyên lý cơ bản của mọi quạt hút là thông gió cưỡng bức (Mechanical Ventilation), dựa trên khái niệm số lần trao đổi khí (ACH).

1. Cơ chế Tạo Chênh lệch Áp suất

Khi quạt hút hoạt động, nó hút một khối lượng không khí nhất định ($Q$) ra khỏi phòng, tạo ra trạng thái **áp suất âm (Negative Pressure)** nhẹ bên trong không gian kín so với môi trường bên ngoài. Áp suất âm này có hai tác dụng:

• Đẩy khí ra: Buộc luồng khí bẩn, nóng và ô nhiễm di chuyển theo hướng ra ngoài quạt.
• Hút khí tươi vào: Tự động kéo khí tươi từ các cửa lấy gió (hoặc qua các khe hở) vào phòng để bù đắp, hoàn thành chu trình trao đổi khí.

Trong các hệ thống thông gió nhà xưởng lớn (tham khảo giá quạt thông gió nhà xưởng), quạt thông gió vuông được lắp đặt thành một hàng để tạo ra áp suất âm mạnh mẽ, kéo không khí tươi qua các tấm máy làm mát (Cooling Pad) ở phía đối diện.

2. Vai trò của Số lần Trao đổi Khí (ACH)

Nguyên lý hoạt động của quạt hút được định lượng bằng ACH. Nếu quạt được tính toán đúng công suất (Q), nó sẽ đảm bảo rằng toàn bộ không khí trong không gian được thay thế X lần trong một giờ, giúp kiểm soát nồng độ chất ô nhiễm và nhiệt độ ở mức an toàn.

Nguyên lý Hoạt động của Quạt Hướng Trục (Lưu lượng cao, Áp suất thấp)

Quạt hướng trục (Axial Fan) là loại quạt thông gió phổ biến nhất, hoạt động trên nguyên lý lực đẩy của cánh quạt tương tự như cánh máy bay.

1. Cơ chế Lực đẩy và Hướng Dòng

• Lực đẩy cánh: Cánh quạt hướng trục được thiết kế với hình dạng khí động học (Airfoil). Khi động cơ quay, cánh quạt tạo ra lực nâng (lift) và lực kéo (drag), đẩy luồng khí di chuyển thẳng theo trục quay.
• Hướng dòng: Luồng khí vào và luồng khí ra khỏi quạt là song song với trục quay.

2. Ứng dụng và Hạn chế

Quạt hướng trục (như quạt thông gió vuông) có ưu điểm là **lưu lượng gió (Q) rất lớn** so với công suất điện năng tiêu thụ (kW).

• Hạn chế: Khả năng tạo áp suất tĩnh (P) thấp. Nếu gặp sức cản lớn (ống gió dài, bộ lọc), lưu lượng gió Q sẽ bị giảm sút nghiêm trọng.
• Ứng dụng: Lý tưởng cho thông gió trực tiếp qua tường, không có ống gió hoặc ống gió rất ngắn.

Nguyên lý Hoạt động của Quạt Ly Tâm (Áp suất cao, Vận chuyển khí/bụi)

Quạt ly tâm (Centrifugal Fan) hoạt động dựa trên nguyên lý lực ly tâm, đây là nguyên lý cốt lõi giúp quạt có khả năng tạo áp suất vượt trội.

1. Cơ chế Lực Ly Tâm và Nén khí

• Hút và đẩy: Không khí được hút vào tâm cánh quạt. Khi cánh quạt quay, lực ly tâm tác động mạnh mẽ lên khối khí, đẩy chúng ra xa tâm theo phương bán kính (vuông góc với trục quay).
• Nén khí: Khối khí bị đẩy ra được thu gom và nén lại trong vỏ quạt dạng xoắn ốc (vỏ ốc). Quá trình nén này chuyển đổi động năng quay thành áp suất tĩnh (P) rất cao.
• Hướng dòng: Luồng khí vào song song với trục, luồng khí ra vuông góc với trục.

2. Ứng dụng theo Áp suất

Khả năng tạo áp suất cao giúp quạt ly tâm thực hiện các nhiệm vụ mà quạt hướng trục không làm được:

• Vượt qua sức cản: Quạt ly tâm công nghiệp được dùng để đẩy khí qua hệ thống ống gió công nghiệp dài và phức tạp (như thông gió tầng hầm), hoặc qua các thiết bị lọc có sức cản cao (hút bụi, tháp rửa khí).
• Vận chuyển vật liệu: Quạt ly tâm hút bụi sử dụng lực ly tâm để vận chuyển cả các hạt vật chất rắn (bụi, dăm bào) mà không bị tắc nghẽn, nhờ vào cấu tạo cánh thẳng đặc trưng (tham khảo cấu tạo quạt hút ly tâm).

Tối ưu hóa Nguyên lý hoạt động bằng Kỹ thuật Lắp đặt

Nguyên lý quạt hút gió​ chỉ phát huy hiệu quả tối đa khi được lắp đặt đúng kỹ thuật, đặc biệt là trong việc kiểm soát tổn thất áp suất và đảm bảo cấp khí bù.

1. Tối thiểu hóa Tổn thất Áp suất (P)

Trong mọi hệ thống, cần giảm thiểu tổn thất áp suất để quạt không phải làm việc quá công suất:

• Ống gió: Sử dụng ống gió công nghiệp có đường kính lớn và có độ ma sát thấp (tránh ống mềm chất lượng kém).
• Khúc cua: Giảm số lượng khúc cua 90 độ và thay bằng khúc cua có bán kính lớn hơn (co dần).

2. Đảm bảo Cân bằng Áp suất (Make-up Air)

Nếu quạt hút quá mạnh mà không có khí bù, áp suất âm quá lớn sẽ gây ra hiện tượng hút ngược khói từ bếp khác hoặc làm tăng tải động cơ. Cần đảm bảo lượng khí cấp vào bằng 80% – 100% lượng khí hút ra, thông qua các cửa cấp khí tươi hoặc máy làm mát 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 cao áp: Ứng dụng nguyên lý ly tâm để tạo áp suất tĩnh lớn, chuyên dùng cho các hệ thống lọc khí.
• Quạt hướng trục: Các loại quạt công nghiệp và dân dụng, ứng dụng nguyên lý lực đẩy cánh để tạo lưu lượng gió lớn.
• Quạt ly tâm hút bụi: Ứng dụng nguyên lý ly tâm cánh thẳng để vận chuyển vật liệu rắn.
• Quạt hút âm trần: Quạt hướng trục dân dụng, hoạt động dựa trên nguyên lý áp suất âm để hút hơi ẩm.

Kết luận

Nguyên lý quạt hút gió​ được chia thành hai loại cơ bản: lực đẩy hướng trục (cho lưu lượng lớn, áp suất thấp) và lực ly tâm (cho áp suất cao, lưu lượng ổn định). Việc lựa chọn loại quạt phải dựa trên sự phân tích kỹ lưỡng về yêu cầu áp suất của hệ thống. Hiểu rõ nguyên lý này giúp quý vị đảm bảo hệ thống thông gió hoạt động với hiệu suất tối ưu và tiết kiệm điện năng.

Hãy để Tổng kho quạt điện tư vấn giải pháp quạt hút 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