Bài viết dưới đây sẽ giới thiệu đặc điểm của gió và ưu nhược điểm của 8 loại quạt thông gió hiện đang được sử dụng phổ biến trong các hệ thống thông gió tại nhà máy, xí nghiệp, tòa nhà và và các công trình cơ điện hiện nay.

Từ xưa con người đã biết tự bảo vệ cơ thể, tránh lại ánh nắng gắt từ mặt trời, thời tiết mưa bão, nhờ sự ra đời của kết cấu bao che, dần dần hình thành một ngôi nhà. Các kết cấu bao che như tường, nền, sàn, mái khiến môi trường bên trong có sự cách biệt tương đối với bên ngoài. Tuy nhiên, môi trường bên trong vẫn chịu sự ảnh hưởng lớn bởi các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ lưu chuyển không khí. Đồng thời, các nhân tố bên trong cũng ảnh hưởng ngược lại đến không khí như con người, các thiết bị dùng điện. Các nhân tố này sản sinh ra nhiệt lượng, làm nhiệt độ trong phòng tăng lên hoặc thải ra các chất khí độc hại.

Việc trang bị hệ thống thông gió và điều hòa không khí là nhu cầu cần thiết, đặc biệt là với những công trình lớn, tập trung nhiều người. Hệ thống thông gió giúp không khí được đối lưu, tăng lưu lượng đẩy gió theo chiều hướng có lợi cho người sử dụng, qua đó giải phóng các khí và bụi độc hại ra khỏi môi trường sinh hoạt và làm việc.

Với mục đích tận dụng tối đa lợi thế tự nhiên, phát huy có hiệu quả các thiết bị máy móc cơ điện, việc hiểu và nắm được đặc điểm của gió sẽ giúp môi trường sinh sống và làm việc trong lành, qua đó góp phần bảo vệ và gìn giữ hệ sinh thái nói chung.

Gió Phơn Tây Nam hay còn gọi là gió Lào mang không khí nới tới các tỉnh miền Trung Việt Nam.

1. Tác động của gió với lãnh thổ nước ta

Trước tiên cần hiểu gió là gì: Gió là sự di chuyển của không khí từ vùng cao áp đến vùng thấp áp, là yếu tố cơ bản để tổ chức thông thoáng. 3 đặc trưng cơ bản của gió là hướng gió, vận tốc gió, tần suất gió theo các hướng.

Về mùa đông, Việt Nam bị chi phối bởi 2 yếu tố:

- Gió mùa cực đới lục địa từ cao áp Xibia mang vào cái lạnh đặc biệt. Không khí nhiệt đới biển Đông nóng và ẩm, kết hợp gió mùa từ cao áp hướng về tạo nên không khí lạnh buốt. Vào thời điểm cuối mùa đông, ngoài khí lạnh còn kèm theo hơi nước, tạo thành không khí nồm cho khí hậu miền Bắc.

 Về mùa hạ, Việt Nam chịu ảnh hưởng của 2 khối gió chính:

- Không khí nhiệt đới biển Bắc Ấn Độ Dương tuy có nguồn gốc mát ẩm nhưng do hiệu ứng Foehn [Foehn có nguồn gốc từ tiếng Đức (föhn), chỉ thứ gió ở vùng núi An-pơ] nên sau khi vượt qua dãy Trường Sơn tạo thành gió Lào (hay còn gọi là gió Phơn Tây Nam) khô nóng;

- Gió mùa phía Nam mát và ẩm, mang theo mưa mùa hè.

2. Hệ thống thông gió

Căn cứ vào đặc điểm thổ nhưỡng, ở nước ta thường sử dụng 2 hệ thống gió chính, đó là hệ thống thông gió tự nhiên và hệ thông gió cưỡng bức.

Kiến trúc nhà được tận dụng tối đa nhằm giúp không khí lưu chuyển hài hòa, ổn định, ấm về mùa đông, mát về mùa hè.

2.1. Thông gió tự nhiên

Thông gió tự nhiên là sử dụng các giải pháp kiến trúc nhằm tận dụng các điều kiện tự nhiên để tiết kiệm năng lượng, giữ nhiệt độ ổn định và tạo thoáng mát (giống thuật phong thủy). Người ta thực hiện thông gió tự nhiên bằng các cách tạo các hành lang thông gió ra bên trong và ngoài tòa nhà. Qua hành lang (hoặc giếng trời), các luồng gió tạo thành dòng dịch chuyển một cách hợp lý, gió nóng bốc lên cao, gió lạnh chìm xuống thu nhiệt, rồi lại bốc lên.

Các phương pháp thông gió tự nhiên bao gồm: Sử dụng trang bị (thông gió bằng cửa sổ, bông gió); giải pháp kiến trúc (tổ chức giếng trời, tạo trục thông gió cho nhà, tăng lượng mở cửa trên các mặt đứng, tổ chức sân trong và lối đi bên).

Với đặc điểm của hệ thống gió tác động vào Việt Nam như đã nêu tại phần 1, kết hợp với kinh nghiệm dân gian, nhà miền Bắc không chọn mặt hướng Bắc để trổ của sổ nhằm tránh gió lạnh vào mùa đông. Các tỉnh từ Ngệ An đến Thừa Thiên Huế mặc dù chịu sự ảnh hưởng của gió Lào nhưng vẫn nên chủ động đưa gió vào nhà. Nhà xây ở miền Nam nên đặt cửa sổ ở hướng Nam.

Nếu phương pháp thông gió tự nhiên không đạt yêu cầu, cần thiết phải sử dụng hệ thống thông gió cưỡng bức.

2.2. Thông gió cưỡng bức

Thông gió cưỡng bức là sử dụng các thiết bị điều chuyển không khí. Ở mức độ đơn giản là sử dụng các quạt gió nội bộ để phụ trợ thông gió tự nhiên, tạo ra dòng đối lưu cưỡng bức trong phòng. Có 3 phương pháp thông gió làm mát: Dùng quạt hút gió, quạt đẩy gió, kết hợp quạt hút và đẩy gió (gồm các loại quạt hướng trục và quạt ly tâm).

Quạt là phương tiện phổ biến nhất được sử dụng để thông gió cho các công trình.

3. Các loại quạt thông gió sử dụng trong công trình cơ điện

3.1. Quạt đẩy gió:

Quạt đẩy gió thường làm mát cục bộ từng vị trí nhỏ trong ngôi nhà. Đây là phương pháp phổ cập vì tính đa dạng, giá rẻ, ít tốn điện, thích hợp cho diện tích nhỏ. Phương pháp này sử dụng các loại quạt bàn, quạt trần để tạo ra sự lưu thông gió. Ưu điểm của quạt đẩy gió là đẩy không khí nóng ra khỏi khu vực sử dụng quạt, đem lại cảm giác mát hơn, tuy nhiên nhược điểm là chỉ làm mát cục bộ và trong phạm vi hẹp.

Quạt phun sương là một trong số giải pháp thông gió được nhiều công trình sử dụng.

3.2. Quạt phun sương

Nguyên lý hoạt động của quạt phun sương là nước sạch được nén với áp suất cao bằng máy bơm tạo ra áp lực nước từ 10 đến 15 Kg/cm². Thông qua những vòi (béc phun) được thiết kế đặc biệt, chuyển hóa nước thành phân tử siêu mỏng. Kích thước hạt sương nhỏ bằng 1/10 đường kính sợi tóc, khuếch tán vào không khí nóng xung quanh bằng quạt gió khiến sương bốc hơi. Hơi sương hấp thụ nhiệt do đó làm giảm nhiệt độ môi trường xung quanh với mức chênh lệch đến 7 ⁰C.

Ưu điểm của quạt phun sương là giúp làm mát, ngưng tụ bụi lơ lửng trong không khí để rơi xuống đất, giúp không khí trong lành hơn. Quạt phun sương thường được sử dụng tại các quán cafe, nhà hàng, khu nghỉ mát, trong nhà máy, trong các trại chăn nuôi, nhà kính trồng trọt, sân vận động, các câu lạc bộ thể thao v/v…

Bên cạnh ưu điểm, quạt phun sương cũng có những nhược điểm nhất định. Nếu bình nén khí và bình chứa nước không được vệ sinh thường xuyên sẽ tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển. Qua hệ thống phun sương, lượng vi khuẩn phát tạn rộng ra môi trường, làm nguyên nhân dẫn đến các bệnh về đường hô hấp. Ngoài ra, quạt phun sương còn khiến không khí bị ẩm kéo dài, tạo điều kiện cho các loại vi nấm phát triển. Điều này đặc biệt ảnh hưởng tới những người có hệ miễn dịch kém, sức đề kháng yếu như người già, trẻ nhỏ. Cũng vì độ ẩm tạo ra mà quạt phun sương không được sử dụng tại các văn phòng chứa nhiều trang thiết bị máy móc điện tử.

Quạt hút gió công nghiệp với ưu điểm công suất lớn, hỗ trợ hiệu quả việc thông gió cho các nhà máy, xí nghiệp.

3.3. Quạt hút gió công nghiệp

Quạt hút gió ứng dụng trong môi trường công nghiệp với tác dụng chính là hút gió thải ra khỏi nhà máy, hút khói, hút bụi - chất lơ lửng từ quá trình sản xuất hoặc tạo áp lực cho nồi hơi.

Quạt hút gió công nghiệp có 2 loại: Loại quạt hướng trục và loại ly tâm. Quạt hướng trục dùng để hút không khí hoặc khói, trong khi đó quạt ly tâm còn hút được bụi do nguyên nhân sau đây:

- Quạt hướng trục có ít cánh cắt không khí, khi quay sẽ tiếp xúc trực tiếp với môi trường nên các chất cặn bẩn dễ bám dính, gây ra hiện tượng ăn mòn cánh quạt. Motor đặt phía ngoài truyền động bằng dây courroie. Khi có bụi với kích thước lớn, phần tiếp xúc giữa dây courroie với poulie sẽ dễ bị hỏng, làm gián đoạn chức năng truyền động. Với motor đặt trên trục phía trong thì bụi bám vào cuộn dây đồng hoặc bạc đạn cũng làm motor nhanh bị nóng và chạy không bền, làm giảm hiệu suất hoạt động.

- Quạt ly tâm với số lượng lớn cánh cắt không khí, motor truyền động gián tiếp với dây courroie đặt hoàn toàn bên ngoài, không nằm trên đường đi của luồng gió hút nên tránh được bụi trực tiếp. Do đó nó chịu được không khí có cặn bẩn ở mức độ nhất định. Quạt ly tâm có đặc tính nén tốt hơn so với quạt hướng trục nên thường dùng để tạo áp (đến hơn 100.000 Pa).

- Quạt ly tâm có đặc tính tạo áp lực lớn, truyền gió đi xa nên thường dùng cho hệ thống thông gió, điều hòa không khí ở dạng đóng thùng cách âm kết hợp với coil ống đồng AHU hoặc FCU, rồi theo ống gió truyền đi các phòng cần điều hòa.

3.4. Quạt hướng trục

Với đặc tính của quạt hướng trục là đạt lượng gió lớn, cột áp thấp phù hợp cho hút hoặc thổi không khí trong đường ống với khoảng cách ngắn. Quạt hướng trục thường lắp cho hệ thống thông khí của nhà máy dệt; trong thiết bị hút lọc bụi sơn cho ngành chế biến gỗ; hệ thống thông gió trong tầng hầm của các cao ốc; hệ thống tạo không khí dương trong cầu thang cao ốc trong trường hợp cứu hỏa.

Quạt hướng trục dạng ống thường sử dụng để thông gió trong hầm lò khai thác than, hầm giao thông.

3.5. Quạt hút gió kiểu hướng trục dạng ống

Loại quạt này thường gắn thêm ống gió để hút được nhiều vị trí. Chức năng chủ yếu của quạt hút gió hướng trục dạng ống là sử dụng để hút khói trong hệ thống chữa cháy.

Quạt hút gió hướng trục dạng ống thường có 2 tốc độ (motor 2 cực 2900 vòng/phút và 4 cực 1450 vòng/phút). Ở điều kiện bình thường, nó là hệ thống thông gió chạy với tốc độ thấp, khi có sự cố hỏa hoạn thì hệ thống điều khiển trung tâm sẽ tăng tốc độ để hút khói ra khỏi nhà xưởng/tòa nhà.

Cấu tạo quạt hút gió kiểu hướng trục dạng ống bao gồm guồng và vỏ:

- Guồng: Có cánh đặt nghiêng, cong về phía trước hoặc cánh thẳng để tạo áp lực lớn giúp đẩy khí;

- Vỏ: Dùng để hướng luồng khí theo 2 chiều thổi gió ra và hút gió vào. Điều này phụ thuộc vào chiều cong cánh quạt. Khoảng hở giữa guồng và vỏ phải nhỏ bằng khoảng 1,5% chiều dài cánh.

Quạt hướng trục có dây đai truyền tạo ra lưu lượng gió lớn nhất trong số các loại quạt thông gió sử dụng cho công trình.

3.5.1. Hướng trục có dây đai truyền

Loại này truyền lực thông qua dây courroie đến trục cánh quạt. Ưu điểm của loại hướng trục có dây đai truyền là lưu lượng gió cao (15.000 - 95.000 m³/giờ), độ ồn thấp, có thể tăng hoặc giảm lưu lượng gió, tiện bảo dưỡng motor. Loại hướng trục có dây đai truyền thường sử dụng để thông gió cho hầm mỏ, hút và trao đổi - tạo không khí đối lưu trong nhà xưởng.

Nhược điểm của loại này là thường xuyên phải cân chỉnh, thay thế dây courroie. Tốc độ motor quay sẽ lớn hơn loại không dùng courroie, vì vậy bạc đạn mau hỏng hơn. Bên cạnh nhược điểm thì ưu điểm lớn nhất của loại này là giá thành rẻ hơn so với loại truyền lực không sử dụng đai truyền.

Lưu lượng gió của quạt hướng trục dạng trục quay chỉ bằng 1/5 so với dạng sử dụng đai truyền lực.

3.5.2. Hướng trục dạng trục quay

Đặc điểm của hướng trục dạng trục quay là thay vì truyền lưc qua dây courroie, motor sẽ được gắn trực tiếp vào trục cánh quạt. Loại quạt này thường được sử dụng tại các xưởng dệt, hệ thống điều hòa không khí nhà xưởng, kho lớn.

Nhược điểm của quạt hướng trục dạng trục quay chính là ưu điểm của loại hướng trục có dây đai truyền. Với lưu lượng gió đẩy đi chỉ bằng 1/5 so với dạng sử dụng dây courroie, thay vì sử dụng để đưa không khí vào hầm lò, quạt hướng trục dạng trục quay chỉ sử dụng cho các nhà xưởng, hệ thống điều hòa không khí quy mô nhỏ hoặc kho lưu giữ hàng hóa (nơi ít người hoạt động).

Quạt hút gió hướng trục ốp tường có ưu điểm độ ồn thấp.

3.5.3. Quạt hút gió hướng trục ốp tường

Loại quạt này có đặc tính:

- Đường kính cánh lớn và có thể chế tạo theo yêu cầu của khách hàng;

- Lưu lượng gió thổi xấp xỉ loại hướng trục dạng trục quay;

- Độ ồn thấp, ít tiêu hao điện năng;

- Có hệ thống cánh lá tự mở khi quạt chạy giúp ngăn chặn côn trùng, mưa tạt;

- Khi bố trí nhiều quạt gắn liền nhau sẽ tránh được hiện tượng hút gió ngược từ bên ngoài vào qua các quạt khác không chạy, làm giảm khả năng thay đổi không khí.

Quạt hút gió hướng trục ốp tường phù hợp cho các công trình nhà máy, xí nghiệp, các xưởng dệt may quy mô lớn.

Quạt ly tâm thường dùng để thông gió cho các nhà máy chế biến cao su.

3.6. Quạt ly tâm

Đặc điểm của quạt ly tâm:

- Không khí và gió tạo ra nhờ hoạt động theo nguyên tắc của bơm ly tâm;

- Lưu lượng gió tạo ra khoảng 1.200 – 80.000 m³/giờ, thấp hơn và bằng xấp xỉ 1/2 lượng gió tạo ra bởi quạt hút gió hướng trục ốp tường;

- Cấu tạo bao gồm guồng quạt (để tạo áp lực và chuyển khí vào); vỏ quạt (tập trung và chuyển hướng dòng khí); trục máy, giá máy.

- Có 2 loại quạt ly tâm: Loại lớn có dây courroie (>3 kW) và loại nhỏ không dùng dây courroie (<3 kW).

Quạt ly tâm loại nhỏ có thể bố trí trong nhà, loại lớn có thể đặt trong hoặc ngoài nhà, từ các vị trí này nối vào trong nhà nhờ hệ thống ống dẫn khí. Việc bố trí bên ngoài nhà có thể giảm tiếng ồn, thu nhận khí tươi dễ dàng hơn.

Quạt ly tâm loại lớn có đông cơ đặt trên giá đỡ, truyền chuyển động cho quạt nhờ đai truyền. Vận tốc quạt thay đổi nhờ tỷ số truyền động của hệ đai truyền và poulie. Quạt ly tâm thường không làm việc độc lập mà phải có hệ thống ống dẫn gió.

Công dụng của quạt ly tâm là hút và đẩy không khí ô nhiễm, độc hại; hút bụi trong hệ thống xay xát, sản xuất cao su, chất hóa học, xưởng gỗ…

Với những đặc điểm của các loại quạt đẩy - hút - thông gió nêu trên, Cơ điện Galaxy hy vọng sẽ giúp Quý khách hàng có thêm hiểu biết nhằm đưa ra lựa chọn phù hợp với nhu cầu lắp đặt, sử dụng hệ thống thông gió, hỗ trợ hiệu quả hệ thống điều hòa cho công trình, đồng thời đáp ứng tốt hơn nhu cầu của các chủ đầu tư cũng như đối tượng sử dụng trực tiếp.

BBT Galaxy M&E