Cách tính công suất quạt thông gió công nghiệp?

Bài viết từ quạt công nghiệp Nam Vũ sẽ hướng dẫn khách hàng cách xác định công suất quạt thông gió công nghiệp một cách chính xác. Đồng thời, gợi ý cho khách hàng các loại quạt thông gió công nghiệp phổ biến, các tiêu chí để chọn quạt thông gió phù hợp với công suất cũng như những lưu ý khi sử dụng quạt thông gió công nghiệp ở công suất cao. Qua đó, giúp đảm bảo an toàn và mang lại hiệu suất hoạt động cao nhất trong quá trình sử dụng.

Công suất quạt thông gió công nghiệp là gì?

Công suất quạt thông gió công nghiệp là đại lượng vật lý biểu thị khả năng làm việc của quạt, thể hiện qua lượng điện năng tiêu thụ trong một đơn vị thời gian để tạo ra lưu lượng gió nhất định, giúp trao đổi không khí, hút khí thải, làm mát hoặc thông thoáng không gian trong môi trường công nghiệp.

• Đơn vị thường dùng: Watt (W) hoặc Kilowatt (kW).
• Công suất được ghi trên tem nhãn kỹ thuật của quạt hoặc trong tài liệu sản phẩm.

Ý nghĩa của công suất quạt thông gió công nghiệ

Công suất quạt không chỉ đơn thuần là con số thể hiện mức tiêu thụ điện, mà nó còn có nhiều ý nghĩa kỹ thuật và thực tiễn trong quá trình thiết kế, thi công và vận hành hệ thống thông gió công nghiệp.

Ý nghĩa kỹ thuật của công suất quạt thông gió công nghiệp

Đánh giá khả năng vận hành của quạt

Công suất chính là cơ sở để đánh giá mức độ hoạt động của mô-tơ quạt. Quạt có công suất càng lớn thì động cơ càng mạnh, tốc độ quay càng cao và khả năng tạo áp lực gió, lưu lượng gió cũng lớn hơn. Do đó:

Quạt công suất nhỏ: phù hợp cho các không gian hẹp, ít người, thông gió nhẹ (như văn phòng nhỏ, phòng kỹ thuật).

Quạt công suất lớn: cần thiết cho các không gian có diện tích lớn, nhiều máy móc sinh nhiệt, hoặc yêu cầu lưu thông không khí liên tục (như nhà máy, xưởng may, hầm mỏ, tầng hầm, kho bãi…).

Liên quan trực tiếp đến lưu lượng gió và hiệu quả thông gió

Lưu lượng gió (m³/h) là một trong những thông số quan trọng để đo hiệu suất thông gió của quạt. Công suất là yếu tố góp phần quyết định khả năng tạo ra lưu lượng gió của quạt.

Công suất phù hợp → Lưu lượng ổn định → Không khí được lưu thông đều khắp không gian.

Công suất quá nhỏ → Không đủ áp lực gió → Khí nóng, khí độc không được đẩy ra ngoài → Không khí tù hãm.

Công suất quá lớn → Gây lãng phí điện năng và có thể tạo tiếng ồn lớn, rung lắc không cần thiết.

Tác động đến áp suất và hiệu suất hoạt động

Trong hệ thống quạt ly tâm hoặc quạt hướng trục công nghiệp, công suất ảnh hưởng đến áp suất tĩnh và áp suất toàn phần – hai yếu tố then chốt để đưa không khí đi qua các đường ống gió, các lưới lọc, bộ xử lý khí (lọc bụi, lọc mùi…).

Ý nghĩa kinh tế của công suất quạt thông gió công nghiệp

Liên quan đến chi phí vận hành

Quạt công suất càng lớn thì mức tiêu thụ điện năng hàng tháng càng cao. Trong môi trường công nghiệp, nơi quạt hoạt động liên tục 8–24 giờ/ngày, việc lựa chọn đúng công suất là vô cùng quan trọng để tối ưu hóa chi phí vận hành.

Chọn đúng công suất giúp tiết kiệm điện, giảm chi phí sản xuất.

Chọn sai công suất (quá lớn) sẽ gây tiêu tốn điện năng không cần thiết, tăng chi phí vận hành.

Chọn công suất quá nhỏ sẽ buộc phải lắp thêm quạt phụ hoặc nâng cấp hệ thống, dẫn đến phát sinh chi phí đầu tư và bảo trì.

Ảnh hưởng đến tuổi thọ và độ bền thiết bị

Nếu sử dụng quạt có công suất thấp hơn nhu cầu thực tế, động cơ sẽ bị quá tải, dẫn đến nóng máy, hỏng hóc nhanh, giảm tuổi thọ và tăng chi phí sửa chữa, bảo trì. Ngược lại, quạt quá lớn so với không gian không chỉ gây ồn mà còn làm giảm hiệu suất làm việc của nhân viên và tăng hao mòn do vận hành không ổn định.

Ý nghĩa trong thiết kế hệ thống thông gió công nghiệp

Khi thiết kế hệ thống thông gió cho nhà xưởng, trung tâm thương mại, tầng hầm hay khu công nghiệp, công suất quạt là yếu tố đầu tiên cần được tính toán và cân nhắc. Việc lựa chọn công suất đúng sẽ giúp:

Đảm bảo tốc độ trao đổi không khí phù hợp với tiêu chuẩn an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.

Giúp duy trì môi trường làm việc mát mẻ, sạch sẽ, loại bỏ khí độc, hơi nóng, mùi hôi và các tác nhân gây hại khác.

Tối ưu hệ thống điện (bố trí nguồn, dây dẫn, ổn áp…) tránh quá tải hoặc mất an toàn.

Tăng hiệu quả vận hành tổng thể của hệ thống HVAC (heating, ventilation, and air conditioning – sưởi, thông gió và điều hòa không khí).

Cách tính công suất quạt thông gió công nghiệp?

Công suất quạt thông gió công nghiệp là thông số kỹ thuật rất quan trọng, giúp xác định khả năng vận hành của quạt trong việc hút hoặc thổi không khí trong một không gian nhất định. Để tính được công suất quạt phù hợp với nhu cầu sử dụng, cần tiến hành các bước sau:

Bước 1: Tính thể tích không gian cần thông gió

Thể tích không gian là yếu tố đầu tiên cần xác định để tính toán. Công thức tính thể tích như sau:

V = D × R × C

Trong đó:

• V: Thể tích không gian (m³)
• D: Chiều dài của không gian (m)
• R: Chiều rộng của không gian (m)
• C: Chiều cao của không gian (m)

Ví dụ: Một nhà xưởng có chiều dài 25 m, rộng 20 m và cao 6 m, thể tích không gian là:
V = 25 × 20 × 6 = 3.000 m³

Bước 2: Xác định số lần trao đổi không khí trong một giờ (N)

Số lần trao đổi không khí mỗi giờ tùy thuộc vào loại hình sử dụng của không gian. Dưới đây là gợi ý tham khảo:

• Văn phòng: 6 – 10 lần/h
• Nhà kho: 10 – 15 lần/h
• Xưởng sản xuất nhẹ: 15 – 20 lần/h
• Xưởng sản xuất nặng, cơ khí: 20 – 30 lần/h
• Tầng hầm, hầm xe: 15 – 30 lần/h
• Trang trại chăn nuôi: 15 – 25 lần/h

Ví dụ: Nhà xưởng nói trên hoạt động với mức độ trung bình cần trao đổi 20 lần/h. Khi đó lưu lượng gió cần thiết:

Q = V × N = 3.000 × 20 = 60.000 m³/h

Bước 3: Tính công suất quạt

Sau khi đã xác định lưu lượng gió cần thiết, có thể tính công suất quạt dựa vào công thức sau:

P = (Q × Pt) / (3600 × η)

Trong đó:

• P: Công suất quạt (kW)
• Q: Lưu lượng gió (m³/h)
• Pt: Áp suất toàn phần (Pa), thường từ 100 – 400 Pa tùy loại quạt
• η: Hiệu suất quạt (thường trong khoảng 0.5 – 0.7)
• 3600: Hệ số chuyển đổi thời gian từ giờ sang giây

Ví dụ: Với Q = 60.000 m³/h, Pt = 300 Pa, η = 0.6

P = (60.000 × 300) / (3600 × 0.6) = 18.000.000 / 2160 ≈ 8.33 kW

Như vậy, cần chọn loại quạt có công suất khoảng 8.5 kW để đảm bảo hiệu quả thông gió.

Những lưu ý khi tính công suất quạt thông gió công nghiệp?

Việc tính toán công suất quạt thông gió công nghiệp không chỉ là bài toán kỹ thuật đơn thuần mà còn liên quan chặt chẽ đến hiệu quả hoạt động, khả năng tiết kiệm điện, độ bền của thiết bị và sức khỏe của con người trong không gian làm việc. Nếu tính sai công suất, có thể dẫn đến những hậu quả như quạt hoạt động yếu, không đủ khả năng thông gió, gây nóng bức, ngột ngạt, hoặc gây lãng phí điện năng và chi phí đầu tư ban đầu. Dưới đây là những lưu ý quan trọng cần nắm rõ khi tính công suất quạt thông gió công nghiệp.

Thể tích không gian là yếu tố cơ bản đầu tiên ảnh hưởng đến việc lựa chọn công suất quạt. Cần đo đạc chính xác chiều dài, chiều rộng và chiều cao của khu vực để tính thể tích. Ngoài ra, nếu không gian có hình dạng không vuông vức (ví dụ như mái vòm, dạng chóp, tầng lệch…), cần áp dụng các công thức hình học phù hợp để có kết quả chính xác nhất.

Mỗi loại công trình và hoạt động sản xuất sẽ yêu cầu số lần trao đổi không khí khác nhau trong một giờ. Đây là yếu tố quan trọng giúp xác định lưu lượng gió cần thiết. Nếu chọn số lần trao đổi quá thấp, không khí sẽ không được làm mới đủ dẫn đến ngột ngạt, tích tụ khí độc; nếu chọn quá cao sẽ gây tốn kém không cần thiết. Cần tham khảo bảng tiêu chuẩn về số lần trao đổi không khí dựa trên mục đích sử dụng, ví dụ:

• Văn phòng: 6–10 lần/giờ
• Nhà kho: 10–15 lần/giờ
• Xưởng sản xuất nhẹ: 15–20 lần/giờ
• Xưởng sản xuất cơ khí, luyện kim: 20–30 lần/giờ
• Trang trại chăn nuôi: 15–25 lần/giờ
• Tầng hầm, nhà để xe: 15–30 lần/giờ

Không gian có nhiệt độ cao, nhiều bụi, khói, hơi hóa chất, mùi hôi… sẽ cần công suất quạt lớn hơn. Ngoài ra, nếu trong khu vực có nhiều thiết bị sinh nhiệt như máy móc, lò nung, đèn chiếu sáng mạnh thì cũng cần tính toán tăng thêm công suất để đảm bảo hiệu quả làm mát và khử khí độc.

Khi hệ thống quạt thông gió có kết hợp với ống dẫn gió, bộ lọc, lưới chắn côn trùng, giảm âm, cút ống, van điều tiết… thì sẽ xảy ra tổn thất áp suất trong quá trình không khí lưu thông. Tổn thất này sẽ làm giảm hiệu quả vận hành của quạt nếu không được tính bù công suất. Do đó, cần cộng thêm mức áp suất tổn thất vào tổng áp suất yêu cầu khi tính công suất quạt.

Hiệu suất của quạt là tỉ lệ giữa công suất gió đầu ra và công suất tiêu thụ điện. Mỗi loại quạt (quạt ly tâm, quạt hướng trục, quạt vuông, quạt mái…) sẽ có mức hiệu suất khác nhau. Nếu không xác định đúng hiệu suất khi tính toán, công suất thực tế có thể bị lệch, dẫn đến lựa chọn sai thiết bị. Thông thường, hiệu suất quạt công nghiệp nằm trong khoảng 0.5 đến 0.7 (tức 50% đến 70%).

Sau khi tính ra công suất lý thuyết, nên cộng thêm 10–20% công suất dự phòng để đảm bảo hoạt động ổn định khi quạt vận hành trong môi trường khắc nghiệt, hoặc khi có sự thay đổi về điều kiện môi trường (tăng số lượng máy móc, tăng nhiệt độ, phát sinh bụi…). Việc chọn công suất dự phòng giúp tăng tuổi thọ quạt, tránh tình trạng quá tải.

Lưu lượng gió (m³/h) là cơ sở quan trọng để tính công suất quạt. Nếu tính sai lưu lượng sẽ dẫn đến việc chọn quạt quá yếu hoặc quá mạnh. Cần tính đúng bằng công thức:

Q = V × N

Trong đó:

• Q: Lưu lượng gió cần thiết (m³/h)
• V: Thể tích không gian cần thông gió (m³)
• N: Số lần trao đổi không khí/giờ

Thay vì dùng một quạt công suất lớn, trong một số trường hợp nên chia thành nhiều quạt nhỏ bố trí ở các vị trí khác nhau để tối ưu hiệu quả thông gió. Việc chia đều công suất cho nhiều thiết bị cũng giúp giảm tải cho từng quạt, hạn chế hư hỏng và tăng tính linh hoạt trong lắp đặt, bảo trì.

Khi công suất quạt tăng, độ ồn và mức tiêu thụ điện năng cũng sẽ tăng. Trong những không gian cần sự yên tĩnh hoặc có con người làm việc thường xuyên (như văn phòng, nhà xưởng nhẹ, nhà ăn công nhân…), cần ưu tiên lựa chọn loại quạt vừa đủ công suất nhưng có khả năng hoạt động êm, tiết kiệm điện. Những dòng quạt hiện đại có tích hợp biến tần điều chỉnh tốc độ hoặc motor tiết kiệm năng lượng nên được ưu tiên lựa chọn.

Cuối cùng, để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả lâu dài, bạn nên nhờ đến sự hỗ trợ của các kỹ sư cơ điện hoặc đơn vị chuyên thiết kế – thi công hệ thống thông gió. Họ sẽ giúp khảo sát hiện trạng, tính toán lưu lượng – áp suất hợp lý, đề xuất loại quạt phù hợp về công suất, kích thước, giá thành và hiệu quả vận hành.

Tính công suất quạt thông gió công nghiệp là công việc đòi hỏi sự tỉ mỉ và am hiểu về không gian, mục đích sử dụng, cũng như đặc điểm thiết bị. Chỉ khi đảm bảo đầy đủ các yếu tố kỹ thuật và lưu ý quan trọng như trên, bạn mới có thể lựa chọn được giải pháp quạt thông gió vừa hiệu quả, vừa tiết kiệm và an toàn cho không gian làm việc của mình. Nếu còn thắc mắc thì hãy liên hệ với tổng kho quạt công nghiệp Nam Vũ để được tư vấn cụ thể nhé

Tham khảo: https://tongkhoquatcongnghiep.vn/he-thong-quat-thong-gio-nha-xuong-va-nhung-dieu-can-biet