Cách tính lưu lượng quạt ly tâm đơn giản?

Lưu lượng gió là một trong các chỉ số vô cùng quan trọng khi lựa chọn quạt công nghiệp. Cùng tổng kho quạt công nghiệp Nam Vũ tìm hiểu lưu lượng gió là gì và công thức cách tính lưu lượng quạt ly tâm đơn giản? trong bài viết dưới đây.

Vì sao cần phải tính lưu lượng quạt ly tâm

Trong các hệ thống thông gió, làm mát, hút bụi và xử lý không khí công nghiệp hoặc dân dụng, quạt ly tâm đóng vai trò như “trái tim” giúp luân chuyển không khí, tạo áp suất và duy trì môi trường làm việc ổn định. Một trong những thông số kỹ thuật quan trọng nhất của quạt ly tâm là lưu lượng gió, thường được đo bằng đơn vị m³/h (mét khối mỗi giờ) hoặc CFM (cubic feet per minute – feet khối mỗi phút). Việc tính toán lưu lượng quạt ly tâm một cách chính xác là điều bắt buộc trong quá trình thiết kế và lựa chọn thiết bị, bởi nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hệ thống, chi phí vận hành và độ bền của quạt. Dưới đây là phân tích chi tiết lý do vì sao lưu lượng quạt ly tâm cần được tính toán đúng đắn trước khi đưa vào sử dụng.

Mỗi không gian sử dụng – từ nhà xưởng, phòng sạch, tầng hầm, nhà hàng, trung tâm dữ liệu, kho lạnh đến bệnh viện – đều có yêu cầu cụ thể về lượng không khí cần cấp hoặc hút ra trong một đơn vị thời gian nhằm đảm bảo chất lượng không khí, độ thoáng, độ ẩm và nhiệt độ. Nếu lưu lượng quạt ly tâm tính quá thấp, không khí không được trao đổi đầy đủ, gây bí bách, tích tụ nhiệt, bụi hoặc khí độc hại. Nếu tính quá cao, không khí lưu thông quá mạnh có thể gây tiếng ồn, lãng phí điện năng và ảnh hưởng đến quy trình sản xuất. Do đó, tính đúng lưu lượng là cơ sở để đảm bảo hệ thống thông gió đạt hiệu quả tối ưu, phục vụ đúng nhu cầu vận hành.

Lưu lượng là yếu tố đầu tiên để lựa chọn model quạt ly tâm phù hợp với công trình. Trên thị trường có hàng trăm loại quạt ly tâm khác nhau, với công suất, kích thước, tốc độ và hiệu suất đa dạng. Khi xác định được lưu lượng yêu cầu, kỹ sư sẽ dễ dàng chọn loại quạt có đường kính cánh, áp suất tĩnh, tốc độ vòng quay và công suất motor phù hợp. Lựa chọn đúng quạt sẽ giúp quạt vận hành bền bỉ, hiệu quả cao mà không bị quá tải hoặc làm việc non tải – cả hai tình trạng đều có thể dẫn đến hao mòn nhanh hoặc cháy động cơ.

Nếu không tính toán lưu lượng chính xác, người dùng có thể chọn nhầm quạt quá lớn (dư thừa công suất), dẫn đến chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, lãng phí vật tư và chi phí vận hành tăng do tiêu thụ điện năng lớn. Ngược lại, nếu quạt quá nhỏ, không đáp ứng đủ nhu cầu gió, người dùng sẽ phải thay đổi hoặc bổ sung thiết bị, làm phát sinh thêm chi phí và thời gian. Tính lưu lượng chuẩn giúp chọn đúng công suất, giảm chi phí vận hành, đồng thời tránh rủi ro phát sinh do thiết kế sai.

Trong các hệ thống kỹ thuật như HVAC (Heating – Ventilation – Air Conditioning), hút bụi công nghiệp, xử lý khí thải, hệ thống thông gió tầng hầm hoặc phòng sạch, quạt ly tâm thường hoạt động cùng nhiều thiết bị khác như ống dẫn, bộ lọc, buồng làm mát, cảm biến áp suất, cửa gió… Nếu không tính toán lưu lượng đúng, sẽ mất cân bằng áp lực, ảnh hưởng đến toàn hệ thống như gây rò khí, giảm hiệu suất làm lạnh, khí bụi không được hút đúng hướng hoặc vượt mức an toàn. Việc tính lưu lượng quạt ly tâm là bước quan trọng để đảm bảo sự đồng bộ, ổn định, bền vững cho toàn bộ hệ thống.

Lưu lượng quạt ly tâm là cơ sở quan trọng để tính toán kích thước, tiết diện và chiều dài hệ thống ống gió. Từ lưu lượng, kỹ sư sẽ xác định được vận tốc không khí, từ đó chọn kích thước ống phù hợp nhằm giảm thiểu tổn thất áp suất và tiếng ồn trong hệ thống. Nếu thiết kế ống gió không đồng bộ với lưu lượng quạt, sẽ dẫn đến tình trạng cản trở lưu thông khí, rung lắc, hoặc tụ khí tại một số vị trí. Tính đúng lưu lượng giúp thiết kế hệ thống đường ống hiệu quả, vận hành mượt mà và tăng tuổi thọ thiết bị.

Mỗi quạt ly tâm đều có ngưỡng tải trọng tối đa, được thiết kế tương ứng với lưu lượng và áp suất tiêu chuẩn. Nếu sử dụng quạt với lưu lượng sai lệch lớn so với thiết kế, motor và các bộ phận truyền động sẽ phải làm việc vượt mức, dẫn đến nóng motor, tiêu hao năng lượng lớn, mài mòn ổ bi, lỏng kết cấu và nguy cơ cháy hỏng động cơ. Tính đúng lưu lượng giúp quạt làm việc đúng tải, vận hành ổn định, không bị quá tải hay quá áp, từ đó kéo dài tuổi thọ và giảm chi phí bảo trì.

Trong nhiều công trình công nghiệp, dân dụng hoặc hệ thống PCCC, môi trường và y tế, việc tính lưu lượng quạt là yêu cầu bắt buộc theo tiêu chuẩn thiết kế, quy chuẩn xây dựng và quy định pháp luật. Ví dụ, trong hệ thống hút khói tầng hầm hoặc phòng kỹ thuật, lưu lượng quạt phải đảm bảo đủ số lần trao đổi không khí theo giờ. Việc không tính đúng có thể dẫn đến không đạt nghiệm thu, bị cơ quan quản lý từ chối cấp phép hoặc yêu cầu sửa chữa bổ sung, ảnh hưởng đến tiến độ và uy tín công trình.

Tính đúng lưu lượng giúp lựa chọn đúng tốc độ quạt (RPM) và loại cánh quạt phù hợp, từ đó giảm thiểu độ ồn và độ rung động khi vận hành. Việc chọn quạt có tốc độ quay quá cao để bù lại lưu lượng thiếu tính toán sẽ tạo ra nhiều tiếng ồn, làm rung khung đỡ, ảnh hưởng đến người làm việc và môi trường xung quanh. Việc xác định lưu lượng từ đầu cho phép thiết kế hệ thống tối ưu cả về âm học lẫn cơ học.

Cách tính lưu lượng quạt ly tâm đơn giản?

Việc tính lưu lượng quạt ly tâm là bước đầu tiên và cực kỳ quan trọng trong quá trình thiết kế, lựa chọn và lắp đặt hệ thống thông gió, hút bụi, làm mát hoặc xử lý khí thải. Lưu lượng (ký hiệu Q) cho biết thể tích không khí mà quạt có thể hút hoặc đẩy trong một khoảng thời gian nhất định, thường tính bằng đơn vị m³/h (mét khối trên giờ) hoặc m³/s (mét khối trên giây). Tính toán chính xác lưu lượng giúp chọn đúng loại quạt, đảm bảo hiệu suất hoạt động, tiết kiệm chi phí và tăng tuổi thọ thiết bị. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết cách tính lưu lượng quạt ly tâm đơn giản, dễ hiểu và dễ áp dụng.

Công thức tính lưu lượng quạt ly tâm cơ bản theo thể tích phòng

Cách phổ biến nhất để tính lưu lượng quạt là dựa vào thể tích không gian cần thông gió và số lần trao đổi không khí trong một giờ (air change per hour – ACH). Công thức như sau:

Q = V × N

Trong đó

Q: Lưu lượng cần thiết của quạt (m³/h)

V: Thể tích không gian cần thông gió (m³) = chiều dài × chiều rộng × chiều cao

N: Số lần trao đổi không khí cần thiết trong 1 giờ (lần/h)

Ví dụ

Một phòng làm việc có chiều dài 10m, rộng 6m, cao 3m

⇒ V = 10 × 6 × 3 = 180 m³

Phòng làm việc cần trao đổi không khí 10 lần/h

⇒ Q = 180 × 10 = 1.800 m³/h

Như vậy, bạn cần chọn quạt ly tâm có lưu lượng tối thiểu 1.800 m³/h.

Lưu ý

Số lần trao đổi không khí (N) tùy thuộc vào từng không gian. Dưới đây là một số giá trị tham khảo:

Không gian sử dụng Số lần trao đổi/h (N)

Văn phòng, phòng học 6 – 10

Nhà bếp công nghiệp 15 – 30

Phòng sạch, phòng thí nghiệm 15 – 25

Nhà vệ sinh 8 – 15

Tầng hầm để xe 10 – 20

Xưởng sản xuất nhẹ 15 – 20

Xưởng cơ khí, luyện kim 20 – 40

Công thức tính lưu lượng theo vận tốc gió và tiết diện ống gió

Công thức này thường áp dụng khi hệ thống đã có thiết kế ống gió cố định, hoặc muốn xác định lưu lượng qua một mặt cắt nhất định.

Q = A × V × 3600

Trong đó

Q: Lưu lượng không khí (m³/h)

A: Diện tích mặt cắt ống gió (m²) = chiều rộng × chiều cao

V: Vận tốc không khí qua ống (m/s)

3600: Hệ số quy đổi từ giây sang giờ (1 giờ = 3600 giây)

Ví dụ

Ống gió có tiết diện 0.5m × 0.4m = 0.2 m²

Vận tốc gió thiết kế là 8 m/s

⇒ Q = 0.2 × 8 × 3600 = 5.760 m³/h

Bạn cần chọn quạt có lưu lượng gần hoặc lớn hơn 5.760 m³/h.

Lưu ý

Vận tốc gió phù hợp giúp hệ thống hoạt động hiệu quả và giảm tiếng ồn. Một số vận tốc gió tham khảo:

Loại ống gió/không gian Vận tốc gió đề xuất (m/s)

Ống gió chính lớn 6 – 8

Ống nhánh nhỏ 4 – 6

Ống hút bụi công nghiệp 15 – 25

Ống thải khói bếp công nghiệp 10 – 15

Tính lưu lượng bằng đồng hồ đo gió (anemometer)

Đối với các kỹ thuật viên hiện trường hoặc người kiểm tra quạt đang hoạt động, có thể dùng đồng hồ đo gió (anemometer) để đo trực tiếp vận tốc không khí tại cửa hút hoặc cửa xả. Sau đó áp dụng công thức:

Q = A × V × 3600

Trong đó:

A: Diện tích miệng gió (m²)

V: Vận tốc gió trung bình đo được (m/s)

Q: Lưu lượng thực tế (m³/h)

Phương pháp này giúp kiểm tra hiệu suất quạt đang chạy và so sánh với thông số thiết kế.

Tính lưu lượng quạt ly tâm dựa trên thông số catalog

Nếu bạn đang tham khảo một dòng quạt cụ thể do nhà sản xuất cung cấp, thì trong bảng thông số kỹ thuật (catalog) luôn có sẵn các thông tin:

Lưu lượng (Q): m³/h hoặc CFM

Áp suất tĩnh (Pa hoặc mmH2O)

Tốc độ quay (RPM)

Công suất motor (kW hoặc HP)

Từ đó, bạn có thể so sánh với yêu cầu công trình để chọn mẫu phù hợp.

Ví dụ: Bạn cần quạt 5.000 m³/h, áp suất 500 Pa → chọn model gần nhất trong bảng có Q ≥ 5.000 m³/h và áp ≥ 500 Pa.

Sử dụng phần mềm hỗ trợ tính toán

Hiện nay có nhiều phần mềm và công cụ trực tuyến hỗ trợ tính toán lưu lượng quạt ly tâm, như:

Ductulator (phần mềm tính ống gió và lưu lượng)

HVAC Load Explorer

Phần mềm của các hãng sản xuất quạt như Deton, Dasin, Kruger, TLT Turbo…

Chỉ cần nhập thông số không gian hoặc điều kiện hoạt động, phần mềm sẽ đề xuất các lựa chọn phù hợp.

Những lưu ý khi tính lưu lượng quạt ly tâm

Tính lưu lượng quạt ly tâm là bước quan trọng và cần thiết trong quá trình thiết kế, lựa chọn và lắp đặt hệ thống thông gió, làm mát, hút bụi hoặc xử lý khí thải. Tuy nhiên, để kết quả tính toán chính xác và lựa chọn được loại quạt phù hợp, người thực hiện cần lưu ý một số điểm kỹ thuật quan trọng nhằm tránh sai sót ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành.

Trước tiên, phải xác định rõ mục đích sử dụng quạt là gì – thông gió phòng, hút khói, hút khí thải, cấp khí tươi hay hút bụi công nghiệp. Mỗi ứng dụng có yêu cầu riêng về lưu lượng, áp suất và tốc độ gió, nếu xác định sai nhu cầu thì kết quả tính lưu lượng cũng sẽ sai lệch theo.

Bên cạnh đó, người tính toán cần đo đạc chính xác thể tích không gian cần thông gió bằng cách lấy chiều dài nhân chiều rộng và chiều cao của phòng hoặc khu vực, tránh bỏ sót các khu vực phụ như hành lang, kho chứa hay không gian nối.

Sau đó, phải chọn đúng số lần trao đổi không khí theo tiêu chuẩn thiết kế. Ví dụ, phòng làm việc cần 6–10 lần/h, nhà bếp công nghiệp cần 15–30 lần/h, nhà vệ sinh là 10–15 lần/h. Nếu tùy tiện chọn giá trị quá thấp sẽ gây bí khí, tích nhiệt; nếu chọn quá cao sẽ gây lãng phí điện năng và tăng chi phí đầu tư.

Một điểm thường bị bỏ qua là tổn thất áp suất trong hệ thống. Dù lưu lượng được tính đúng nhưng nếu không cộng thêm tổn thất áp từ đường ống, cút nối, lưới lọc, cửa gió… thì quạt sẽ không đủ lực đẩy khí qua toàn bộ hệ thống, gây sụt áp và giảm hiệu suất hoạt động. Do đó, cần tính toán tổng tổn thất áp suất và kết hợp với lưu lượng để chọn quạt có thông số áp suất tĩnh tương ứng.

Đồng thời, tránh nhầm lẫn giữa công suất motor và lưu lượng quạt vì công suất lớn không đồng nghĩa với lưu lượng cao, mà còn phụ thuộc vào thiết kế cánh, tốc độ quay và đặc tính của quạt.

Ngoài ra, trong môi trường có điều kiện hoạt động khắc nghiệt, nên cộng thêm khoảng 10–20% lưu lượng dự phòng để đảm bảo quạt vẫn đáp ứng đủ khi tải tăng.

Người dùng cũng cần lưu ý đơn vị đo khi tính và tra thông số quạt: phổ biến là m³/h tại Việt Nam, nhưng nhiều tài liệu hoặc quạt nhập khẩu có thể ghi bằng CFM (cubic feet per minute), cần quy đổi đúng để tránh nhầm lẫn khi lựa chọn.

Tính lưu lượng quạt ly tâm tưởng đơn giản nhưng thực tế đòi hỏi sự chính xác, đồng bộ và hiểu rõ đặc điểm kỹ thuật. Việc bỏ qua những yếu tố quan trọng như thể tích, tổn thất áp suất, tiêu chuẩn trao đổi khí, đơn vị đo… sẽ dẫn đến lựa chọn sai thiết bị, ảnh hưởng đến vận hành, chi phí và tuổi thọ hệ thống. Vì vậy, người dùng cần nắm chắc những lưu ý trên để đảm bảo quá trình tính toán và lựa chọn quạt ly tâm đạt hiệu quả cao nhất, bền vững và tiết kiệm. Nếu còn thắc mắc về cách tính lưu lượng quạt ly tâm thì hãy liên hệ với quạt công nghiệp Nam Vũ để được tư vấn cụ thể nhé

Tham khảo: https://tongkhoquatcongnghiep.vn/huong-dan-bao-duong-quat-ly-tam-dung-cach