Quạt cấp khí tươi: Vì sao nhà xưởng và tòa nhà cần cấp gió bù?

Trong nhiều công trình, hệ thống quạt hút được đầu tư khá lớn nhưng phần cấp không khí thay thế lại chưa được quan tâm đúng mức. Nhà xưởng có thể lắp hàng chục quạt hút, tầng hầm có quạt thải công suất cao, bếp công nghiệp liên tục hút khói nhưng không có đường cấp gió bù tương ứng.

Khi một lượng lớn không khí bị hút ra mà không được cấp lại có kiểm soát, công trình rơi vào trạng thái áp suất âm. Không khí bên ngoài sẽ tự xâm nhập qua cửa, khe tường, cửa cuốn và các vị trí không kín. Hệ quả là lưu lượng quạt hút giảm, cửa khó mở, bụi và hơi ẩm bị kéo vào, điều hòa thất thoát năng lượng và luồng khí không còn đi đúng hướng thiết kế.

Quạt cấp khí tươi và quạt cấp gió bù được sử dụng để giải quyết những vấn đề này. Tuy nhiên, hai khái niệm có liên quan nhưng không hoàn toàn giống nhau. Muốn lựa chọn đúng thiết bị, đơn vị thiết kế cần xác định rõ mục tiêu là cung cấp không khí cho con người, bù lại lượng khí bị hút ra hay thực hiện đồng thời cả hai nhiệm vụ.

Quạt cấp khí tươi là gì?

Quạt cấp khí tươi là thiết bị lấy không khí từ môi trường bên ngoài và đưa vào nhà xưởng, tòa nhà hoặc khu vực sử dụng.

Không khí bên ngoài có thể được:

• Cấp trực tiếp vào không gian.

• Lọc bụi trước khi cấp.

• Làm lạnh hoặc gia nhiệt.

• Khử ẩm hoặc tạo ẩm.

• Đi qua bộ thu hồi năng lượng.

• Phân phối qua đường ống và miệng gió.

• Kết hợp với hệ thống điều hòa không khí.

Mục tiêu chính của cấp khí tươi là pha loãng các chất ô nhiễm phát sinh trong không gian, hỗ trợ kiểm soát chất lượng không khí và cung cấp lượng không khí ngoài trời cần thiết cho khu vực có người sử dụng.

ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2025 hiện là tiêu chuẩn được ASHRAE công bố cho thông gió và chất lượng không khí chấp nhận được trong các công trình không phải nhà ở. Tiêu chuẩn bao gồm yêu cầu đối với thông gió cơ khí, thông gió tự nhiên, lọc khí, điều khiển, vận hành và bảo trì hệ thống.

Gió tươi và gió bù khác nhau thế nào?

Hai khái niệm này thường bị dùng thay thế cho nhau, nhưng mục tiêu thiết kế có sự khác biệt.

Khí tươi

Khí tươi là không khí ngoài trời được đưa vào công trình nhằm đáp ứng yêu cầu thông gió và chất lượng không khí.

Lưu lượng khí tươi thường liên quan đến:

• Số người sử dụng.

• Diện tích không gian.

• Công năng phòng.

• Mức độ ô nhiễm.

• Thời gian sử dụng.

• Hiệu quả phân phối không khí.

• Tiêu chuẩn và quy định áp dụng.

Gió bù

Gió bù là lượng không khí được cấp vào để thay thế lượng khí đã bị quạt hút hoặc quá trình công nghệ đưa ra ngoài.

Gió bù thường cần thiết cho:

• Hệ thống hút khí nhà xưởng.

• Hệ thống hút bụi.

• Chụp hút máy sản xuất.

• Quạt hút mái.

• Quạt hút bếp.

• Hệ thống hút tầng hầm.

• Phòng có quạt thải công suất lớn.

• Khu vực duy trì áp suất âm.

Lưu lượng gió bù có thể lớn hơn đáng kể lưu lượng khí tươi tính theo số người. Một xưởng ít nhân công nhưng có hệ thống hút công nghệ 80.000 m³/h vẫn cần phương án cấp gió thay thế phù hợp.

Khi nào một hệ thống thực hiện cả hai nhiệm vụ?

Trong nhiều dự án, không khí ngoài trời được cấp vào vừa để đáp ứng nhu cầu khí tươi, vừa bù lại lượng khí bị hút ra.

Khi đó, hệ thống phải được kiểm tra đồng thời theo hai điều kiện:

1. Có đủ không khí ngoài trời cho người sử dụng và yêu cầu chất lượng không khí.

2. Có đủ lưu lượng để cân bằng với hệ thống hút và duy trì áp suất mong muốn.

Giá trị thiết kế cuối cùng không phải lúc nào cũng là tổng cộng đơn giản của hai lưu lượng. Đơn vị thiết kế cần xem xét lượng gió cấp đã tham gia bù áp, lượng không khí chuyển từ khu vực khác và chế độ hoạt động đồng thời của các hệ thống.

Vì sao nhà xưởng cần cấp gió bù?

Nhà xưởng thường có nhiều thiết bị hút không khí ra ngoài, chẳng hạn:

• Quạt hút tường.

• Quạt hút mái.

• Hệ thống hút bụi.

• Chụp hút khói hàn.

• Hút khí tại máy sản xuất.

• Hút hơi hóa chất.

• Hệ thống sấy và lò.

• Quạt thải phòng máy.

Nếu chỉ có quạt hút, không khí thay thế sẽ đi vào qua các vị trí có trở lực thấp nhất. Đây có thể là cửa cuốn, khe mái, cửa nhà vệ sinh, phòng điều hòa hoặc khu vực chứa bụi.

Những vấn đề thường xảy ra gồm:

• Quạt hút không đạt lưu lượng thiết kế.

• Cửa ra vào bị hút chặt.

• Bụi bên ngoài đi vào nhà xưởng.

• Không khí nóng hoặc ẩm xâm nhập không kiểm soát.

• Mùi lan từ khu vực ô nhiễm sang vùng sạch.

• Điều hòa bị thất thoát công suất.

• Xuất hiện gió lùa mạnh tại cửa.

• Các chụp hút cục bộ hoạt động kém ổn định.

Giải pháp cấp gió bù có kiểm soát giúp tạo đường đi rõ ràng cho không khí: gió sạch đi vào từ khu vực được lựa chọn, di chuyển qua vùng làm việc rồi đến các điểm hút.

Vì sao tòa nhà cần cấp khí tươi?

Tòa nhà hiện đại thường có kết cấu kín và sử dụng điều hòa không khí. Nếu chỉ tuần hoàn không khí trong phòng mà không bổ sung không khí ngoài trời, các chất ô nhiễm phát sinh từ con người, vật liệu, nội thất và hoạt động sử dụng có thể tích tụ.

Hệ thống khí tươi trong tòa nhà thường phục vụ:

• Văn phòng.

• Phòng họp.

• Trung tâm thương mại.

• Khách sạn.

• Trường học.

• Bệnh viện.

• Căn hộ.

• Phòng tập thể thao.

• Khu vực công cộng.

Không khí cấp có thể được xử lý qua FAU, AHU, HRV hoặc ERV trước khi phân phối đến các phòng. Việc lựa chọn giải pháp phụ thuộc khí hậu, tải lạnh, độ ẩm, mức độ sử dụng và yêu cầu chất lượng không khí.

ASHRAE 62.1 sử dụng các phương pháp xác định lưu lượng khí ngoài trời, trong đó lưu lượng tại vùng hô hấp thường xem xét độc lập nguồn ô nhiễm liên quan đến số người và nguồn liên quan đến diện tích. Các hệ số cụ thể phải lấy theo công năng và phiên bản tiêu chuẩn được áp dụng cho dự án.

Các loại quạt cấp khí tươi phổ biến

Quạt hướng trục cấp khí

Quạt hướng trục phù hợp với:

• Lưu lượng lớn.

• Đường ống ngắn.

• Cột áp thấp hoặc trung bình.

• Cấp khí trực tiếp qua tường.

• Cấp gió cho nhà xưởng.

• Hệ thống ít bộ lọc và phụ kiện.

Dòng quạt này có kết cấu gọn và chi phí hợp lý, nhưng cần kiểm tra cột áp nếu phải cấp khí qua lưới lọc, lam gió hoặc tuyến ống dài.

Quạt ly tâm cấp khí

Quạt ly tâm phù hợp với hệ thống có:

• Đường ống dài.

• Nhiều miệng cấp.

• Bộ lọc.

• Bộ tiêu âm.

• Coil xử lý nhiệt.

• Van điều chỉnh.

• Cột áp trung bình hoặc cao.

Quạt ly tâm cánh cong sau thường được sử dụng trong các hệ thống cần hiệu suất tốt và vận hành liên tục.

Quạt nối ống cấp khí tươi

Quạt nối ống được lắp trực tiếp trong tuyến ống, phù hợp với không gian nhỏ hoặc hệ thống cấp khí cho một nhóm phòng.

Thiết bị thường được dùng tại:

• Văn phòng.

• Phòng họp.

• Cửa hàng.

• Phòng kỹ thuật.

• Căn hộ.

• Khu vệ sinh cần cấp gió bù.

• Không gian nằm sâu trong mặt bằng.

Quạt hộp cấp khí

Quạt được lắp trong hộp, có thể tích hợp:

• Bộ lọc.

• Lớp cách âm.

• Cửa kiểm tra.

• Khung chống rung.

• Coil làm lạnh hoặc gia nhiệt.

• Bộ điều khiển.

Quạt hộp phù hợp với tòa nhà và khu vực yêu cầu kiểm soát tiếng ồn, chất lượng khí cấp và khả năng bảo trì.

FAU và thiết bị xử lý khí tươi

FAU không chỉ có quạt mà còn xử lý không khí ngoài trời trước khi cấp vào công trình.

Một thiết bị có thể gồm:

• Lọc thô và lọc tinh.

• Coil lạnh.

• Coil nóng.

• Bộ khử ẩm.

• Bộ thu hồi năng lượng.

• Quạt cấp.

• Cảm biến và bộ điều khiển.

FAU thường phù hợp với tòa nhà điều hòa, phòng sạch hoặc khu vực cần kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm của khí tươi.

Năm thông số quan trọng khi chọn quạt cấp khí

1. Lưu lượng khí cấp

Lưu lượng phải được xác định theo mục tiêu của hệ thống.

Đối với khí tươi cho người sử dụng, một cách tiếp cận phổ biến là tính theo số người và diện tích:

Q khí tươi = Lưu lượng theo người + Lưu lượng theo diện tích

Trong đó:

• Lưu lượng theo người phụ thuộc số người thiết kế.

• Lưu lượng theo diện tích phụ thuộc diện tích sử dụng.

• Hệ số cụ thể phụ thuộc công năng và tiêu chuẩn áp dụng.

• Cần hiệu chỉnh theo hiệu quả phân phối và cấu hình hệ thống.

Đối với gió bù, có thể tiếp cận sơ bộ theo cân bằng lưu lượng:

Q gió bù ≈ Q hút – Q khí được cấp từ nguồn khác – Q gió chuyển có kiểm soát

Sau đó cần điều chỉnh theo mức áp suất dương hoặc âm mong muốn.

Ví dụ, một nhà xưởng có:

• Tổng lưu lượng hút: 50.000 m³/h.

• Hệ thống điều hòa đã cấp 8.000 m³/h khí ngoài trời.

• Có 5.000 m³/h gió chuyển có kiểm soát từ khu vực liền kề.

Lưu lượng gió bù sơ bộ:

Q = 50.000 – 8.000 – 5.000 = 37.000 m³/h

Đây mới là giá trị ban đầu. Lưu lượng cuối cùng còn phụ thuộc độ kín công trình, áp suất cần duy trì và các chế độ vận hành đồng thời.

2. Cột áp quạt

Quạt phải thắng được tổn thất qua:

• Lam lấy gió.

• Lưới chắn côn trùng.

• Bộ lọc.

• Đường ống.

• Co và cút.

• Van gió.

• Bộ tiêu âm.

• Coil xử lý.

• Miệng cấp.

• Chênh áp trong không gian.

Không nên chọn quạt theo lưu lượng tự do. Quạt phải đạt lưu lượng thiết kế tại tổng cột áp thực tế.

Một quạt được quảng cáo đạt 20.000 m³/h có thể chỉ còn 15.000 m³/h sau khi đi qua lọc, lam gió và đường ống nếu khả năng tạo áp không phù hợp.

3. Chất lượng không khí ngoài trời

Không khí ngoài trời không phải lúc nào cũng đủ sạch để cấp trực tiếp.

Cần đánh giá:

• Bụi.

• Khói giao thông.

• Mùi.

• Hơi hóa chất.

• Độ ẩm.

• Hơi muối.

• Nguồn xả lân cận.

• Côn trùng và nước mưa.

Hệ thống có thể cần lọc thô, lọc tinh hoặc xử lý bổ sung trước khi cấp khí.

4. Vị trí cửa lấy gió

Cửa lấy khí tươi cần tránh các nguồn ô nhiễm như:

• Cửa xả quạt hút.

• Ống xả máy phát điện.

• Ống khói bếp.

• Cửa xả tầng hầm.

• Khu tập kết rác.

• Tháp giải nhiệt.

• Khu vực xe chạy.

• Nguồn hơi hóa chất.

ASHRAE đã phát triển yêu cầu và phương pháp xác định khoảng cách giữa cửa xả và cửa lấy khí nhằm hạn chế khí thải bị hút trở lại hệ thống thông gió. Phiên bản Standard 62.1-2025 cũng cập nhật phương pháp tính khoảng cách và yêu cầu liên quan đến cửa lấy khí ngoài trời.

Cửa lấy gió cũng cần có biện pháp hạn chế nước mưa, rác và côn trùng. Lam lấy gió cho phép không khí đi qua đồng thời hạn chế sự xâm nhập của nước và các yếu tố bên ngoài, nhưng bản thân lam cũng tạo trở lực cần được đưa vào tính toán cột áp.

5. Nhiệt độ và độ ẩm của khí cấp

Tại Việt Nam, không khí ngoài trời thường nóng và có độ ẩm cao. Nếu cấp một lượng lớn khí ngoài trời trực tiếp vào không gian điều hòa, tải lạnh và tải ẩm có thể tăng đáng kể.

Hệ thống cần xem xét:

• Làm lạnh sơ bộ.

• Khử ẩm.

• Thu hồi năng lượng.

• Trộn với gió hồi.

• Điều khiển theo nhu cầu.

• Cách nhiệt đường ống.

• Thoát nước ngưng.

Cấp đủ lưu lượng nhưng không xử lý độ ẩm có thể làm phòng khó đạt điều kiện thiết kế, xuất hiện đọng sương và tăng nguy cơ ẩm mốc.

Cân bằng áp suất trong công trình

Không phải mọi không gian đều cần áp suất bằng nhau.

Không gian nên duy trì áp suất dương

Áp suất dương thường được cân nhắc cho:

• Phòng sạch.

• Văn phòng.

• Phòng điều khiển.

• Khu vực sản xuất sạch.

• Phòng điện.

• Không gian cần hạn chế bụi hoặc mùi xâm nhập.

Lưu lượng cấp phải lớn hơn lưu lượng hút và rò ra ngoài một lượng phù hợp.

Không gian nên duy trì áp suất âm

Áp suất âm thường được sử dụng tại:

• Toilet.

• Phòng rác.

• Bếp.

• Phòng hóa chất.

• Khu vực phát sinh mùi.

• Một số phòng kỹ thuật.

• Khu xử lý bụi và khí thải.

Lưu lượng hút lớn hơn lưu lượng cấp để không khí đi từ vùng sạch vào vùng ô nhiễm.

Hệ thống cân bằng

Trong hệ thống cân bằng, tổng lượng cấp và hút được tổ chức gần tương đương, giúp hạn chế áp suất quá dương hoặc quá âm.

Giải pháp này thường phù hợp với các tòa nhà sử dụng HRV hoặc ERV, nơi gió cấp và gió thải đi qua thiết bị thu hồi năng lượng.

Một hệ thống chỉ dùng quạt hút và dựa hoàn toàn vào không khí lọt qua khe có chi phí ban đầu thấp nhưng khó kiểm soát nguồn khí vào và dễ tạo áp suất âm. Hệ thống cấp hoặc cân bằng cho phép kiểm soát tốt hơn thời điểm và vị trí không khí ngoài trời đi vào.

Cách bố trí hệ thống cấp gió hiệu quả

Đưa gió sạch qua vùng làm việc

Trong nhà xưởng, cửa cấp nên bố trí để không khí sạch đi qua khu vực có người làm việc trước khi đến điểm hút.

Không nên đặt cửa cấp ngay cạnh quạt hút vì gió có thể đi theo đường ngắn, tạo hiện tượng cấp vào rồi hút ra ngay mà không thông gió cho toàn bộ không gian.

Phân phối đều lưu lượng

Với mặt bằng lớn, nên sử dụng nhiều miệng cấp hoặc chia hệ thống thành các vùng. Một cửa cấp tập trung có thể gây gió lùa tại khu vực gần cửa nhưng vẫn để lại vùng chết ở xa.

Kiểm soát vận tốc gió

Vận tốc quá cao có thể:

• Gây khó chịu.

• Thổi bụi.

• Làm xáo trộn quy trình.

• Tạo tiếng ồn.

• Tăng tổn thất áp suất.

Vận tốc quá thấp khiến không khí không đi đến được khu vực cần cấp.

Có khả năng điều chỉnh và đo kiểm

Hệ thống nên có:

• Van cân bằng.

• Điểm đo lưu lượng.

• Cảm biến áp suất.

• Biến tần khi tải thay đổi.

• Cửa thăm bộ lọc.

• Tín hiệu cảnh báo lọc bẩn.

Những lỗi thường gặp khi thiết kế cấp khí tươi

• Đồng nhất hoàn toàn khí tươi với gió bù.

• Tính lưu lượng chỉ theo số người nhưng bỏ qua quạt hút.

• Cấp gió bù thấp hơn nhiều so với lưu lượng thải.

• Chọn quạt theo lưu lượng cực đại.

• Không tính cột áp bộ lọc.

• Không tính tải lạnh và tải ẩm.

• Đặt cửa lấy gió gần cửa xả.

• Cấp gió ngay cạnh điểm hút.

• Dùng lam và lưới có tiết diện quá nhỏ.

• Không cân bằng các nhánh ống.

• Không đo lưu lượng sau thi công.

• Không bố trí cửa thăm để thay lọc.

• Để không khí lọt qua khe thay cho hệ thống gió bù có kiểm soát.

• Không xem xét chế độ các quạt hút hoạt động đồng thời.

Kiểm tra và nghiệm thu hệ thống

Sau khi lắp đặt, cần kiểm tra:

• Chiều quay của quạt.

• Lưu lượng tổng.

• Lưu lượng tại từng miệng cấp.

• Áp suất trước và sau quạt.

• Chênh áp qua bộ lọc.

• Dòng điện motor.

• Độ rung và tiếng ồn.

• Nhiệt độ, độ ẩm khí cấp.

• Chênh áp giữa các khu vực.

• Độ kín đường ống.

• Hoạt động của van và biến tần.

• Vị trí lấy gió có bị nhiễm khí thải hay không.

Nên ưu tiên quạt có dữ liệu hiệu suất được công bố rõ ràng và kiểm chứng theo phương pháp thử phù hợp. Chương trình chứng nhận của AMCA được xây dựng để xác nhận dữ liệu công bố về lưu lượng, áp suất và công suất của các thiết bị chuyển động không khí.

TECVINA – Tư vấn quạt cấp khí tươi và gió bù

Quạt cấp khí tươi không nên được lựa chọn như một thiết bị độc lập. Quạt phải được tính toán cùng hệ thống hút, đường ống, bộ lọc, điều hòa và yêu cầu áp suất của công trình.

TECVINA hỗ trợ khách hàng:

• Tiếp nhận bản vẽ và yêu cầu công trình.

• Xác định lưu lượng khí tươi.

• Tính toán lưu lượng gió bù.

• Kiểm tra cân bằng cấp – hút.

• Lựa chọn quạt hướng trục, ly tâm hoặc nối ống.

• Tính cột áp hệ thống.

• Tư vấn bộ lọc và lam lấy gió.

• Tư vấn vị trí cửa lấy khí.

• Đề xuất giải pháp giảm ồn và chống rung.

• Cung cấp đường đặc tính và tài liệu kỹ thuật.

• Hỗ trợ lựa chọn thiết bị theo từng dự án.

Một hệ thống cấp khí được thiết kế đúng sẽ giúp quạt hút đạt lưu lượng thực tế, hạn chế áp suất âm, kiểm soát hướng di chuyển của không khí và cải thiện điều kiện vận hành trong nhà xưởng, tòa nhà.

Liên hệ TECVINA để được tư vấn quạt cấp khí tươi, quạt cấp gió bù cho nhà xưởng, văn phòng, tầng hầm, nhà hàng và các công trình công nghiệp.

Hotline: 0962 042 646

Câu hỏi thường gặp

Khí tươi và gió bù có phải là một không?

Không hoàn toàn. Khí tươi phục vụ yêu cầu thông gió và chất lượng không khí; gió bù thay thế lượng không khí bị hút ra. Một hệ thống có thể thực hiện đồng thời cả hai nhiệm vụ.

Có thể dùng cửa mở tự nhiên để cấp gió bù không?

Có thể trong một số hệ thống đơn giản, nhưng khó kiểm soát lưu lượng, chất lượng khí vào và hướng dòng khí. Công trình có hệ thống hút lớn nên cân nhắc cấp gió cơ khí.

Lưu lượng gió bù có phải bằng đúng lưu lượng quạt hút?

Không phải lúc nào cũng bằng tuyệt đối. Giá trị cần xét đến khí tươi đã cấp, gió chuyển, độ kín và mức áp suất âm hoặc dương mong muốn.

Vì sao lắp quạt cấp nhưng nhà xưởng vẫn bị áp suất âm?

Quạt cấp có thể thiếu lưu lượng, không đủ cột áp, bộ lọc bị tắc, cửa lấy gió quá nhỏ hoặc tổng lưu lượng hút thực tế lớn hơn tính toán.

Có cần lọc không khí trước khi cấp vào nhà xưởng?

Điều này phụ thuộc chất lượng không khí ngoài trời, yêu cầu sản xuất và mức độ sạch của không gian. Ít nhất cần đánh giá bụi, côn trùng, nước mưa và nguồn khí thải xung quanh.

Quạt cấp khí tươi có làm tăng tải điều hòa không?

Có. Không khí ngoài trời nóng và ẩm làm tăng tải lạnh và tải ẩm. Hệ thống có lưu lượng khí tươi lớn nên xem xét xử lý nhiệt ẩm hoặc thu hồi năng lượng.

Nên dùng quạt hướng trục hay quạt ly tâm để cấp gió?

Quạt hướng trục phù hợp với lưu lượng lớn và trở lực thấp. Quạt ly tâm phù hợp hơn khi có đường ống dài, bộ lọc, coil hoặc nhiều phụ kiện tạo trở lực.