💨 Máy tính lưu lượng gió ống gió

Lưu lượng gió (CMH)

—

Tiết diện —

Thông tin tính toán ống gió

Lưu lượng gió (CMH) = Tiết diện (㎡) × Vận tốc (m/s) × 3600.

HƯỚNG DẪN

Tìm hiểu thêm

Mối quan hệ giữa vận tốc gió và lưu lượng

Trong hệ thống ống gió, vận tốc gió và lưu lượng là hai thông số thiết kế cơ bản nhưng cực kỳ quan trọng. Lưu lượng (Q) được tính theo Q = V × A, trong đó Q là lưu lượng (㎥/h hoặc CMH), V là vận tốc gió (m/s), và A là diện tích tiết diện ống gió (㎡). Để đổi sang CMH, nhân ㎥/s với 3,600. Ống gió 200mm với vận tốc 5m/s cho A = π × (0.1)² = 0.0314㎡ và Q = 0.0314 × 5 × 3,600 = 565 CMH. Ở 300mm, diện tích tăng lên 0.0707㎡ cho 1,271 CMH tại cùng vận tốc. Với văn phòng 20 người, mỗi người cần 30 CMH, tổng cộng là 600 CMH; với ống gió 250mm (0.049㎡), vận tốc cần thiết là 3.4m/s, nằm trong dải khuyến nghị 2~8m/s.

Đơn vị CMH (Mét khối mỗi giờ)

CMH là viết tắt của Cubic Meter per Hour, đơn vị lưu lượng gió được dùng rộng rãi nhất trong thông gió. Văn phòng 100㎡ với trần cao 2.5m có thể tích 250㎥; mục tiêu 1 lần trao đổi không khí mỗi giờ cần 250 CMH. Bắc Mỹ dùng CFM, trong đó 1 CMH = 0.588 CFM và 1 CFM = 1.699 CMH. Công trình nhà ở thường cần 0.5~1.0 lần trao đổi không khí mỗi giờ, văn phòng 1.5~2.5, và phòng họp 4~6. Theo đầu người, thông gió thường là 20~30 CMH, phòng họp 30~50 CMH, và bãi đỗ xe ngầm 6~10 CMH trên mỗi mét vuông diện tích sàn.

Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống thông gió

Thiết kế thông gió hiệu quả cân bằng giữa chất lượng không khí trong nhà và hiệu suất năng lượng. Nồng độ carbon dioxide nên dưới 1,000ppm, PM10 dưới 100㎍/㎥, và PM2.5 dưới 50㎍/㎥. Có thể xác định kích thước thông gió theo số người (Q = N × q) hoặc theo số lần trao đổi không khí (Q = V × n). Một hội trường 50 người cần 40 CMH mỗi người sẽ yêu cầu 2,000 CMH; một văn phòng 500㎥ với 2 lần trao đổi mỗi giờ cần 1,000 CMH. Không gian có khu vực nấu nướng cần mức thông gió cao hơn 10~20 lần, và nên cân nhắc thông gió thu hồi nhiệt vào mùa hè.

Phương pháp chọn kích thước ống gió

Chọn đúng kích thước ống gió ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, tiếng ồn và chi phí lắp đặt. Diện tích ống tròn là A = π × (D/2)², và diện tích cần thiết là A = Q ÷ (V × 3,600). Để cấp 1,500 CMH ở 6m/s cần A = 0.069㎡, tương đương khoảng đường kính 297mm, nên chọn kích thước tiêu chuẩn 300mm. Tổn thất ma sát tỉ lệ với chiều dài và bình phương vận tốc, với 0.1~0.2 mmAq trên mỗi mét là phù hợp cho ống thẳng. Mỗi cút 90 độ gây tổn thất áp suất tương đương 3~5m ống thẳng. Đường kính lớn hơn giúp giảm tổn thất áp suất và chi phí vận hành.

Vấn đề tiếng ồn do vận tốc gió

Tiếng ồn từ ống gió ảnh hưởng trực tiếp đến sự thoải mái của người dùng, trong đó vận tốc là yếu tố chính. Ống chính thường dùng 6~10m/s, ống nhánh 4~8m/s, và khu vực cửa gió 2~5m/s; thư viện và phòng thu thậm chí giới hạn ống chính ở 4~6m/s. Trên 8m/s, tiếng ồn tăng mạnh. Tiếng ồn nhiễu loạn tỉ lệ với lũy thừa bậc sáu của vận tốc, nên tăng gấp đôi vận tốc sẽ làm tăng khoảng 18dB. Tăng đường kính thêm 20% giúp giảm vận tốc khoảng 30% và giảm tiếng ồn 5~8dB. Bộ tiêu âm có thể giảm 20~30dB tiếng ồn băng rộng.

Tối ưu hiệu suất hệ thống HVAC

Tối ưu hiệu suất HVAC giúp giảm chi phí năng lượng mà vẫn giữ được sự thoải mái. Công suất quạt tỉ lệ với lập phương của lưu lượng, nên giảm lưu lượng 20% sẽ tiết kiệm khoảng 49% năng lượng. Hệ thống VAV điều chỉnh lưu lượng theo tải để tiết kiệm 30~50% mỗi năm, và quạt điều khiển bằng biến tần tiết kiệm 20~40% điện năng. Nên thay bộ lọc mỗi 3~6 tháng; tắc nghẽn trên 30% làm tải quạt tăng 15~25%. Vệ sinh ống gió mỗi 2~3 năm, và bịt kín rò rỉ tại mối nối có thể khôi phục 10~20% lưu lượng bị mất.

Câu hỏi thường gặp

Lưu lượng gió (CMH) được tính từ đường kính ống và vận tốc như thế nào?

Lưu lượng gió (CMH) = Diện tích tiết diện (㎡) × Vận tốc (m/s) × 3600. Với ống tròn, diện tích là π × (đường kính/2)².

Nếu tôi biết lưu lượng cần thiết, làm thế nào để chọn đường kính ống gió?

Tính diện tích cần thiết theo A = lưu lượng ÷ (vận tốc × 3600), tìm đường kính cho diện tích đó, rồi làm tròn lên kích thước tiêu chuẩn gần nhất (ví dụ 250mm, 300mm).

Điều gì xảy ra nếu vận tốc gió đặt quá cao?

Tiếng ồn tăng mạnh khi vượt quá 8m/s. Tiếng ồn nhiễu loạn tỉ lệ với lũy thừa bậc sáu của vận tốc, nên tăng gấp đôi vận tốc sẽ làm tăng khoảng 18dB.

Làm thế nào để giảm tiếng ồn mà vẫn giữ nguyên lưu lượng gió?

Tăng đường kính ống gió sẽ làm giảm vận tốc ở cùng lưu lượng. Đường kính lớn hơn 20% giúp giảm vận tốc khoảng 30% và giảm tiếng ồn 5-8dB.

Làm thế nào để xác định kích thước thông gió cần cho văn phòng hoặc phòng họp?

Tính theo số người (Q = số người × CMH cần cho mỗi người) hoặc theo số lần trao đổi không khí (Q = thể tích phòng × số lần trao đổi mỗi giờ). Ví dụ, 20 người cần 30 CMH mỗi người thì tổng cộng cần 600 CMH.