Giáo trình Hệ thống lạnh ô tô. Thiết kế hệ thống vận chuyển và phân phối

CHƯƠNG 6 
THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN 
VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ 
 Hệ thống phân phối và vận chuyển không khí bao gồm các phần như sau: 
 - Hệ thống đường ống gió 
 - Hệ thống các miệng thổi và hút 
 - Quạt gió. 
6.1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG KÊNH GIÓ 
Trong hệ thống điều hoà không khí hệ thống kênh gió có chức năng dẫn và phân gió tới các 
nơi khác nhau tuỳ theo yêu cầu. 
Nhiệm vụ của người thiết kế hệ thống kênh gió là phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau : 
 - Ít gây ồn . 
 - Tổn thất nhiệt nhỏ. 
 - Trở lực đường ống bé. 
 - Đường ống gọn, đẹp và không làm ảnh hưởng mỹ quan công trình. 
 - Chi phí đầu tư và vận hành thấp. 
 - Tiện lợi cho người sử dụng. 
 - Phân phối gió cho các hộ tiêu thụ đều. 
 6.1.1 Hệ thống kênh gió 
 6.1.1.1 Phân loại 
 Đường ống gió được chia làm nhiều loại dựa trên các cơ sở khác nhau : 
 * Theo chức năng : 
 Theo chức năng người ta chia hệ thống kênh gió ra làm các loại chủ yếu sau : 
 - Kênh cấp gió (Supply Air Duct - SAD) 
 - Kênh hồi gió (Return Air Duct - RAD) 
 - Kênh cấp gió tươi (Fresh Air Duct) 
 - Kênh thông gió (Ventilation Air Duct) 
 - Ống thải gió (Exhaust Air Duct) 
 * Theo tốc độ gió : 
Theo tốc độ người ta chia ra loại tốc độ cao và thấp, cụ thể như sau : 
 Bảng 6-1 
Hệ thống điều hòa dân dụng Hệ thống điều hòa công nghiệp Loại kênh gió 
Cấp gió Hồi gió Cấp gió Hồi gió 
- Tốc độ thấp < 12,7 m/s < 10,2 m/s < 12,7 m/s < 12,7 m/s 
- Tốc độ cao > 12,7 m/s - 12,7 - 25,4m/s 
 * Theo áp suất 
 Theo áp suất người ta chia ra làm 3 loại : Áp suất thấp, trung bình và cao như sau : 
 102
 - Áp suất thấp : 95 mmH2O 
 - Áp suất trung bình : 95 ÷ 172 mmH2O 
 - Áp suất cao : 172 ÷ 310 mmH2O 
 * Theo kết cấu và vị trí lắp đặt : 
 - Kênh gió treo 
 - Kênh gió ngầm 
6.1.1.2 Hệ thống kênh gió ngầm 
 - Kênh thường được xây dựng bằng gạch hoặc bê tông và đi ngầm dưới đất. Kênh gió 
ngầm thường kết hợp dẫn gió và lắp đặt các hệ thống đường nước, điện, điện thoại đi kèm 
nên gọn gàng và tiết kiệm chi phí nói chung. 
 - Kênh gió ngầm được sử dụng khi không gian lắp đặt không có hoặc việc lắp đặt các 
hệ thống kênh gió treo không thuận lợi, chi phí cao và tuần hoàn gió trong phòng không tốt. 
 - Kênh gió ngầm thường sử dụng làm kênh gió hồi, rất ít khi sử dụng làm kênh gió 
cấp do sợ ảnh hưởng chất lượng gió sau khi đã xử lý do ẩm mốc trong kênh, đặc biệt là kênh 
gió cũ đã hoạt động lâu ngày. Khi xây dựng cần phải xử lý chống thấm kênh gió thật tốt. 
 - Kênh thường có tiết diện chữ nhật và được xây dựng sẵn khi xây dựng công trình. 
 - Hệ thống kênh gió ngầm thường được sử dụng trong các nhà máy dệt, rạp chiếu 
bóng. Các kênh gió ngầm này có khả năng thu gom các sợi bông tạo điều kiện khử bụi trong 
xưởng tốt. Vì vậy trong các nhà máy dệt, nhà máy chế biến gỗ để thu gom bụi người ta 
thường hay sử dụng hệ thống kênh gió kiểu ngầm. 
6.1.1.3 Hệ thống ống kiểu treo. 
 Hệ thống kênh treo là hệ thống kênh được treo trên các giá đỡ đặt ở trên cao. Do đó 
yêu cầu đối với kênh gió treo là : 
 - Kết cấu gọn, nhẹ 
- Bền và chắc chắn 
 - Dẫn gió hiệu quả, thi công nhanh chóng. 
Vì vậy kênh gió treo được sử dụng rất phổ biến trên thực tế (hình 6.1). 
 1- Trần bê tông 
 5- Thanh sắt đỡ 
 2- Thanh treo 
 6- Bông thuỷ tinh cách nhiệt 
 3- Đoạn ren 
 7- Ống gió 
 4- Bu lông + đai ốc 8- 
Vít nỡ 
 103
Hình 6.1 : Hệ thống kênh gió treo 
* Vật liệu sử dụng : Tole tráng kẽm, inox, nhựa tổng hợp, foam định hình. 
 Trên thực tế sử dụng phổ biến nhất là tôn tráng kẽm có bề dày trong khoảng từ 0,5 ÷ 
1,2mm theo tiêu chuẩn qui định phụ thuộc vào kích thước đường ống. Trong một số trường 
hợp do môi trường có độ ăn mòn cao có thể sử dụng chất dẻo hay inox. Hiện nay người ta có 
sử dụng foam để làm đường ống : ưu điểm nhẹ , nhưng gia công và chế tạo khó, do đặc điểm 
kích thước không tiêu chuẩn của đường ống trên thực tế. 
Khi chế tạo và lắp đặt đường gió treo cần tuân thủ các qui định về chế tạo và lắp đặt. Hiện 
nay ở Việt nam vẫn chưa có các qui định cụ thể về thiết kế chế tạo đường ống. Tuy nhiên 
chúng ta có thể tham khảo các qui định đó ở các tài liệu nước ngoài như DW142, SMACNA. 
Bảng 6.2 trình bày một số qui cách về chế tạo và lắp đặt đường ống gió. 
Bảng 6.2 : Các qui định về gia công và lắp đặt ống gió 
Độ dày tôn, mm Cạnh lớn của ống 
gió, mm 
Thanh sắt 
treo, mm 
Thanh đỡ, 
mm Áp suất thấp, 
trung bình 
Áp suất cao 
Khẩu độ giá 
đỡ, mm 
400 
600 
800 
1000 
1250 
1600 
2000 
2500 
3000 
F6 
F8 
F8 
F8 
F10 
F10 
F10 
F12 
F12 
25x25x3 
25x25x3 
30x30x3 
30x30x3 
40x40x5 
40x40x5 
40x40x5 
40x40x5 
40x40x5 
0,6 
0,8 
0,8 
0,8 
1,0 
1,0 
1,0 
1,0 
1,2 
0,8 
0,8 
0,8 
0,8 
1,0 
1,0 
1,2 
1,2 
- 
3000 
3000 
3000 
2500 
2500 
2500 
2500 
2500 
2500 
* Hình dạng tiết diện : 
 Hình dáng kênh gió rất đa dạng : Chữ nhật, tròn, vuông, . .vv. Tuy nhiên, 
kênh gió có tiết diện hình chữ nhật được sử dụng phổ biến hơn cả vì nó phù hợp với kết cấu 
nhà, dễ treo đỡ, chế tạo, bọc cách nhiệt và đặc biệt các chi tiết cút, xuyệt, chạc 3, chạc 4 . .vv 
dễ chế tạo hơn các kiểu tiết diện khác. 
* Cách nhiệt: Để tránh tổn thất nhiệt, đường ống thường bọc một lớp cách nhiệt bằng bông 
thủy tinh, hay stirofor, bên ngoài bọc lớp giấy bạc chống cháy và phản xạ nhiệt. Để tránh 
chuột làm hỏng người ta có thể bọc thêm lớp lưới sắt mỏng. 
 - Khi đường ống đi ngoài trời người ta bọc thêm lớp tôn ngoài cùng để bảo vệ mưa 
nắng 
 - Đường ống đi trong không gian điều hòa có thể không cần bọc cách nhiệt. Tuy 
nhiên cần lưu ý khi hệ thống mới hoạt động, nhiệt độ trong phòng còn cao thì có khả năng 
đọng sương trên bề mặt ống. 
* Ghép nối ống: 
 - Để tiện cho việc lắp ráp, chế tạo, vận chuyển đường ống được gia công từng đoạn 
ngắn theo kích cỡ của các tấm tôn. Việc lắp ráp thực hiện bằng bích hoặc bằng các nẹp tôn. 
Bích có thể là nhôm đúc, sắt V hoặc bích tôn. 
* Treo đỡ: 
 - Việc treo đường ống tùy thuộc vào kết cấu công trình cụ thể : Treo tường, trần nhà, 
xà nhà . 
 - Khi nối kênh gió với thiết bị chuyển động như quạt, động cơ thì cần phải nối 
qua ống nối mềm để khử chấn động theo kênh gió. 
 - Khi kích thước ống lớn cần làm gân gia cường trên bề mặt ống gió. 
 - Đường ống sau khi gia công và lắp ráp xong cần làm kín bằng silicon. 
 104
6.1.2 Thiết kế hệ thống kênh gió 
6.1.2.1 Các cơ sở lý thuyết 
1) Quan hệ giữa lưu lượng và tốc độ gió ra miệng thổi. 
 Nhiệm vụ của người thiết kế hệ thống kênh gió là phải đảm bảo phân bố lưu lượng 
gió cho các miệng thổi đều nhau. Giả sử tất cả các miệng thổi có kích cỡ giống nhau, để lưu 
lượng gió ra các miệng thổi bằng nhau ta chỉ cần khống chế tốc độ gió trung bình ở các 
miệng thổi bằng nhau là được. 
Lưu lượng gió chuyển động qua các miệng thổi được xác định theo công thức: 
gx = fx.vx , m3/s (6-1) 
gx - Lưu lượng gió ra một miệng thổi, m3/s 
 fx - Tiết diện thoát gió của miệng thổi, m2. 
vx - Tốc độ trung bình của gió ra miệng thổi, m/s 
2) Quan hệ giữa cột áp tĩnh trên đường và vận tốc không khí ra các miệng 
thổi . 
 Tốc độ trung bình vx ở đầu ra miệng thổi được tính theo công thức : 
vx = gx/fx , m/s (6-2) 
 Thực ra do bị nén ép khi ra khỏi miệng thổi nên tiết diện bị giảm và nhỏ hơn tiết diện 
thoát gió thực. 
 Theo định luật Becnuli áp suất thừa của dòng không khí (còn gọi là áp suất tĩnh Ht) 
đã chuyển thành cột áp động của dòng không khí chuyển động ra miệng thổi : 
px - po = ρ.(β’.vx)2 /2 = Ht , Pa 
px, là áp suất tuyệt đối của dòng không khí trong ống dẫn trước miệng thổi, N/m2
po là áp suất không khí môi trường nơi gió thổi vào, N/m2
β’ Hệ số thu hẹp dòng phụ thuộc điều kiện thổi ra của dòng không khí 
Ht - Cột áp tĩnh tại tiết diện nơi đặt miệng thổi , N/m2
 Từ đó rút ra : 
sm
H
v tx /,
.2
'. ρβ=
(6-3) 
 Theo (6-1) và (6-3) có thể nhận thấy để đảm bảo phân bố gió cho các miệng thổi đều 
nhau người thiết kế phải đảm bảo áp suất tĩnh dọc theo đường ống không đổi là được. 
Vì vậy thay vì khảo sát tốc độ ra miệng thổi vx (hay gx vì tiết diện của các miệng thổi đều 
nhau) ta khảo sát phân bố cột áp tĩnh Ht dọc theo đường ống để xem xét với điều kiện nào 
phân bố cột áp tĩnh sẽ đồng đều trên toàn tuyến ống. 
3) Sự phân bố cột áp tĩnh dọc đường ống dẫn gió. 
 Xét một đường ống gió, tốc độ gió trung bình và cột áp tĩnh của dòng không khí tại 
tiết diện có miệng thổi đầu tiên là ω1 và H1 , của miệng thổi thứ 2 là ω2 và H2 ... và của 
miệng thổi thứ n là ωn và Hn (hình 6-2).
 Trở kháng thủy lực tổng của đường ống là Σ∆p 
Theo định luật Becnuli ta có : 
H1 + ρω21 /2 = Hn + ρω2n /2 + Σ∆p (6-4) 
 1
p ϖ
1 1
H
1 v1
p ϖnn
n
p ϖ22
2 
H
n vnH2 v
 105
2
Hình 6.2 : Phân bố cột áp tĩnh dọc theo kênh gió 
Hay: 
Hn = H1 + ρ(ω21 - ω2n)/2 - Σ∆p 
Từ đó suy ra : 
∆H = Hn - H1 = ρ(ω21 - ω2n)/2 - Σ∆p (6-5) 
Thành phần ρ(ω21 - ω2n)/2 gọi là độ giảm cột áp động. 
 Như vậy để duy trì cột áp tĩnh trên tuyến ống không đổi ∆H =0 ta phải thiết kế hệ 
thống kênh gió sao cho ρ(ω21 - ω2n)/2 - Σ∆p = 0 
 Ta có các trường hợp có thể xãy ra như sau: 
a) Trường hợp ρ(ω21 - ω2n)/2 = Σ∆p : Giảm cột áp động bằng tổng tổn thất trên tuyến ống. 
Như vậy cột áp động đã biến một phần để bù vào tổn thất trên tuyến ống. 
 Khi đó : H1 = Hn nghĩa là cột áp tĩnh không thay đổi dọc theo đường ống. Đây là 
trường hợp lý tưởng, tốc độ và lưu lượng ở các miệng thổi sẽ đều nhau. 
b) Trường hợp ρ(ω21 - ω2n)/2 > Σ∆p hay H1 < Hn 
 Giảm cột áp động lớn hơn tổng tổn thất áp lực trên tuyến ống. 
 Trong trường hợp này ta có Hn > H1 , phần cột áp động dư thừa góp phần làm tăng 
cột áp tĩnh cuối đường ống, lượng lượng gió các miệng thổi cuối lớn hơn, hay gió dồn vào 
cuối tuyến ống. 
Trường hợp này có thể xãy ra khi : 
 - Tốc độ đoạn đầu quá lớn, nên áp suất tĩnh trên trong ống rất nhỏ trong khi tốc độ 
đoạn cuối nhỏ. Trong một số trường hợp nếu tốc độ đi ngang qua tiết diện nơi lắp các miệng 
thổi ở đoạn đầu quá lớn thì các miệng thổi đầu có thể trở thành miệng hút lúc đó tạo nên hiện 
tượng hút kiểu EJectơ. Để khắc phục, cần giảm tốc độ đoạn đầu, tăng tốc độ đoạn cuối. Vì 
thế khi lưu lượng dọc theo kênh gió giảm thì phải giảm tiết diện tương ứng để duy trì tốc độ 
gió, tránh không nên để tốc độ giảm đột ngột . 
 - Đường ống ngắn, ít trở lực cục bộ nhưng có nhiều miệng thổi hoặc đoạn rẻ nhánh. 
Trường hợp này trở lực Σ∆p rất nhỏ, nhưng tốc độ giảm nhanh theo lưu lượng. Để khắc 
phục cần giảm nhanh tiết diện đoạn cuối nhằm khống chế tốc độ phù hợp. 
c) Trường hợp ρ(ω21 - ω2n)/2 Hn 
Giảm cột áp động nhỏ hơn tổng tổn thất áp lực trên tuyến ống. 
Trong trường hợp này gió tập trung vào đầu tuyến ống. 
Nguyên nhân gây ra có thể là: 
 - Tốc độ đoạn đầu nhỏ, áp suất tĩnh lớn nên lưu lượng gió của các miệng thổi đầu lớn 
và cuối tuyến ống lưu lượng không đáng kể. 
- Tổn thất đường ống quá lớn : Đường ống quá dài, có nhiều chổ khúc khuỷu. 
 - Tiết diện đường ống được giảm quá nhanh không tương ứng với mức độ giảm lưu 
lượng nên tốc độ dọc theo tuyến ống giảm ít, không giảm thậm chí còn tăng. Vì thế cột áp 
tĩnh đầu tuyến ống lớn hơn cuối tuyến ống. 
Vì vậy khi thiết kế đường ống cần phải chú ý : 
- Thiết kế giảm dần tiết diện đường ống dọc theo chiều thổi một cách hợp lý , tuỳ thuộc vào 
trở lực của đường ống. 
4) Sự phân bố cột áp tĩnh trên đường ống hút. 
 Xét một kênh hút, tốc độ trung bình và cột áp tĩnh của dòng không khí tại tiết diện có 
miệng hút đầu là ω1 và 
 106
ϖpϖp 1
H
1
1
v1 vH2
2 2
2
1 2
ϖp
H
n
n n
vn
n
H1 , của miệng hút thứ 2 là ω2 và H2 ... và của miệng hút thứ n là ωn và Hn .
 Trở kháng thủy lực tổng của đường ống là Σ∆p 
Hình 6.3 : Phân bố cột áp tĩnh dọc theo kênh hút 
Theo định luật Becnuli ta có : 
H1 + ρω21 /2 = Hn + ρω2n /2 + Σ∆p 
Hay: 
Hn = H1 + ρ(ω21 - ω2n)/2 - Σ∆p 
Hay : 
∆H = Hn - H1 = ρ(ω21 - ω2n)/2 - Σ∆p (6-6) 
 Để ∆H = 0 ta phải đảm bảo : ρ(ω21 - ω2n)/2 - Σ∆p = 0 
Hay nói cách khác tốc độ gió dọc theo chiều chuyển động của dòng không khí phải giảm 
dần và mức độ giảm phải tương ứng với mức tăng tổn thất Σ∆p. 
 Do lưu lượng dọc theo chiều chuyển động của gió trong kênh hút tăng dần và tốc độ 
gió cũng phải giảm dần , vì thế tiết diện kênh hút phải lớn dần. 
6.1.2.2 Một số vấn đề liên quan tới thiết kế đường ống gió 
1) Lựa chọn tốc độ không khí trên đường ống 
 Lựa chọn tốc độ gió có liên quan tới nhiều yếu tố. 
- Khi chọn tốc độ cao đường ống nhỏ, chi phí đầu tư và vận hành thấp, nhưng trở lực hệ 
thống lớn và độ ồn do khí động của dòng không khí chuyển động cao. 
- Ngược lại khi tốc độ bé, đường ống lớn chi phí đầu tư và vận hành lớn, khó khăn lắp đặt, 
nhưng trở lực bé. 
 Tốc độ hợp lý là một bài toán kinh tế, kỹ thuật phức tạp. Bảng 6.3 dưới đây trình bày 
tốc độ gió thích hợp dùng để tham khảo lựa chọn khi thiết kế. 
 107
 108
Bảng 6.3 : Tốc độ gió trên kênh gió, m/s 
Bình thường 
Ống cấp Ống nhánh 
Khu vực Độ ồn nhỏ 
Ống đi Ống về Ống đi Ống về 
- Nhà ở 3 5 4 3 3 
- Phòng ngủ 
- Phòng ngủ k.s và bệnh viện 
5 7,6 6,6 6 5 
- Phòng làm việc 
- Phòng giám đốc 
- Thư viện 
6 10,2 7,6 8,1 6 
- Nhà hát 
- Giảng đường 
4 6,6 5,6 5 4 
- Văn phòng chung 
- Nhà hàng, cửa hàng cao cấp 
- Ngân hàng 
7,6 10,2 7,6 8,1 6 
- Cửa hàng bình thường 
- Cafeteria 
9,1 10,2 7,6 8,1 6 
- Nhà máy, xí nghiệp, phân x 12,7 15,2 9,1 11,2 7,6 
2) Xác định đường kính tương đương của đường ống 
 Để vận chuyển không khí người ta sử dụng nhiều loại ống gió: Chữ nhật, vuông, ô 
van, tròn. Tuy nhiên để tính toán thiết kế đường ống gió thông thường người ta xây dựng các 
giãn đồ cho các ống dẫn tròn. Vì vậy cần qui đổi tiết diện các loại ra tiết diện tròn tương 
đương, sao cho tổn thất áp suất cho một đơn vị chiều dài đường ống là tương đương nhau, 
trong điều kiện lưu lượng gió không thay đổi. 
 Đường kính tương đương có thể xác định theo công thức hoặc tra bảng. Để thuận lợi 
cho việc tra cứu và lựa chọn , người ta đã lập bảng xác định đường kính tương đương của các 
đường ống dạng chữ nhật nêu ở bảng 6-4. 
 - Đường kính tương đương của tiết diện chữ nhật được xác định theo công thức sau : 
 a, b là cạnh chữ nhật, mm 
 Tuy tổn thất giống nhau nhưng tiết diện trên 2 ống không giống nhau 
S' = a x b > S = π x dtđ2 / 4 
 - Đường kính tương đương của ống ô van: 
 A - Tiết diện ống ô van : 
A = π x b2 / 4 + b(a-b) 
 a, b là cạnh dài và cạnh ngắn của ô van, mm 
 p Là chu vi mặt cắt : p = π.b + 2(a-b), mm 
mm
ba
badtd ,)(
).(.3,1 25,0
625,0
+= (6-7) 
25,0
625,0
.55,1
p
Adtd = (6-8) 
 109
Bảng 6-4 : Đường kính tương đương của ống chữ nhật 
a b, mm
mm 100 125 150 175 200 225 250 275 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 900
100 
125 
150 
175 
200 
225 
250 
275 
300 
350 
400 
450 
500 
550 
600 
650 
700 
750 
800 
900 
1000 
1100 
1200 
1300 
1400 
1500 
1600 
1700 
1800 
1900 
2000 
2100 
2200 
2300 
2400 
2500 
2600 
2700 
2800 
2900 
100 
122 
133 
143 
152 
151 
169 
176 
183 
195 
207 
217 
227 
236 
245 
253 
261 
268 
275 
289 
301 
313 
324 
334 
344 
353 
362 
371 
379 
387 
395 
402 
410 
417 
424 
430 
437 
443 
450 
456 
137 
150 
161 
172 
181 
190 
199 
207 
222 
235 
247 
258 
269 
279 
289 
298 
306 
314 
330 
344 
358 
370 
382 
394 
404 
415 
425 
 ... 15 
6,5 
13 
17 
7 
16 
19 
7,4 
35 
26 
9 
62 
30 
10,
7 
96 
34 
12 
137 
37 
12 
241 
43 
14 
3 
SP (Pa) 
NC (dB) 
T (m) 
 4 
- 
4,3 
5 
- 
5 
6 
8 
5,7 
7 
10 
6,5 
9 
12 
7,2 
11 
14 
7,8 
24 
21 
9,6 
42 
25 
11,
5 
65 
29 
12,
8 
93 
33 
14 
164 
39 
> 
14 
255 
43 
> 
14 
` 
4 
SP (Pa) 
NC (dB) 
T (m) 
 4 
- 
6 
5 
8 
6 
5,5 
9 
7 
6,5 
11 
7 
8 
21 
9 
17,
5 
26 
12 
31 
38 
> 
14 
51,
5 
46 
> 
14 
72 
51 
> 
14 
119 
60 
> 
14 
185 
68 
> 
14 
265 
76 
> 
14 
359 
84 
> 
14 
5 
SP (Pa) 
NC (dB) 
T (m) 
 2 
8 
6 
3 
10 
7 
5 
13 
8 
12 
23 
11 
20 
31 
14 
32 
37 
> 
14 
46 
41 
> 
14 
80 
54 
> 
14 
125 
60 
> 
14 
179 
65 
> 
14 
242 
66 
> 
14 
314 
68 
> 
14 
396 
70 
> 
14 
487 
76 
>14 
6 
SP (Pa) 
NC (dB) 
T (m) 
 6 
18 
5 
13 
21 
6,5 
20 
25 
8 
28 
34 
10 
40,
5 
41 
> 
14 
70 
48 
> 
14 
102 
57 
> 
14 
140 
62 
> 
14 
187 
67 
> 
14 
242 
70 
> 
14 
304 
73 
> 
14 
371 
75 
> 14 
SP (Stactic Pressure, Pa) - Áp suất tĩnh 
NC (dB) - Độ ồn 
T (m) - Quảng đường từ miệng thổi đến vị trí tốc độ tâm luồng đạt 0,25 m/s 
 147
Bảng 6-56: Thông số hoạt động miệng dài kiểu lá sách - ABL (Air Bar Linear Grille) - hãng HT Air Grilles (Singapore) 
Kích 
thước đầu 
vào (mm) 
Diện 
tích 
(m2) 
Lưu lượng 
(L/s) 
25 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
90 
100 
150 
200 
250 
300 
400 
500 
600 
700 
800 
900 
100
0 
300 x 150 
0,045 
SP (Pa) 
NC (dB) 
T (m) 
1 
- 
1 
1 
9 
1,2 
3 
11 
1,6 
3 
12 
1,9 
4 
12 
4 
5 
13 
4,8 
7 
14 
5,4 
9 
14 
6,5 
10 
15 
6,9 
20 
17 
7,8 
35 
22 
10,
8 
55 
26 
11,
6 
77 
36 
12,
6 
138 
50 
> 
16 
208 
60 
> 
16 
450 x 150 
0,0675 
SP (Pa) 
NC (dB) 
T (m) 
 1 
8 
1,1 
1 
9 
1,5 
2 
10 
3,8 
3 
11 
4,5 
4 
12 
5,1 
5 
13 
5,3 
6 
14 
6,1 
12 
15 
7,3 
19 
17 
8,4 
28 
22 
9,5 
41 
32 
11,
1 
72 
40 
> 
16 
118 
50 
> 
16 
160 
56 
> 
16 
190 
62 
> 
16 
600 x 150 
0,09 
SP (Pa) 
NC (dB) 
T (m) 
 1 
- 
2 
2 
- 
2,3 
3 
- 
2,6 
4 
- 
2,9 
5 
- 
3,2 
7 
10 
4,8 
10 
14 
6,4 
13 
17 
8 
19 
24 
9 
33 
33 
13 
50 
39 
15 
71 
44 
> 
16 
83 
51 
> 
16 
95 
58 
> 
16 
750 x 150 
0,1125 
SP (Pa) 
NC (dB) 
T (m) 
 1 
6 
2,4 
1 
8 
3 
2 
10 
3,6 
5 
11 
4,4 
7 
13 
5,5 
9 
15 
6,8 
11 
16 
7,4 
17 
23 
8,4 
24 
32 
12 
33 
39 
14 
53 
41 
16 
62 
46 
> 
16 
70 
54 
> 
16 
89 
58 
> 
16 
110 
60 
>16 
900 x 150 
0,135 
SP (Pa) 
NC (dB) 
T (m) 
 1 
15 
2 
1 
17 
3 
1 
17 
4 
2 
19 
5 
3 
22 
6,3 
6 
24 
7,1 
10 
25 
8 
18 
28 
11 
28 
34 
13 
40 
37 
15 
46 
43 
> 
16 
53 
45 
> 
16 
68 
48 
> 
16 
83 
50 
>16 
1050x150 
0,1575 
SP (Pa) 
NC (dB) 
T (m) 
 1 
15 
2,3 
1 
17 
2,7 
3 
20 
4,1 
5 
23 
4,4 
7 
24 
4,9 
11 
26 
6 
17 
31 
6,8 
24 
36 
8,5 
40 
40 
9 
50 
43 
10 
60 
46 
11 
78 
49 
11,5 
1200x150 
0,18 
SP (Pa) 
NC (dB) 
T (m) 
 3 
10 
2 
4 
13 
2,6 
5 
16 
3,3 
6 
19 
3,9 
8 
25 
5,2 
13 
31 
6,5 
18 
35 
7,6 
24 
39 
8,2 
27 
45 
9,4 
30 
51 
11 
33 
56 
12,2 
B
148
ảng 6-57: Thông số hoạt động miệng hút lá sách - AFL (Air fixed Louvres) - hãng HT Air Grilles (Singapore) 
Kích 
thước 
đầu vào 
(mm) 
Diện 
tích 
(m2) 
Lưu 
lượng 
(L/s) 
20 
25 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
90 
100 
150 
200 
250 
300 
400 
500 
600 
700 
800 
900 
100
0 
150
0 
180
0 
150x150 0,022
5 
SP (Pa) 
NC (dB) 
4 
- 
7 
- 
11 
- 
20 
11 
31 
14 
46 
18 
62 
21 
82 
24 
104 
26 
128 
29 
278 
34 
480 
40 
200x200 0,04 SP (Pa) 
NC (dB) 
1 
- 
1 
- 
2 
- 
4 
- 
8 
- 
13 
9 
20 
11 
27 
14 
35 
17 
43 
19 
94 
26 
162 
31 
175 
37 
336 
39 
250x250 0,062
5 
SP (Pa) 
NC (dB) 
 1 
- 
2 
- 
3 
- 
4 
- 
8 
8 
11 
9 
14 
10 
18 
11 
41 
32 
70 
39 
106 
40 
150 
50 
252 
57 
390 
64 
300x300 0,09 SP (Pa) 
NC (dB) 
 5 
- 
6 
- 
7 
- 
8 
- 
9 
8 
10 
9 
20 
22 
36 
31 
54 
36 
77 
42 
123 
50 
153 
62 
183 
74 
213 
86 
243 
98 
273 
110 
306 
120 
400x250 0,1 SP (Pa) 
NC (dB) 
 1 
- 
1 
- 
2 
- 
3 
- 
4 
- 
7 
8 
12 
12 
20 
21 
33 
25 
47 
30 
80 
38 
123 
41 
180 
47 
240 
50 
313 
53 
391 
55 
479 
56 
400x400 0,16 SP (Pa) 
NC (dB) 
 1 
- 
1 
- 
2 
- 
2 
- 
4 
- 
5 
9 
10 
11 
12 
13 
17 
17 
25 
22 
45 
27 
63 
31 
86 
34 
112 
38 
138 
42 
173 
43 
380 
53 
600x300 0,18 SP (Pa) 
NC (dB) 
 1 
- 
1 
- 
1 
- 
1 
8 
2 
15 
5 
22 
10 
23 
14 
26 
23 
32 
35 
38 
50 
41 
68 
47 
86 
49 
110 
53 
132 
57 
289 
66 
416 
72 
1200x25
0 
0,3 SP (Pa) 
NC (dB) 
 1 
- 
1 
- 
1 
10 
2 
13 
4 
16 
8 
20 
11 
21 
18 
25 
24 
29 
31 
32 
42 
36 
48 
37 
60 
41 
132 
52 
188 
59 
600x600 0,36 SP (Pa) 
NC (dB) 
 1 
14 
2 
19 
3 
24 
4 
36 
7 
43 
11 
51 
15 
57 
20 
62 
23 
71 
26 
80 
29 
88 
43 
132 
52 
159 
750x750 0,562
5 
SP (Pa) 
NC (dB) 
 1 
11 
1 
14 
2 
16 
2 
20 
4 
21 
5 
22 
7 
23 
9 
24 
12 
25 
15 
26 
35 
36 
51 
44 
1200x60
0 
0,72 SP (Pa) 
NC (dB) 
 1 
12 
2 
14 
3 
27 
5 
35 
8 
41 
9 
44 
11 
47 
13 
53 
14 
59 
21 
88 
24 
106 
6.3 TÍNH CHỌN QUẠT GIÓ 
6.3.1 Khái niệm và phân loại quạt 
 Quạt là thiết bị dùng để vận chuyển và phân phối không khí là thiết bị không thể 
thiếu được trong hệ thống điều hòa không khí và đời sống. Có 2 loại quạt : Loại được lắp đặt 
trong các máy điều hoà hoặc quạt được sử dụng thông gió. 
 Mỗi quạt đều được đặc trưng bởi 2 thống số cơ bản sau: 
Lưu lượng gió, V, m3/s, m3/hr 
Cột áp Hq , Pa hoặc mmH2O 
* Phân loại 
 - Theo đặc tính khí động 
 + Hướng trục : Không khí vào và ra đi dọc theo trục. Gọn nhẹ có tể cho lưu 
lượng lớn với áp suất bé. Thường dùng trong hệ thống không có ông gió hoặc ống ngắn 
 + Ly tâm : Đi vào theo hướng trục quay đi ra vuông góc trục quay, cột áp tạo 
ra do ly tâm. Vì vậy cần có ống dẫn gió mới tạo áp suất lớn. Nó có thể tạo nên luồng gió có 
áp suất lớn. Trong một số máy ĐHKK dạng Package thường sử dụng quạt ly tâm. 
 - Theo cột áp: 
 + Quạt hạ áp : Hq < 1000 Pa 
 + Quạt trung áp : 1000 pa < Hq < 300 Pa 
 + Quạt cao áp Hq > 3000 Pa 
- Theo công dụng 
 + Quạt gió 
 + Quạt khói 
 + Quạt bụi 
 + Quạt thông hơi 
6.3.2 Các loại quạt gió 
 6.3.2.1 Quạt ly tâm 
 Quạt ly tâm được chia ra làm các loại sau (hình 6-26): 
 - Quạt ly tâm cánh cong về phía trước (forward Curve - FC) 
 - Quạt ly tâm cánh nghiêng về phía sau (Backward Inclined - BI) 
 - Quạt ly tâm cánh hướng kính (Radial Blade - RB) 
- Quạt ly tâm dạng ống (Tubular Centrifugal - TC) 
 149
(1) (2)
(3) (4)
Hình 
6-26 : Các loại quạt ly tâm 
 Nguyên tắc hoạt động của hầu hết các quạt ly tâm như sau : Không khí được guồng 
cánh quay hút vào bên trong và ép lên thành vỏ quạt. Vỏ quạt có cấu tạo đặc biệt để biến áp 
suất động thành áp suất tĩnh lớn ở đầu ra, đồng thời đổi hướng chuyển động của luồng gió. 
Môtơ dẫn động thường được gắn trực tiếp lên trục quạt hoặc dẫn động bằng đai. 
 Dưới đây là đặc điểm của một số quạt ly tâm thường gặp. 
1. Quạt ly tâm cánh cong về phía trước (FC) 
 Quạt ly tâm cánh hướng về phía trước được sử dụng trong các trường hợp cần lưu 
lượng lớn nhưng áp suất tĩnh thấp. Số lượng cánh của quạt thường nằm từ 24 đến 64 cánh. 
Khoảng làm việc có hiệu qủa cao (hiệu suất cao) của quạt nằm trong khoảng 30% đến 80% 
lưu lượng định mức. Hiệu suất có thể đạt tới 70%. Quạt ly tâm có cánh cong về phía trước có 
các ưu điểm : 
 - Đơn giản nên giá thành rẻ 
 - Tốc độ quay thấp. 
 - Phạm vi hoạt động rộng. 
Tuy nhiên , quạt FC cũng có nhược điểm là khi cột áp tĩnh thấp có khả năng động cơ bị quá 
tải, kết cấu cánh không vững chắc. 
 2. Quạt ly tâm cánh nghiêng về phía sau (BI) 
 Quạt ly tâm cánh hướng sau có 2 dạng cánh đơn và cánh dạng khí động (cánh 2 lớp). 
Đặc điểm của quạt BI là tốc độ quay lớn, áp suất tạo ra lớn. Do đặc điểm cấu tạo nên hiệu 
suất quạt BI khá lớn, có thể đạt 80%. Khả năng quá tải của động cơ ít xãy ra do đường đặc 
tính của công suất đạt cực đại ở gần ngoài vùng làm việc. Khoảng làm việc hiệu quả từ 45% 
đến 85% lưu lượng định mức. 
 3. Quạt ly tâm cánh hướng kính (RB) 
 Quạt RB ít được sử dụng trong kỹ thuật do đường kính rôto lớn. Đặc điểm của quạt 
RB là khả năng tạo áp suất tĩnh lớn , chính vì vậy nó thường được sử dụng để vận chuyển 
vật liệu dạng hạt. Đường đặc tính công suất N gần như tỷ lệ với lưu lượng, vì thế loại này có 
thể kiểm soát lưu lượng thông qua kiểm soát năng lượng cung cấp môtơ. Nhược điểm của 
quạt RB là giá thành cao và hiệu suất không cao. Hiệu suất cực đại có thể đạt 68%. 
 150
4. Quạt ly tâm dạng ống (TC) 
 Quạt ly tâm thổi thẳng (dạng ống) : (Tubular centrifugal fan, in-line centrinfugal fan) 
 Quạt TC gồm một vỏ hình trụ, guồng cánh, cánh, miệng hút và ống côn. Dòng khí đi 
vào quạt theo trục, qua quạt đổi hướng 90o và bị ép vào vỏ trụ tạo nên áp suất, sau đó lại đổi 
hướng song song với trục. Quạt TC thoạt trông giống quạt hướng trục nhưng nguyên lý khí 
đông khác hẳn. Hiệu suất thấp và độ ồn cao, nhưng không thay đổi dòng nên được sử dụng 
thay cho quạt hướng trục khi cần áp suất cao. 
6.3.2.2 Quạt hướng trục : 
Có 3 loại chủ yếu : 
 - Quạt dọc trục kiểu chong chóng 
 - Dạng ống 
 - Có cánh hướng 
Hình 6-27 : Các loại quạt hướng trục 
Đối với quạt hướng trục cácác đặc tính của nó phụ thuộc rất lớn vào tỷ số đường kính chân 
cánh và đỉnh cánh Rh = Do/D1
1. Quạt hướng trục dạng chong chóng : 
Sử dụng tương đối rộng rãi, có 3 đến 6 cánh , tỷ số Rh nhỏ hơn 0,15 nên cột áp bé trong khi 
lưu lượng lớn. Loại quạt ly tâm kiẻu chong chóng thường thêm vành cánh hay vành đĩa phía 
trước. 
2. Quạt hướng trục dạng ống 
 Loại dạng ống thường có 6 đến 9 cánh, đặt trong vỏ trụ, hai đầu uốn cong dạng khí 
động. Tỉ số Rh không quá 0,3. Quạt có lưu lượng và cột áp lớn so với kiểu chong chóng 
3. Quạt có cánh hướng 
Quạt có cánh hướng cũng có vỏ trụ tương tự quạt dạng ống. Để triệt tiêu dòng xoáy và nắn 
thẳng dòng phía sau guồng cánh còn có thêm các cánh hướng . Các cánh hướng còn có tác 
dụng biến một phần áp suất động thành áp suất tĩnh. 
Quạt có cánh hướng thường có tỉ số Rh > 0,3 , nên có khả năng tạo ra áp suất cao và lưu 
lượng lớn. Số lượng cánh thường nhiều từ 8 đến 16 cánh. 
 151
6.3.3 Đặc tính quạt và điểm làm việc của quạt trong mạng 
đường ống. 
* Đồ thị đặc tính: 
 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa cột áp H và lưu lượng V ứng với số vòng quay n của 
guồng cánh của quạt gọi là đồ thị đặc tính của quạt. 
 Trên đồ thị đặc tính người ta còn biểu thị các đường tham số khác như đường hiệu 
suất quạt ηq, đường công suất quạt Nq.
* Đặc tính mạng đường ống: 
 Mỗi một quạt ở một tốc độ quay nào đó đều có thể tạo ra các cột áp Hq và lưu lượng 
V khác nhau ứng với tổng trở lực ∆p dòng khí đi qua 
 Quan hệ ∆p - V gọi là đặc tính mạng đường ống. 
 Trên đồ thị đặc tính điểm A được xác định bởi tốc độ làm việc của quạt và tổng trở 
lực mạng đường ống gọi là điểm làm việc của quạt. Như vậy ở một tốc độ quay quạt có thể 
có nhiều chế độ làm việc khác nhau tùy thuộc đặc tính mạng đường ồng. Do đó hiệu suất 
của quạt sẽ khác nhau và công suất kéo đòi hỏi khác nhau. 
 Nhiệm vụ của người thiết kế hệ thống đường ống là phải làm sao với một lưu lượng 
V cho trước phải thiết kế đường ống sao cho đạt hiệu suất cao nhất hoặc chí ít càng gần ηmax 
càng tốt. 
Hình 6-28 : Đồ thị đặc tính của quạt 
6.3.4 Lựa chọn và tính toán quạt gió. 
 Muốn chọn quạt và định điểm làm việc của quạt cần phải tiến hành xác định các đại 
lượng: 
 - Lưu lượng cần thiết Vq
 - Cột áp cần thiết Hq
 Các đại lượng Vq và Hq được xác định thông qua lưu lượng tính toán Vtt và cột áp 
tính toán Htt. Sau đó cần lưu ý một số yếu tố như : độ ồn cho phép, độ rung nơi đặt máy, 
nhiệt độ chất khí, khả năng gây ăn mòn kim loại, nồng độ bụi trong khí 
 1) Lưu lượng tính toán Vtt 
Lưu lượng tính toán Vtt được xác định tuỳ thuộc vào chức năng của quạt. 
 Đối với hệ thống điều hoà không khí, quạt dàn lạnh, dàn ngưng được lắp đặt kèm 
theo máy. Ta có thể xác định điểm làm việc dựa vào đường đặc tính của quạt 
 152
 153
- Quạt dàn lạnh : Lưu lượng tính toán của quạt dàn lạnh chính là lưu lượng gió cần thiết Lv 
của thiết bị xử lý không khí đã xác định trong chương 4 
Qo - Công suất lạnh của dàn lạnh, W 
IC, IO - Entanpi của không khí vào ra dàn lạnh, J/kg 
ρ - Khối lượng riêng của không khí : ρ = 1,2 kg/m3
 - Quạt dàn ngưng : Khi qua dàn ngưng chỉ có trao đổi nhiệt không có sự trao đổi ẩm 
nên lưu lượng không khí được xác định theo công thức 
trong đó : 
 Qk - Công suất giải nhiệt của dàn ngưng 
 2) Cột áp tính tóan chính là Htt = Σ∆p 
 3) Lưu lượng cần thiết của quạt chọn như sau : 
 - Với môi trường sạch : Vq = Vtt
 - Với quạt hút hay tải liệu : Vq = 1,1 Vtt
 4) Cột áp cần tiết của quạt Hq chọn theo áp suất khí quyển và và 
nhiệt độ chất khí 
 ρk , ρkk khối lượng riêng của chất khí và không khí tính ở 0oC và Bo = 760mmHg 
 - Nếu quạt tải bụi hoặc các vật rắn khác (bông, vải, sợi . . ) thì chọn 
Hq = 1,1 .(1 + K.N).Htt 
(6-34) 
 K là hệ số tùy thuộc vào tính chất của bụi 
 N - Nồng độ khối lượng của hổn hợp được vận chuyển 
 5) Căn cứ vào Vq và Hq tiến hành chọn quạt thích hợp sao cho đường 
đặc tính H-V có hiệu suất cao nhất (gần ηmax). 
 6) Định điểm làm việc của quạt và xác định số vòng quay n và hiệu 
suất của nó. Từ đó tính được công suất động cơ kéo quạt. 
 Khi chọn quạt cần định tốc độ tiếp tuyến cho phép nằm trong khoảng u < 40 ÷ 45 m/s 
để tránh gây ồn quá mức. Riêng quạt có kích thước lớn hơn Do > 1000mm cho phép chọn u < 
60m/s 
(6-31) 
(6-32) 
(6-33) 
(6-35) 
)'.(. kkp
k
tt"C
Q
V −= ρ
kgm
II
Q
V
OC
o /3;
).( −= ρ
(kg/s)saûch khê khäng læåüng Khäúi
(kg/s) cháút taíi váût læåüng Khäúi=N
KK
K
ttq B
tHH ρ
ρ
.760.
293
273. +=
 7) Công suất yêu cầu trên trục 
Nq = Vq.Hq.10-3/ηq , kW 
 (6-36) 
Trong đó Vq m3/s và Hq , Pa 
 Với quạt hút bụi hoặc quạt tải: 
Nq = 1,2.Vq.Hq.10-3/ηq , kW (6-37) 
 8) Công suất đặt của động cơ: 
Nđc = Nq .Kdt/ ηtđ
 ηtđ - Hiệu suất truyền động 
 + Trực tiếp ηtđ = 1 
 + Khớp mềm : ηtđ = 0,98 
 + Đai : ηtđ = 0,95 
 Kdt - Hệ số dự trữ phụ thuộc công suất yêu cầu trên trục quạt. 
 Bảng 6-58 
Nq , kW Quạt ly tâm Quạt dọc trục 
< 0,5 
0,51 - 1,0 
1,1 - 2,0 
2,1 - 5,0 
> 5 
1,5 
1,3 
1,2 
1,15 
1,10 
1,20 
1,15 
1,10 
1,05 
1,05 
 Khi chọn quạt phải lưu ý độ ồn. Độ ồn của quạt thường được các nhà chế tạo đưa ra 
trong các catalogue. Nếu không có catalogue ta có thể kiểm tốc độ dài trên đỉnh quạt. Tốc độ 
đó không được quá lớn 
ω = π.D1.n < 40 ÷ 45 m/s 
* * * 
 154