Quạt Chắn Gió
Rất nhiều năng lượng bị thất thoát qua các khoang thông, cửa đi và lối ra để hở. Không khí đã được sưởi ấm, làm lạnh hay làm mát thoát mất qua khung cửa. Kết quả là chi phí sưởi ấm hoặc điều hòa lạnh luôn ở mức cao
CẨM NANG NĂNG LƯỢNG VÀ SƯỞI NÓNG
Quạt Chắn Gió
Tiện nghi và tiết kiệm năng lượng
Rất nhiều năng lượng bị thất thoát qua các khoang thông, cửa đi và lối ra vào để hở. Không
khí đã được sưởi ấm, làm lạnh hay làm mát thoát mất qua khung cửa. Kết quả là chi phí sưởi
ấm hoặc điều hòa lạnh luôn ở mức cao.
Khí lạnh lùa qua khoang trống ngược lại làm nẩy sinh bao vấn đề. Cửa để mở thường xuyên
mà lại được cách ly kém sẽ tạo điều kiện cho gió và khí lạnh lùa vào. Đây là một vấn đề lớn
thường xảy ra trong môi trường làm việc, ngay cả với các khoảng hở nhỏ, thí dụ như ô cửa
phục vụ bên trong các kiốt bán hàng.
Một cửa đi hay cửa kho để mở cũng làm phát sinh nhiều rắc rối khác, thí dụ như khí thải và
côn trùng thâm nhập vào trong.
Tình trạng phổ biến là việc đóng mở cửa ra vào thường xuyên đến mức khiến rất nhiều năng
lượng bị thất thoát và làm môi trường làm việc trở nên kém thoải mái.
Muốn xử lý các vấn đề nêu trên chỉ cần giải pháp đơn giản là lắp đặt quạt chắn gió. Nói cách
khác, là thổi một luồng gió mạnh nhằm tạo ra một bức màn chắn giữa những không gian có
nhiệt độ khác nhau. Một lớp cửa vô hình được dựng lên để ngăn không khí bên trong thoát ra
đồng thời không cho không khí bên ngoài lùa ngược vào. Như thế sẽ làm giảm tiêu hao năng
lượng đồng thời cải thiện môi trường làm việc một cách đáng kể.
Thermozone là tên dòng sản
phẩm quạt chắn gió của Frico
Dóng Thermozone bao gồm tất cả
các loại quạt phù hợp cho từng
yêu cầu một và cho từng loại cửa.
Thermozone được thiết kế nhằm
gia tăng sự tiện nghi mà vẫn tiết
kiệm năng lượng.
Tiếp theo dưới đây, công ty Frico hy vọng có thể hiêugiải thích quạt chắn gió là gì, cách thức
hoạt động và phân tích loại nào thích hợp cho từng môi trường và từng điều kiện. Có thể
tham khảo thêm thông tin chi tiết trong các đề mục các quạt chắn gió liệt kê trong ca-ta-lô và
trên website www.frico.se.
TẠI SAO GIÓ LÙA LẠI XUẤT HIỆN QUA KHUNG CỬA MỞ ?
Bao nhiêu không khí thoát qua một khung cửa mở phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất không
khí giữa bên trong và bên ngoài.
Có 3 yếu tố tạo ra dòng khí lưu qua khoang trống:
Công ty TNHH Thương mại & Dịch vụ Kỹ thuật HƯNG TRÍ. Trang 1/6
Bản quyền của Frico AB, Box 102, SE-43322 Partille, Sweden • www.frico .se
CẨM NANG NĂNG LƯỢNG VÀ SƯỞI NÓNG
• Chênh lệch áp suất bên ngoài/bên trong
• Chênh lệch nhiệt độ ngoài trời/trong nhà
• Tốc độ gió tại khoang trống
Nói một cách đơn giản, một dòng khí lưu sẽ xuất hiện ngang qua khung cửa nếu điều kiện
môi trường ở hai bên cửa khác nhau. Không khí dịch chuyển qua khung cửa mở nhằm đưa áp
suất và nhiệt độ trở lại thế cân bằng. Trong căn phòng đang được hâm nóng, hơi ấm sẽ thoát
ra ngoài và được thay thế bằng không khí lạnh. Gió thổi về phía khoang trống cũng ảnh
hưởng đến dòng khí lưu.
Áp suất bên trong/bên ngoài
Chênh lệch khí áp giữa tòa nhà và khu vực lân cận có thể được triệt tiêu bằng cách thông gió
đối lưu với dòng khí phát sinh từ độ chênh lệch này.
Dòng khí lưu phát sinh do chênh lệch nhiệt độ
Hơi ấm bên trong loảng và nhẹ hơn không khí lạnh bên ngoài,
qua đó hình thành một độ chênh lệch tại khoang trống. Khí
lạnh bên ngoài luồn vào trong từ phía dưới khoang trống và
đẩy hơi nóng ra ngoài từ phía trên. Hiện tượng này được gọi
là “hơi thở” của khoang trống.
Lưu lượng dòng khí thay đổi theo độ biến thiên chênh lệch
nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài. Hiện tượng chuyển dịch
không khí do đó phát sinh từ quá trình trao đổi do chênh lệch
nhiệt. Dùng các trị số kiểm tra nhiệt độ bên trong cũng như
bên ngoài tòa nhà, có thể tính ra tỷ trọng của các khối không
khí và, từ đó, suy ra cả chênh lệch áp suất và dòng khí lưu qua khoang trống. Dòng khí. QT,
có thể được tính theo công thức sau:
Trong đó: W = Chiều ngang cửa (m)
H = Chiều cao cửa (m)
µ0 = Hệ số tốc độ gió (0.8 – 1.0)
g = Hệ sống trọng lực (9.81 m/s²)
∆ρ = Chênh lệch về tỷ trọng giữa các khối không khí
ρm = Tỷ trọng bình quân của các khối không khí
Dòng khí lưu phát sinh do ứng suất của gió
Khi gió thổi qua khung cửa mở, không khí lùa vào theo. Luồng khí đó được phân bổ đồng
đều trên khắp mặt dựng khoang trống. Khối lượng không khí do đó tỉ lệ thuận với vận tốc gió
thổi và thẳng góc với mặt dựng khung cửa. Sau một thời gian, áp suất trong phòng sẽ tăng lên
cho đến khi dòng khí lưu bắt đầu yếu dần và giảm xuống ngang bằng với lượng không khí rò
rỉ qua các điểm khác không được che chắn của tòa nhà.
Dòng khí lưu do ứng suất gió QV có thể được tính như sau:
Công ty TNHH Thương mại & Dịch vụ Kỹ thuật HƯNG TRÍ. Trang 2/6
Bản quyền của Frico AB, Box 102, SE-43322 Partille, Sweden • www.frico .se
CẨM NANG NĂNG LƯỢNG VÀ SƯỞI NÓNG
Trong đó: W = Chiều ngang cửa (m)
H = Chiều cao cửa (m)
υ10 = Tốc độ gió bình quân trong năm đo ở độ cao 10 m
0.25 = Chỉ số hướng thổi thông thường của gió
L = Chỉ số vị trí, 1 = giá trị bình thường, > 1 vị trí chủ quan
Tổng lượng dòng khí lưu
Tổng lượng dòng khí lưu qua khoang trống là tổng của 2 trị số tính được từ chênh lệch nhiệt
độ và ứng suất của gió.
QTOT = QT + QV
QUẠT CHẮN GIÓ NGĂN TRỞ DÒNG KHÍ LƯU
Quạt chắn gió được sử dụng để ngăn không cho khí lạnh lùa vào và hơi ấm thoát ra ngoài.
Thiết bị này cũng được sử dụng để bảo vệ phòng điều hòa và kho lạnh không cho hơi lạnh
thoát ra và khí nóng tràn vào. Quạt tạo ra một màn chắn bằng gió ngay tại khung cửa mở,
ngăn cản không cho dòng khí lưu
vượt qua. Tốc độ thổi của quạt phải
đủ mạnh để hướng màn gió xuống
mặt sàn. Hướng thổi được điều chỉnh
sao cho chỉ một phần nhỏ không khí
bị hất ra ngoài trong khi phần lớn trở
ngược vào trong. Nhờ đó khí lạnh bên
ngoài bị cuốn hút theo hướng thổi và
bị đẩy lùi trở ra trong khi hơi ấm vẫn
được giữ lại bên trong tòa nhà.
Chọn quạt chắn gió phù hợp để đạt hiệu quả cao nhất
Vấn đề quan trọng là chọn đúng loại quạt chắn gió. Chiều cao khung cửa là yếu tố tiên quyết
trong trường hợp này đồng thời khả năng điều chỉnh tốc độ thổi cũng không kém phần quan
trọng.
Nghiên cứu và phát triển
Trong phòng thí nghiệm của chúng tôi tại Partille, công tác nghiên cứu và thu thập số liệu
diễn ra thường xuyên nhằm phát triển sản phẩm mới cũng như nâng cấp và cải tiến các sản
phẩm hiện hành.
Một trong các thành quả là ADA Cool, là một trong các loại quạt chắn gió thuộc dòng
Thermozone ADA, không trang bị điện trở hâm nóng. ADA Cool được thiết kế đặc biệt cho
các kho lạnh.
Công ty TNHH Thương mại & Dịch vụ Kỹ thuật HƯNG TRÍ. Trang 3/6
Bản quyền của Frico AB, Box 102, SE-43322 Partille, Sweden • www.frico .se
CẨM NANG NĂNG LƯỢNG VÀ SƯỞI NÓNG
Kết quả thống kê các số liệu hoạt động của ADA Cool cho thấy một quạt chắn gió có thể hoạt
động tốt như thế nào và việc hiệu chỉnh chính xác thông số vận hành quan trọng ra sao.
Thông số của ADA Cool
Môi trường giả định là kho lạnh của một cửa hàng thực phẩm, tồn trữ các sản phẩm sữa. Kho
lạnh có một lối thông trực tiếp vào một căn phòng với nhiệt độ bình thường. Trên cơ sở tiến
hành một số thử nghiệm theo nhiều điều kiện khác nhau và thu thập nhiệt độ ở nhiều điểm
khác nhau của dòng khí lưu, các biểu đồ dưới đây cho thấy tác động của dòng khí lưu lên trên
nhiệt độ tại các khu vực khác nhau của khoang trống. Màu đỏ đậm biểu hiện nhiệt độ bình
thường và màu xanh dương đậm là nhiệt độ thấp nhất của kho lạnh. Trị số trên trục x thể hiện
khoảng cách bằng mi-li-mét từ quạt chắn và trị số trên trục y là khoảng cách đến mặt sàn.
Dọc bên phải của mỗi biểu đồ là thang chỉ số biểu hiện mối liên hệ giữa màu sắc và nhiệt độ
tương ứng.
Khoang trống chưa lắp quạt chắn gió Khoang trống với quạt chắn gió thổi sai
Do không được bảo vệ, hơi lạnh thất thoát hướng
ngang qua khoang trống, tạo điều kiện cho Nếu góc thổi quá nhỏ, khí nóng sẽ bị đẩy vào
một lượng đáng kể khí nóng thâm nhập bên trong kho lạnh, không những nhiệt độ
à tăng mà còn làm tiêu tốn năng lượng.
Khoang trống có lắp quạt chắn gió, tốc Khoang trống với quạt chắn gió điều
độ thổi quá mạnh chỉnh đúng cách
Tốc độ thổi gió là một yếu tố quan trọng về Quạt chắn gió được hiệu chỉnh chính xác tạo
mặt hiệu quả khi trang bị quạt chắn. Tiêu ra một bức màn chắn rõ ràng ngăn cách 2
hao năng lượng rất lớn mà nhiệt độ trong khu vực có nhiệt độ khác nhau.
kho lạnh vẫn tăng.
Công ty TNHH Thương mại & Dịch vụ Kỹ thuật HƯNG TRÍ. Trang 4/6
Bản quyền của Frico AB, Box 102, SE-43322 Partille, Sweden • www.frico .se
CẨM NANG NĂNG LƯỢNG VÀ SƯỞI NÓNG
CÂN BẰNG THÔNG GIÓ
Để cho quạt chắn gió hoạt động tối ưu, điều quan trọng là chênh lệch áp suất giữa hai bên
khung cửa không được quá lớn. Các hệ thống thông gió thường được thiết kế sao cho độ
chênh lệch này rất thấp, phù hợp với các điều kiện theo điểm chuẩn. Tuy nhiên khi các điều
kiện này rời xa dần điểm chuẩn, do thay đổi về nhiệt độ, khí áp, ảnh hưởng của gió hay độ ẩm,
hệ thống triệt tiêu áp suất bị mất cân bằng, dẫn đến tình trạng tòa nhà sẽ có áp suất cao hoặc
thấp hơn bên ngoài. Nếu hệ thống thông gió được cân bằng, cảm giác thoải mái sẽ được nâng
lên trong khi chi phí năng lượng lại giảm xuống. Có thể đạt cân bằng thông gió, thí dụ như
lắp đặt hệ thống kiểm tra liên tục độ chênh lệch khí áp giữa bên trong và bên ngoài và điều
chỉnh các thất thoát, thâm nhập của tòa nhà bằng phuơng thức cơ học.
LƯU Ý QUAN TRỌNG
• Nếu áp suất trong phòng giảm, hiệu suất của quạt chắn gió giảm theo một cách đáng kể.
Chế độ thông gió do đó phải được điều chỉnh cân bằng trở lại.
• Với đa số các trường hợp, quạt chắn gió nên lắp phía trong khoang trống mà nó cần bảo
vệ. Tuy nhiên đối với kho lạnh vị trí lắp đặt là ở phía ngoài.
• Nhằm đạt hiệu suất tối ưu, quạt chắn gió nên lắp càng gần khoang trống càng tốt đồng
thời bao phủ cả chiều ngang.
• Hướng và tốc độ thổi nên được điều chỉnh phù hợp với các tính chất của khoang cửa ra
vào. Áp suất của gió ngoài trời ảnh hưởng đến công năng của màn chắn gió và có chiều
hướng bẻ màn chắn uốn ngược vào trong. Vì thế nên hướng luồng gió thổi theo một góc
độ ra bên ngoài.
TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VỚI QUẠT CHẮN GIÓ
Biểu đồ dưới đây cho thấy khối lượng năng lượng có thể bị thất thoát qua cửa đi nếu không
trang bị quạt chắn gió.
Giả định: Phòng lớn
Nhiệt độ bình quân trong năm 6.5°C
Tốc độ gió bình quân trong năm υ10 = 4 m/s
Thời gian đóng mở cửa = 1 giờ/ngày
Công ty TNHH Thương mại & Dịch vụ Kỹ thuật HƯNG TRÍ. Trang 5/6
Bản quyền của Frico AB, Box 102, SE-43322 Partille, Sweden • www.frico .se
CẨM NANG NĂNG LƯỢNG VÀ SƯỞI NÓNG
Nếu cửa ra vào được bảo vệ bằng một loại quạt chắn gió thích hợp và có kích thước đúng đắn,
biểu đồ dưới đây cho thấy khối lượng tiết kiệm năng lượng thể hiện theo tỉ lệ %. Chiều cao
cửa ấn định bao nhiêu năng lượng có thể tiết kiệm được.
Thí dụ : Cửa 4 m cao x 4 m ngang (H x W)
Thất thoát năng lượng nếu không có quạt chắn: 50 MWh/năm
Tiết kiệm năng lượng nếu lắp quạt chắn: 50 MWh/năm x 80% = 40 MWh/năm
Công ty TNHH Thương mại & Dịch vụ Kỹ thuật HƯNG TRÍ. Trang 6/6
Bản quyền của Frico AB, Box 102, SE-43322 Partille, Sweden • www.frico .se
