5 nguyên tắc thiết kế hệ thống quạt nhà xưởng

Trong môi trường sản xuất, hệ thống quạt nhà xưởng không chỉ là “lắp vài cái quạt cho mát” mà là một bài toán kỹ thuật liên quan trực tiếp đến năng suất, sức khỏe người lao động và chi phí vận hành dài hạn. Thiết kế sai dễ dẫn đến nóng cục bộ, luồng gió ngắn mạch, hút mùi/bụi không hiệu quả, tiếng ồn cao hoặc tiêu thụ điện vượt dự toán. Bài viết này tổng hợp 5 nguyên tắc cốt lõi khi thiết kế hệ thống quạt nhà xưởng, theo hướng thực chiến: cách xác định tải nhiệt–lưu lượng, chọn kiểu quạt theo áp suất, bố trí cấp–hút tránh “gió vòng”, kiểm soát ồn–rung và hỗ trợ công tác bảo trì.

Nội dung chính

Thiết kế hệ thống quạt nhà xưởng: Nguyên tắc 1–2 về tải nhiệt, lưu lượng và loại quạt

Xác định đúng mục tiêu thông gió: làm mát, thải nhiệt, thải mùi hay kiểm soát bụi

Phân nhóm bài toán: làm mát con người (tăng tốc độ gió) khác với hạ nhiệt không gian (tăng trao đổi khí và thải nhiệt).
Với xưởng có máy phát nhiệt lớn, ưu tiên “thải nhiệt tại nguồn” bằng hút cục bộ hoặc chụp hút gần thiết bị.
Với khu có mùi/khí thải, yêu cầu là “độ pha loãng” và “vùng áp suất” để không tràn sang khu sạch.
Với xưởng phát sinh bụi, thiết kế phải đi kèm thu gom–lọc; chỉ tăng quạt chung có thể làm bụi bay mạnh hơn.
Chốt chỉ tiêu vận hành: nhiệt độ mục tiêu, RH, tốc độ gió vùng làm việc, nồng độ bụi/khí, số lần trao đổi khí.

Quy đổi tải thành lưu lượng và áp suất: tránh sai số khiến hệ thống quạt nhà xưởng “yếu gió”

Tính thể tích xưởng (m3) và xác định ACH theo ngành (xưởng nóng, xưởng kín, khu hóa chất thường cao hơn).
Kiểm tra tải nhiệt: nhiệt máy móc, người, chiếu sáng, mái tôn hấp thụ; tải cao thì “lưu lượng lớn” chưa chắc đủ nếu không có đường thải nhiệt.
Chọn theo áp suất tĩnh: quạt gắn tường/roof cho đường gió ngắn; có ống gió, lọc, tiêu âm thì cần quạt có áp cao hơn.
Đọc đường cong quạt (fan curve): điểm làm việc phải nằm vùng hiệu suất tốt, tránh chạy gần “stall” gây ồn và tụt lưu lượng.
Áp dụng dự phòng hợp lý: cộng tổn thất theo ống, co, cút, louver, lưới, lọc; không cộng “cảm tính” quá lớn gây dư công suất.
Gợi ý chọn thiết bị theo nhu cầu: làm mát diện rộng có thể tham khảo quạt điều hòa công nghiệp hoặc quạt hơi nước công suất lớn để tăng hiệu quả cảm nhận.

Hệ thống quạt nhà xưởng: Nguyên tắc 3 về bố trí cấp–hút và “đường đi” luồng khí

Tổ chức luồng khí một chiều: cấp đúng chỗ, hút đúng điểm để tránh ngắn mạch

Ưu tiên nguyên lý: không khí sạch đi qua vùng làm việc trước, sau đó mới đi qua vùng nóng/bẩn và thoát ra.
Tránh đặt quạt cấp và quạt hút đối diện gần nhau; dễ tạo “đường tắt” khiến vùng giữa xưởng thiếu gió.
Đặt điểm hút tại nơi tích tụ nhiệt/khói: gần mái, phía trên nguồn nhiệt; tránh hút thấp nếu mục tiêu là thải nhiệt.
Với khu vực có mùi/khí, tạo áp âm cục bộ để không lan; khu vực sạch tạo áp dương nhẹ bằng cấp gió.
Chia zone theo công năng: khu đóng gói, kho, khu gia công nóng, khu sơn… mỗi zone khác yêu cầu.

Bố trí miệng gió, cửa gió và khoảng cách: tối ưu hiệu quả quạt nhà xưởng theo thực tế nhà xưởng

Kiểm soát tốc độ gió vùng làm việc: quá thấp thì nóng, quá cao gây khó chịu và thổi bụi vào sản phẩm.
Chú ý hiệu ứng “đệm nhiệt” dưới mái: xưởng mái tôn cần đường thoát nhiệt đỉnh mái để giảm tích nhiệt.
Đảm bảo đường gió không bị cản: kệ cao, vách ngăn, máy móc lớn làm gió bị “chết” phía sau.
Thiết kế cửa lấy gió tươi đủ diện tích; thiếu gió bù sẽ làm quạt hút giảm lưu lượng và gây sập cửa.
Khi có ống gió, ưu tiên tuyến ống ngắn–ít co; nếu cần cấp gió tươi có thể tham khảo quạt cấp gió tươi.
Nếu dùng quạt gắn tường dạng tròn, cân nhắc vị trí và louver để giảm hồi lưu; tham khảo quạt thông gió dạng tròn.

Thiết kế hệ thống quạt nhà xưởng: Nguyên tắc 4 về tổn thất đường ống, tiếng ồn và độ rung

Tính tổn thất đúng: ống gió, lọc, chụp hút quyết định “đủ gió hay không”

Với hệ có ống gió, tổn thất tăng theo chiều dài, vận tốc và số lượng co/cút; cần chuẩn hóa bằng bảng tra hoặc phần mềm.
Giữ vận tốc ống phù hợp: quá cao gây ồn và tăng áp; quá thấp dễ lắng bụi (đặc biệt ống hút bụi).
Miệng hút/miệng thổi phải có thiết kế chống xoáy và phân phối đều; tránh “gió mạnh tại miệng” nhưng xa là không tới.
Chụp hút tại nguồn cần đúng hình học và lưu lượng bắt giữ; sai sẽ hút “không dính” dù quạt mạnh.
Khi cần quạt tạo áp và lưu lượng ổn định cho ống gió, ưu tiên dòng quạt thông gió công nghiệp đúng cột áp theo thiết kế.

Giảm ồn–rung: điều kiện để hệ thống quạt nhà xưởng vận hành bền và đạt chuẩn môi trường lao động

Chọn quạt chạy điểm hiệu suất cao để giảm ồn khí động; tránh ép quạt chạy “gần giới hạn”.
Dùng đế cao su/khớp nối mềm cho quạt nối ống để cắt rung truyền vào kết cấu xưởng.
Bố trí tiêu âm hoặc đoạn ống tiêu âm khi quạt đặt gần khu làm việc; đặc biệt với lưu lượng lớn.
Kiểm soát cộng hưởng: tránh đặt quạt trên dầm mỏng, sàn tôn yếu; gia cường khung treo và bản mã.
Cân bằng động cánh quạt và kiểm tra đồng tâm puly/dây đai (nếu truyền đai) để hạn chế rung tăng dần theo thời gian.

Hệ thống quạt nhà xưởng: Nguyên tắc 5 về điều khiển, an toàn và tiêu chí chọn đơn vị thiết kế

Điều khiển tiết kiệm điện và vận hành ổn định: tối ưu theo tải thực tế

Ưu tiên biến tần (VFD) cho quạt chính để điều chỉnh theo nhiệt độ, CO2, áp suất phòng hoặc thời gian ca sản xuất.
Tách chế độ vận hành theo mùa: mùa nóng ưu tiên thải nhiệt, mùa mưa ưu tiên khử ẩm/giảm mùi theo ACH phù hợp.
Thiết lập liên động cấp–hút: quạt hút chạy mà thiếu gió bù sẽ làm giảm lưu lượng và gây áp âm quá mức.
Lắp cảm biến và đồng hồ đo: áp suất tĩnh, nhiệt độ, độ ẩm; có cơ sở nghiệm thu và tối ưu sau lắp đặt.
Lập kế hoạch bảo trì: vệ sinh cánh, siết bulong, kiểm tra vòng bi, đo rung; bẩn cánh làm tụt lưu lượng và tăng điện.

Chọn đúng “đợn vị thiết kế hệ thống quạt nhà xưởng” và phương án thiết kế thi công hệ thống quạt nhà xưởng

Yêu cầu hồ sơ kỹ thuật rõ: bản vẽ bố trí, tính lưu lượng–cột áp, thuyết minh đường đi luồng khí và tiêu chí nghiệm thu.
Đánh giá năng lực đo kiểm hiện trường: đơn vị có đo gió, đo ồn, cân chỉnh lưu lượng sẽ giảm rủi ro “lắp xong mới sửa”.
Kiểm tra kinh nghiệm theo ngành: thực phẩm, gỗ, cơ khí, sơn… mỗi loại có tiêu chuẩn bụi/mùi khác nhau.
Cam kết vật tư–thi công: độ kín ống, tiêu chuẩn treo đỡ, an toàn điện, tiếp địa, bảo vệ quá tải.
Nếu xưởng có nhu cầu hút bụi, ưu tiên phương án đồng bộ quạt–đường ống–lọc để tránh phát tán thứ cấp; có thể tham khảo thêm quạt ly tâm hút bụi tại quạt hút bụi.
IFAN là đơn vị cung cấp & thi công giải pháp làm mát – thông gió – hút bụi theo hướng trọn gói, phù hợp khi cần đồng bộ thiết bị, khảo sát và tối ưu hiệu suất vận hành thực tế.

Kết luận

5 nguyên tắc trên giúp chuyển việc “lắp quạt” thành bài toán kỹ thuật có kiểm soát: xác định đúng mục tiêu, tính đủ lưu lượng–cột áp, tổ chức luồng khí một chiều, kiểm soát tổn thất/ồn–rung và tối ưu điều khiển–bảo trì. Khi làm đúng, hệ thống quạt nhà xưởng sẽ đạt hiệu quả làm mát–thông gió ổn định, giảm điểm nóng, giảm mùi/bụi và tiết kiệm điện theo thời gian. Nếu bạn cần khảo sát và lên phương án đồng bộ (quạt, ống gió, hút bụi, làm mát), có thể liên hệ Nghệ Năng để được tư vấn giải pháp phù hợp, đồng thời tham khảo thêm: quạt điều hòa không khí, hệ thống xử lý bụi, ống gió cách nhiệt, máy làm mát không khí và quạt hút bụi.