Cảm biến chênh áp AHU là thiết bị dùng để đo sự chênh lệch áp suất không khí giữa hai vị trí trong hệ thống xử lý không khí, đặc biệt là trước và sau bộ lọc gió. Đây là một trong những thiết bị được sử dụng phổ biến trong hệ thống HVAC để theo dõi tình trạng lọc, đánh giá mức độ bám bụi và cảnh báo khi bộ lọc cần được vệ sinh hoặc thay thế. Tùy theo yêu cầu của hệ thống, cảm biến chênh áp AHU có thể sử dụng ngõ ra 4-20mA, 0-10V hoặc RS485 Modbus RTU để truyền giá trị về DDC, PLC hoặc BMS.
CẢM BIẾN CHÊNH ÁP AHU LÀ GÌ?
Cảm biến chênh áp AHU, tiếng Anh thường gọi là Differential Pressure Sensor hoặc Differential Pressure Transmitter, hoạt động bằng cách đo hiệu số áp suất giữa hai điểm. Thiết bị thường có hai cổng áp suất được ký hiệu là P+ và P-, hoặc High và Low. Khi sử dụng để giám sát lọc gió, cổng High thường được kết nối với phía trước bộ lọc, còn cổng Low được kết nối với phía sau bộ lọc.
Trong quá trình AHU hoạt động, không khí đi qua bộ lọc sẽ tạo ra một mức trở lực nhất định. Khi lọc còn sạch, không khí đi qua tương đối dễ dàng nên chênh áp giữa hai phía của lọc ở mức thấp. Sau một thời gian vận hành, bụi bẩn tích tụ trên bề mặt và bên trong vật liệu lọc làm tăng sức cản dòng khí, từ đó khiến chênh áp tăng dần. Như vậy cảm biến chênh áp AHU có chức năng báo lọc bẩn, báo lọc dơ.
Có thể hiểu đơn giản rằng giá trị chênh áp qua lọc được xác định theo công thức:
ΔP = P trước lọc - P sau lọc
Giá trị ΔP càng tăng thì mức độ cản trở của bộ lọc càng lớn. Đây chính là cơ sở để hệ thống HVAC đánh giá tình trạng lọc theo điều kiện vận hành thực tế thay vì chỉ thay lọc theo một khoảng thời gian cố định.
NGUYÊN LÝ GIÁM SÁT LỌC GIÓ AHU BẰNG CẢM BIẾN CHÊNH ÁP
Để giám sát lọc AHU, hai điểm lấy áp được bố trí ở phía trước và phía sau bộ lọc. Hai điểm này được kết nối với cảm biến chênh áp thông qua ống lấy áp. Cảm biến liên tục so sánh áp suất tại hai vị trí và chuyển đổi giá trị chênh áp thành tín hiệu tương ứng.
Ví dụ, một cảm biến có dải đo 0-500 Pa và ngõ ra 4-20mA. Khi chênh áp bằng 0 Pa, tín hiệu đầu ra ở khoảng 4mA. Khi chênh áp tăng lên 250 Pa, tín hiệu vào khoảng 12mA. Khi chênh áp đạt 500 Pa, tín hiệu đầu ra đạt khoảng 20mA.
DDC hoặc BMS sẽ nhận tín hiệu này và chuyển đổi thành giá trị Pa thực tế để hiển thị trên màn hình vận hành. Nhờ đó, người vận hành có thể biết chính xác chênh áp hiện tại của từng bộ lọc thay vì chỉ nhận một tín hiệu ON/OFF.
Ví dụ trên BMS có thể hiển thị giá trị như Pre Filter Differential Pressure: 90 Pa, Fine Filter Differential Pressure: 180 Pa hoặc HEPA Filter Differential Pressure: 320 Pa. Khi giá trị chênh áp đạt hoặc vượt ngưỡng cài đặt, hệ thống có thể phát cảnh báo FILTER DIRTY hoặc REPLACE FILTER để đội vận hành kiểm tra và bảo trì.
TẠI SAO CẦN GIÁM SÁT CHÊNH ÁP LỌC AHU?
Bộ lọc là một trong những thành phần quan trọng của AHU vì có nhiệm vụ giữ lại bụi và các hạt ô nhiễm trong không khí. Trong quá trình vận hành, lượng bụi tích tụ ngày càng nhiều sẽ làm tăng trở lực của lọc.
Nếu không theo dõi tình trạng lọc, có thể xảy ra hai vấn đề. Thứ nhất, lọc còn sử dụng tốt nhưng bị thay quá sớm, làm tăng chi phí vật tư và bảo trì. Thứ hai, lọc đã quá bẩn nhưng vẫn tiếp tục vận hành, làm giảm lưu lượng gió và ảnh hưởng đến hiệu suất của toàn bộ hệ thống HVAC.
Khi trở lực lọc tăng, quạt phải tạo ra áp suất lớn hơn để duy trì lưu lượng. Điều này có thể làm tăng điện năng tiêu thụ và khiến hệ thống hoạt động kém hiệu quả hơn. Vì vậy, giám sát chênh áp không chỉ giúp xác định thời điểm thay lọc mà còn hỗ trợ tối ưu vận hành hệ thống.
CẢM BIẾN CHÊNH ÁP CHO LỌC THÔ, LỌC TINH VÀ LỌC HEPA
Trong một AHU có thể có nhiều cấp lọc khác nhau như lọc thô, lọc trung gian, lọc tinh hoặc lọc HEPA. Mỗi loại lọc có mức pressure drop ban đầu và mức chênh áp tối đa khuyến nghị khác nhau, vì vậy không nên sử dụng một dải đo cố định cho tất cả các ứng dụng.
Đối với lọc thô, các dải đo như 0-250 Pa hoặc 0-500 Pa thường được sử dụng trong nhiều hệ thống. Tuy nhiên, dải đo thực tế vẫn nên được lựa chọn dựa trên thông số của nhà sản xuất lọc.
Đối với lọc tinh, mức trở lực thường cao hơn, vì vậy cảm biến 0-500 Pa hoặc 0-1000 Pa có thể phù hợp hơn tùy theo thiết kế.
Với lọc HEPA, chênh áp ban đầu đã có thể tương đối cao do cấu trúc vật liệu lọc rất mịn. Trong nhiều trường hợp, cảm biến 0-500 Pa, 0-1000 Pa hoặc cao hơn có thể được sử dụng. Tuy nhiên, việc lựa chọn cuối cùng cần căn cứ vào Initial Pressure Drop và Final Recommended Pressure Drop của bộ lọc thực tế.
Đối với AHU sử dụng nhiều cấp lọc, nên đo riêng từng cấp thay vì chỉ đo tổng chênh áp toàn bộ cụm lọc. Cách này giúp BMS xác định chính xác bộ lọc nào đang bẩn và cần bảo trì.
CẢM BIẾN CHÊNH ÁP AHU 4-20MA
Cảm biến chênh áp AHU 4-20mA là một trong những lựa chọn phổ biến nhất trong các dự án HVAC và BMS. Tín hiệu dòng 4-20mA phù hợp với khoảng cách truyền tín hiệu tương đối xa và có khả năng chống nhiễu tốt hơn tín hiệu điện áp trong nhiều môi trường công nghiệp.
Ngoài ra, tín hiệu 4-20mA còn giúp hệ thống dễ dàng phân biệt giữa giá trị đo thấp và một số tình trạng bất thường của đường truyền. Chính vì vậy, các dự án bệnh viện, nhà máy, trung tâm dữ liệu, phòng sạch và tòa nhà lớn thường ưu tiên sử dụng cảm biến chênh áp 4-20mA.
CẢM BIẾN CHÊNH ÁP AHU 0-10V
Ngõ ra 0-10V cũng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống HVAC, đặc biệt khi DDC đã có sẵn analog input dạng điện áp. Ưu điểm của 0-10V là cấu trúc đơn giản, dễ đấu nối và dễ tích hợp.
Ví dụ với cảm biến dải 0-500 Pa, khi chênh áp bằng 0 Pa thì tín hiệu đầu ra xấp xỉ 0V, khi chênh áp đạt 250 Pa thì tín hiệu vào khoảng 5V và khi đạt 500 Pa thì đầu ra xấp xỉ 10V.
Loại này phù hợp với hệ thống có khoảng cách dây tín hiệu không quá lớn và môi trường nhiễu không quá phức tạp.
CẢM BIẾN CHÊNH ÁP AHU MODBUS RTU
Đối với các dự án có số lượng lớn AHU hoặc nhiều điểm đo chênh áp, cảm biến sử dụng RS485 Modbus RTU có thể giúp giảm đáng kể số lượng dây tín hiệu và analog input cần thiết trên DDC.
Nhiều cảm biến có thể được kết nối trên cùng một đường truyền RS485, mỗi thiết bị sử dụng một địa chỉ riêng. BMS có thể đọc trực tiếp giá trị Pa từ từng cảm biến thông qua giao thức Modbus RTU.
Giải pháp này đặc biệt phù hợp với bệnh viện, trung tâm dữ liệu, nhà máy dược phẩm, phòng sạch hoặc những công trình có hệ thống BMS quy mô lớn.
CÁCH CHỌN DẢI ĐO CẢM BIẾN CHÊNH ÁP LỌC AHU
Lựa chọn đúng dải đo là yếu tố rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác và khả năng giám sát.
Nếu dải đo quá nhỏ, cảm biến có thể vượt quá toàn thang khi lọc bẩn. Nếu dải đo quá lớn, độ phân giải trong vùng vận hành thực tế sẽ giảm và hệ thống khó theo dõi những thay đổi nhỏ của chênh áp.
Ví dụ, nếu một bộ lọc hoạt động chủ yếu trong khoảng 80-300 Pa thì cảm biến dải 0-500 Pa thường hợp lý hơn cảm biến 0-2500 Pa.
Trước khi lựa chọn, cần kiểm tra thông số Initial Pressure Drop và Final Recommended Pressure Drop của bộ lọc. Sau đó chọn dải đo có khoảng dự phòng phù hợp nhưng không quá lớn so với vùng vận hành thực tế.
CẢM BIẾN CHÊNH ÁP VÀ CÔNG TẮC CHÊNH ÁP CHO AHU
Cảm biến chênh áp và công tắc chênh áp đều có thể được sử dụng để giám sát lọc AHU nhưng chức năng khác nhau.
Cảm biến chênh áp cung cấp giá trị đo liên tục thông qua 4-20mA, 0-10V hoặc Modbus RTU. Nhờ đó, BMS có thể biết chính xác chênh áp đang là bao nhiêu Pa, lưu dữ liệu theo thời gian và thiết lập nhiều mức cảnh báo.
Trong khi đó, công tắc chênh áp chỉ cung cấp tín hiệu ON/OFF khi chênh áp đạt ngưỡng cài đặt.
Ví dụ một công tắc được đặt ở 300 Pa. Khi chênh áp là 200 Pa, hệ thống chỉ nhận trạng thái bình thường. Khi chênh áp vượt ngưỡng chuyển mạch, tiếp điểm thay đổi và gửi tín hiệu FILTER DIRTY.
Vì vậy, nếu hệ thống chỉ cần cảnh báo lọc bẩn thì công tắc chênh áp có thể là giải pháp kinh tế. Nếu cần hiển thị giá trị Pa thực tế, tích hợp BMS hoặc theo dõi xu hướng bám bụi của lọc thì cảm biến chênh áp là lựa chọn phù hợp hơn.
ỨNG DỤNG CẢM BIẾN CHÊNH ÁP AHU TRONG HỆ THỐNG BMS
Trong hệ thống BMS, cảm biến chênh áp AHU được sử dụng không chỉ để giám sát lọc mà còn để theo dõi tình trạng vận hành tổng thể của thiết bị.
Giá trị chênh áp có thể được hiển thị theo thời gian thực, lưu lịch sử và tạo xu hướng để phục vụ công tác bảo trì dự phòng.
Ví dụ, nếu chênh áp một bộ lọc tăng dần từ 90 Pa lên 130 Pa, 180 Pa rồi 250 Pa trong nhiều tháng vận hành, đội kỹ thuật có thể dự đoán thời điểm lọc tiến gần giới hạn cần thay.
BMS cũng có thể thiết lập nhiều cấp cảnh báo khác nhau, chẳng hạn cảnh báo sớm khi chênh áp bắt đầu tăng cao và cảnh báo thay lọc khi đạt ngưỡng cuối.
Ngoài giám sát lọc, cảm biến chênh áp còn có thể được sử dụng để đo áp suất đường ống gió, theo dõi áp suất quạt hoặc cung cấp tín hiệu phản hồi cho bộ điều khiển biến tần.
LẮP ĐẶT CẢM BIẾN CHÊNH ÁP AHU
Khi lắp cảm biến chênh áp để giám sát lọc, cần đảm bảo hai điểm lấy áp được bố trí đúng ở trước và sau bộ lọc. Cổng High thường được nối với phía trước lọc, trong khi cổng Low nối với phía sau lọc.
Ống lấy áp cần được lắp chắc chắn, tránh gập, rò rỉ hoặc nghẹt. Vị trí lấy áp cũng nên tránh những khu vực có dòng khí quá rối hoặc bị ảnh hưởng trực tiếp bởi quạt nếu điều đó làm sai lệch giá trị đo.
Sau khi lắp đặt, nên thực hiện zero cảm biến theo hướng dẫn của nhà sản xuất để đảm bảo độ chính xác. Đối với các cảm biến có chức năng auto-zero hoặc manual zero, cần thực hiện đúng quy trình bảo trì định kỳ.
MUA CẢM BIẾN CHÊNH ÁP AHU TẠI SENSORS VIỆT NAM
Cảm biến chênh áp AHU là một thiết bị quan trọng trong hệ thống HVAC, đặc biệt đối với ứng dụng giám sát lọc gió. Bằng cách đo liên tục sự chênh lệch áp suất giữa trước và sau lọc, cảm biến giúp xác định mức độ bám bụi, cảnh báo khi lọc cần bảo trì và hỗ trợ duy trì lưu lượng không khí ổn định.
Tùy theo yêu cầu của hệ thống, có thể lựa chọn cảm biến chênh áp AHU sử dụng ngõ ra 4-20mA, 0-10V hoặc RS485 Modbus RTU. Các dải đo thường gặp gồm 0-250 Pa, 0-500 Pa, 0-1000 Pa hoặc 0-2500 Pa, nhưng cần lựa chọn theo pressure drop thực tế của bộ lọc.
Nếu chỉ cần cảnh báo ON/OFF khi lọc bẩn, công tắc chênh áp có thể đáp ứng tốt. Tuy nhiên, nếu cần đo giá trị Pa thực tế, tích hợp BMS, lưu lịch sử và theo dõi tình trạng lọc theo thời gian thì cảm biến chênh áp là giải pháp phù hợp hơn.