Công tắc chênh áp là thiết bị dùng để phát hiện sự chênh lệch áp suất giữa hai vị trí và thay đổi trạng thái tiếp điểm khi giá trị chênh áp đạt đến ngưỡng cài đặt. Trong hệ thống HVAC, công tắc chênh áp được sử dụng phổ biến để giám sát lọc gió AHU, xác nhận trạng thái hoạt động của quạt, giám sát dòng khí trong đường ống và phát cảnh báo khi chênh áp vượt quá giới hạn cho phép.
Khác với cảm biến chênh áp sử dụng ngõ ra liên tục như 4-20mA, 0-10V hoặc Modbus RTU để cho biết chính xác giá trị chênh áp đang là bao nhiêu Pa, công tắc chênh áp chủ yếu cung cấp tín hiệu đóng/mở tiếp điểm. Nhờ cấu tạo đơn giản, độ tin cậy cao và chi phí hợp lý, công tắc chênh áp được sử dụng rất rộng rãi trong AHU, hệ thống thông gió, điều hòa không khí và các hệ thống điều khiển HVAC.
CÔNG TẮC CHÊNH ÁP LÀ GÌ?
Công tắc chênh áp gió, công tắc áp suất gió, là thiết bị so sánh áp suất tại hai vị trí khác nhau. Thiết bị thường có hai cổng lấy áp được ký hiệu là P+ và P-, High và Low hoặc H và L. Giá trị mà thiết bị giám sát chính là hiệu số giữa áp suất tại hai cổng. Khi chênh áp đạt đến giá trị đã cài đặt, cơ cấu bên trong công tắc tác động làm thay đổi trạng thái tiếp điểm điện. Tín hiệu này có thể được đưa trực tiếp về DDC, PLC, BMS hoặc kết nối với relay trung gian để thực hiện chức năng cảnh báo và điều khiển.
Ví dụ, một công tắc chênh áp được cài đặt ở mức 300 Pa để giám sát lọc gió AHU. Khi chênh áp qua lọc còn thấp hơn ngưỡng chuyển mạch, tiếp điểm duy trì trạng thái bình thường. Khi lọc ngày càng bẩn làm chênh áp tăng đến ngưỡng cài đặt, công tắc thay đổi trạng thái tiếp điểm và gửi tín hiệu cảnh báo lọc bẩn về hệ thống điều khiển.
Có thể hiểu đơn giản rằng công tắc chênh áp không được sử dụng chủ yếu để trả lời câu hỏi "chênh áp hiện tại là bao nhiêu Pa?", mà để xác định "chênh áp đã đạt ngưỡng cảnh báo hay chưa?".
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÔNG TẮC CHÊNH ÁP
Công tắc áp suất gió được sử dụng rất phổ biến trong AHU, hệ thống thông gió, quạt hút, quạt cấp và đường ống gió. Một ứng dụng điển hình là giám sát lọc AHU. Cổng High được lấy áp phía trước lọc và cổng Low lấy áp phía sau lọc. Khi lọc còn sạch, chênh áp thấp; khi bụi tích tụ làm lọc bẩn, trở lực tăng khiến chênh áp tăng. Khi đạt đến ngưỡng cài đặt, công tắc chuyển tiếp điểm
Công tắc chênh áp hoạt động dựa trên sự khác biệt áp suất giữa hai cổng High và Low. Hai áp suất này tác động lên phần tử cảm nhận bên trong thiết bị, thường liên quan đến màng đàn hồi và cơ cấu chuyển mạch.
Khi độ chênh áp còn thấp hơn giá trị cài đặt, lực tác động chưa đủ để làm cơ cấu chuyển trạng thái. Khi chênh áp tăng và đạt đến điểm chuyển mạch đã thiết lập, màng cảm biến dịch chuyển đủ để tác động lên microswitch, làm tiếp điểm điện thay đổi trạng thái. Tùy thiết kế, công tắc có thể có các chân COM, NO và NC. Nhờ đó người sử dụng có thể lựa chọn trạng thái tiếp điểm phù hợp với logic của hệ thống điều khiển.
Khi chênh áp giảm trở lại, công tắc sẽ chuyển về trạng thái ban đầu sau khi áp suất giảm qua mức reset. Khoảng chênh lệch giữa điểm tác động và điểm reset thường được gọi là switching differential hoặc hysteresis. Đặc tính này giúp hạn chế tình trạng tiếp điểm đóng mở liên tục khi áp suất dao động ngay tại ngưỡng cài đặt.
CÔNG TẮC CHÊNH ÁP HVAC DÙNG ĐỂ LÀM GÌ?
Trong HVAC, công tắc chênh áp thường được sử dụng ở những vị trí chỉ cần xác nhận trạng thái thay vì phải đo chính xác giá trị áp suất liên tục. Hai ứng dụng phổ biến nhất là giám sát tình trạng lọc gió và xác nhận quạt đang tạo ra áp suất hoặc dòng khí.
Đối với AHU, công tắc có thể được lắp hai bên bộ lọc. Khi lọc còn sạch, chênh áp tương đối thấp. Trong quá trình vận hành, bụi tích tụ làm tăng sức cản của bộ lọc và chênh áp tăng dần. Khi chênh áp đạt ngưỡng cài đặt, công tắc chuyển trạng thái để BMS phát cảnh báo lọc bẩn.
Đối với quạt, công tắc chênh áp có thể được sử dụng để xác nhận quạt thực sự tạo ra chênh áp sau khi nhận lệnh chạy. Nếu hệ thống đã gửi lệnh RUN nhưng sau một khoảng thời gian vẫn không xuất hiện chênh áp cần thiết, DDC có thể xác định trạng thái FAN FAIL hoặc AIR FLOW FAIL. Nhờ đó, công tắc chênh áp trở thành một thiết bị đơn giản nhưng rất hữu ích trong hệ thống HVAC.
CÔNG TẮC CHÊNH ÁP GIÁM SÁT LỌC GIÓ AHU
Giám sát lọc gió là một trong những ứng dụng phổ biến nhất của công tắc chênh áp. Khi lắp đặt, cổng High thường được kết nối với phía trước lọc và cổng Low được kết nối với phía sau lọc. Hai điểm lấy áp được nối về công tắc thông qua ống dẫn áp suất.
Khi lọc còn mới, không khí đi qua tương đối dễ dàng nên chênh áp thấp. Sau một thời gian hoạt động, bụi bẩn tích tụ làm giảm khả năng thông khí và tăng trở lực qua lọc. Chênh áp vì vậy tăng dần. Giả sử nhà sản xuất hoặc đơn vị thiết kế quy định cần cảnh báo khi chênh áp đạt 250 Pa. Công tắc có thể được cài tại mức tương ứng. Khi chênh áp đạt ngưỡng, tiếp điểm chuyển trạng thái và BMS nhận tín hiệu DIRTY FILTER ALARM.
Phương pháp này giúp đội vận hành biết thời điểm cần kiểm tra, vệ sinh hoặc thay lọc mà không phải tháo lọc ra kiểm tra thường xuyên.
CÔNG TẮC CHÊNH ÁP GIÁM SÁT QUẠT
Một ứng dụng quan trọng khác là giám sát trạng thái quạt trong AHU, FCU công suất lớn hoặc hệ thống thông gió. Chỉ dựa vào tín hiệu RUN từ biến tần hoặc contactor chưa chắc đã xác nhận được rằng quạt đang thực sự tạo ra dòng khí. Có thể xảy ra trường hợp contactor đã đóng nhưng dây curoa bị đứt, cánh quạt gặp sự cố hoặc hệ thống không tạo được áp suất như yêu cầu.
Công tắc chênh áp có thể được sử dụng như một tín hiệu xác nhận độc lập. Khi quạt hoạt động và tạo ra mức chênh áp đủ lớn, công tắc chuyển trạng thái để gửi tín hiệu FAN STATUS về DDC hoặc BMS. Nếu quạt được ra lệnh chạy nhưng công tắc không tác động sau khoảng thời gian cài đặt, hệ thống có thể phát cảnh báo FAN FAIL.
CÔNG TẮC CHÊNH ÁP ECO-PS300 - DẢI ĐO 20-300 PA
Công tắc chênh áp ECO-PS300 có dải điều chỉnh 20-300 Pa, phù hợp với các ứng dụng chênh áp thấp trong hệ thống HVAC. Thiết bị có thể được sử dụng để giám sát lọc gió có trở lực thấp, xác nhận hoạt động của quạt và phát hiện trạng thái dòng khí.
Với khả năng cài đặt ngưỡng từ 20 Pa, ECO-PS300 đặc biệt phù hợp cho những ứng dụng cần phát hiện chênh áp tương đối nhỏ. Người sử dụng có thể điều chỉnh điểm chuyển mạch theo yêu cầu thực tế của hệ thống thay vì sử dụng một ngưỡng cố định.
CÔNG TẮC CHÊNH ÁP ECO-PS500 - DẢI ĐO 30-500 PA
Công tắc chênh áp ECO-PS500 có dải điều chỉnh 30-500 Pa, mở rộng phạm vi ứng dụng so với ECO-PS300.
Dải 30-500 Pa phù hợp với nhiều ứng dụng giám sát lọc gió trong AHU, hệ thống thông gió và xác nhận trạng thái quạt. Đây cũng là một khoảng đo phù hợp cho nhiều hệ thống HVAC dân dụng, thương mại và công nghiệp có mức chênh áp trung bình. Nếu bộ lọc có mức cảnh báo cuối nằm trong khoảng vài trăm Pa, ECO-PS500 là lựa chọn đáng cân nhắc.
CÔNG TẮC CHÊNH ÁP ECO-PS1000 - DẢI ĐO 100-1000 PA
Công tắc chênh áp ECO-PS1000 có dải điều chỉnh 100-1000 Pa, phù hợp với những ứng dụng có mức chênh áp cao hơn.
Thiết bị có thể được sử dụng cho các cấp lọc có trở lực lớn hơn, hệ thống AHU công suất cao, quạt và các hệ thống đường ống gió cần giám sát chênh áp trong vùng đến 1000 Pa.
So với ECO-PS300 và ECO-PS500, ECO-PS1000 thích hợp khi ngưỡng chuyển mạch yêu cầu nằm ở vùng áp suất cao hơn và không cần độ nhạy ở những mức chênh áp rất thấp.
CÔNG TẮC CHÊNH ÁP ECO-PS2500 - DẢI ĐO 500-2500 PA
Công tắc chênh áp ECO-PS2500 có dải điều chỉnh 500-2500 Pa, được thiết kế cho các ứng dụng HVAC và thông gió có mức chênh áp tương đối cao. Thiết bị phù hợp để giám sát các hệ thống quạt, đường ống hoặc thiết bị HVAC có áp suất lớn hơn phạm vi của các model ECO-PS300, ECO-PS500 và ECO-PS1000.
Khi lựa chọn model này, cần đảm bảo ngưỡng chuyển mạch thực tế của hệ thống nằm trong vùng 500-2500 Pa để tận dụng đúng phạm vi điều chỉnh của thiết bị.
CÔNG TẮC CHÊNH ÁP ECO-PS5000 - DẢI ĐO 1000-5000 PA
Công tắc chênh áp ECO-PS5000 có dải điều chỉnh 1000-5000 Pa, là phiên bản dành cho các ứng dụng có mức chênh áp cao trong hệ thống HVAC và thông gió công nghiệp. Với dải đo đến 5000 Pa, ECO-PS5000 phù hợp hơn với quạt áp suất cao, hệ thống hút và thông gió công nghiệp hoặc các thiết bị cần xác nhận trạng thái tại mức chênh áp lớn.
Không nên sử dụng ECO-PS5000 cho những ứng dụng chỉ cần phát hiện chênh áp vài chục hoặc vài trăm Pa vì dải điều chỉnh quá lớn so với giá trị cần giám sát.
CÁCH LỰA CHỌN CÔNG TẮC CHÊNH ÁP ECO-PS PHÙ HỢP
Việc lựa chọn công tắc chênh áp cần dựa trên ngưỡng chuyển mạch thực tế của hệ thống. Không nên mặc định sử dụng model có dải lớn nhất vì dải điều chỉnh cần phù hợp với vùng áp suất cần giám sát.
Nếu cần cảnh báo lọc bẩn ở khoảng 200 Pa, ECO-PS300 có thể là lựa chọn phù hợp. Nếu điểm cảnh báo khoảng 400 Pa, ECO-PS500 phù hợp hơn. Với các hệ thống cần điểm chuyển mạch trên 500 Pa, có thể cân nhắc ECO-PS1000 hoặc các model có dải cao hơn tùy giá trị thực tế.
Nguyên tắc quan trọng là lựa chọn model có dải điều chỉnh bao phủ ngưỡng cần cài đặt nhưng không quá lớn so với giá trị vận hành.
CÔNG TẮC CHÊNH ÁP VÀ CẢM BIẾN CHÊNH ÁP KHÁC NHAU NHƯ THẾ NÀO?
Mặc dù đều đo sự khác biệt áp suất giữa hai vị trí nhưng công tắc chênh áp và cảm biến chênh áp có chức năng khác nhau. Công tắc chênh áp chủ yếu cung cấp tín hiệu ON/OFF. Thiết bị cho biết chênh áp đã đạt ngưỡng hay chưa nhưng không cung cấp liên tục giá trị Pa thực tế cho hệ thống điều khiển.
Trong khi đó, cảm biến chênh áp chuyển đổi giá trị đo thành tín hiệu liên tục như 4-20mA, 0-10V hoặc RS485 Modbus RTU. Nhờ đó, DDC hoặc BMS có thể biết chênh áp hiện tại đang là 100 Pa, 200 Pa hay 350 Pa. Ví dụ với một bộ lọc AHU có ngưỡng cảnh báo 300 Pa, công tắc chênh áp chỉ cần chuyển tiếp điểm khi đạt ngưỡng để gửi cảnh báo lọc bẩn. Trong khi đó, cảm biến chênh áp có thể cho BMS theo dõi toàn bộ quá trình tăng từ 100 Pa lên 150 Pa, 200 Pa, 250 Pa và cuối cùng 300 Pa.
Vì vậy, nếu chỉ cần cảnh báo lọc bẩn hoặc xác nhận quạt hoạt động, công tắc chênh áp là giải pháp đơn giản và kinh tế. Nếu cần hiển thị giá trị Pa, lưu lịch sử, phân tích xu hướng hoặc điều khiển theo áp suất, nên sử dụng cảm biến chênh áp.
CÁCH LẮP ĐẶT CÔNG TẮC CHÊNH ÁP TRONG AHU
Đối với ứng dụng giám sát lọc, cổng High của công tắc thường được nối với điểm lấy áp phía trước lọc, còn cổng Low nối với phía sau lọc. Khi lọc bẩn làm trở lực tăng, chênh áp giữa hai phía tăng và công tắc sẽ tác động khi đạt ngưỡng cài đặt. Ống lấy áp cần được lắp chắc chắn, không bị gập, nghẹt hoặc rò rỉ. Vị trí lấy áp cũng cần đại diện cho áp suất tĩnh của hệ thống và tránh những khu vực có dòng khí rối quá mạnh gây ảnh hưởng đến tín hiệu.
Sau khi lắp đặt, cần điều chỉnh điểm chuyển mạch theo yêu cầu thực tế của quạt hoặc thông số chênh áp cuối được khuyến nghị cho bộ lọc. Không nên cài đặt ngưỡng một cách tùy ý. Đối với giám sát lọc, nên tham khảo tài liệu của nhà sản xuất lọc để xác định mức cảnh báo phù hợp.
ỨNG DỤNG CỦA CÔNG TẮC CHÊNH ÁP TRONG HVAC
Công tắc chênh áp được sử dụng rộng rãi trong AHU để giám sát lọc thô, lọc tinh và các cấp lọc khác; xác nhận trạng thái hoạt động của quạt; giám sát dòng khí trong đường ống; xác nhận áp suất trong hệ thống thông gió và cung cấp tín hiệu liên động cho DDC, PLC hoặc BMS.
Trong các hệ thống chỉ cần tín hiệu trạng thái, công tắc chênh áp có lợi thế về cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt và không cần analog input trên DDC. Hệ thống chỉ cần một digital input để nhận trạng thái tiếp điểm. Chính vì vậy, công tắc chênh áp vẫn là một trong những thiết bị rất phổ biến trong hệ thống HVAC dù các cảm biến chênh áp điện tử ngày càng được sử dụng nhiều hơn.
MUA CÔNG TẮC CHÊNH ÁP TẠI SENSORS VIỆT NAM
Công tắc chênh áp là thiết bị dùng để phát hiện sự thay đổi chênh lệch áp suất giữa hai vị trí và chuyển trạng thái tiếp điểm khi đạt ngưỡng cài đặt. Trong hệ thống HVAC, thiết bị được sử dụng phổ biến để giám sát lọc gió AHU, cảnh báo lọc bẩn, xác nhận quạt hoạt động và giám sát trạng thái dòng khí.
Đối với các hệ thống chỉ cần tín hiệu ON/OFF, công tắc chênh áp là giải pháp đơn giản, hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Nếu cần đo chính xác giá trị chênh áp theo đơn vị Pa và truyền liên tục về BMS, nên sử dụng cảm biến chênh áp có ngõ ra 4-20mA, 0-10V hoặc RS485 Modbus RTU.