Trong thiết kế hoặc cải tạo nhà xưởng, hệ thống thông gió đôi khi được xem xét khá muộn, sau khi phần khung, mái, tường bao và bố trí máy móc gần như đã hoàn thiện. Khi đó mới phát sinh các vấn đề như khu vực sản xuất tích nhiệt, không khí khó lưu chuyển, vị trí dự kiến đặt quạt không thuận lợi hoặc phải bổ sung đường ống và giá đỡ.

Theo kinh nghiệm thực tế, nếu nhà xưởng có nhu cầu thông gió, hút khí nóng hoặc kết nối hệ thống hút qua đường ống thì nên xác định phương án quạt tương đối sớm. Điều này giúp việc bố trí thiết bị phù hợp hơn với không gian và kết cấu công trình.

Trước tiên cần xác định mục đích của hệ thống quạt

Không phải nhà xưởng nào cũng lắp quạt với cùng một mục đích.

Một số nhu cầu thường gặp gồm:

• Thông gió tổng thể nhà xưởng.
• Hút khí nóng tích tụ.
• Cấp không khí từ bên ngoài.
• Hút khí tại khu vực sản xuất.
• Kết nối hệ thống đường ống.
• Hỗ trợ hút bụi hoặc khói tại nguồn.
• Thông gió kho và khu vực phụ trợ.

Việc xác định đúng mục đích ảnh hưởng trực tiếp đến loại quạt, lưu lượng, áp suất, vị trí lắp và phương án đường khí.

Ví dụ, một quạt hút trực tiếp qua tường sẽ có yêu cầu bố trí khác với quạt ly tâm kết nối một hệ thống đường ống có nhiều nhánh.

Thể tích nhà xưởng quan trọng hơn chỉ nhìn diện tích sàn

Khi tính toán sơ bộ nhu cầu thông gió, chỉ biết diện tích nhà xưởng là chưa đủ.

Hai nhà xưởng cùng có diện tích 1.000 m² nhưng chiều cao lần lượt 5 m và 10 m sẽ có thể tích không khí khác nhau đáng kể.

Có thể xác định thể tích cơ bản theo:

V = Dài × Rộng × Cao

Từ thể tích không gian và yêu cầu trao đổi không khí mới có cơ sở để xác định lưu lượng cần thiết ở bước tiếp theo.

Tất nhiên đây mới là bước ban đầu. Với các hệ thống phức tạp còn phải xem nguồn nhiệt, đặc điểm sản xuất, dòng khí, đường ống và nhiều yếu tố khác.

Vị trí quạt nên được xem cùng với đường đi của không khí

Một lỗi khá dễ gặp là chọn vị trí đặt quạt dựa chủ yếu vào nơi “còn chỗ”.

Về mặt thông gió, nên nhìn cả đường đi:

Không khí cấp vào → khu vực cần thông gió → vị trí hút/xả.

Nếu cửa lấy gió và quạt hút bố trí không hợp lý, luồng khí có thể chỉ đi qua một phần nhà xưởng trong khi những khu vực khác vẫn tù khí.

Khi xem mặt bằng nên chú ý:

• Vị trí cửa ra vào.
• Cửa lấy gió.
• Tường bao.
• Máy móc.
• Vách ngăn.
• Nguồn phát nhiệt.
• Khu vực làm việc.
• Vị trí có thể đặt quạt.
• Hướng xả khí.

Nếu thiết kế ngay từ đầu, những yếu tố này dễ phối hợp hơn so với việc tìm vị trí đặt quạt sau khi nhà xưởng đã hoàn thiện.

Quạt gắn tường cần tính đến vị trí và phương án lắp

Với các dòng quạt hướng trục hoặc quạt hút dạng vuông lắp trên tường, ngoài thông số của quạt còn cần xem xét điều kiện tại vị trí lắp.

Một số câu hỏi nên được đặt ra:

• Kích thước ô chờ bao nhiêu?
• Quạt gắn trực tiếp hay cần khung phụ?
• Vị trí đó có thuận lợi cho bảo trì không?
• Có bị máy móc hoặc vật cản che cửa hút không?
• Hướng xả có phù hợp không?
• Khu vực bên ngoài có đủ thông thoáng không?
• Khi thiết bị hoạt động có cần giải pháp hạn chế truyền rung?

Những nội dung liên quan trực tiếp đến kết cấu và liên kết nên được kỹ sư phụ trách kiểm tra theo tải trọng, cấu tạo và điều kiện thực tế của công trình.

Không nên tự ý cắt hoặc thay đổi cấu kiện chịu lực chỉ để tạo vị trí lắp thiết bị.

Quạt đặt sàn hoặc trên bệ cũng cần chú ý rung động

Một số dòng quạt ly tâm và quạt công suất lớn được bố trí trên bệ hoặc khung đỡ.

Khi đó nên xem xét:

• Khối lượng thiết bị.
• Kích thước chân đế.
• Vị trí bulông neo.
• Tải trọng làm việc.
• Rung động.
• Khả năng tiếp cận bảo trì.
• Kết nối với đường ống.

Đặc biệt, quạt là thiết bị quay nên vấn đề rung không nên bị bỏ qua.

Nếu thiết bị có hiện tượng mất cân bằng, liên kết lỏng hoặc cụm quay bất thường, rung có thể tăng so với trạng thái vận hành bình thường.

Do đó phần bệ và liên kết nên được xem xét cùng thông tin kỹ thuật của thiết bị thay vì chỉ làm một bệ bê tông theo kích thước ước lượng.

Có đường ống thì phải xem thêm áp suất và trở lực

Đây là điểm khác biệt lớn giữa quạt thông gió trực tiếp và hệ thống hút có đường ống.

Một tuyến có thể gồm:

Chụp hút → ống dẫn → co → van → bộ lọc/thiết bị xử lý → quạt → đường xả.

Không khí đi qua các thành phần này sẽ gặp trở lực.

Vì vậy khi lựa chọn quạt cho hệ thống đường ống không nên chỉ hỏi:
Mà còn cần quan tâm đến khả năng đáp ứng lưu lượng tại mức áp suất mà hệ thống yêu cầu.

Đường ống càng phức tạp thì việc lựa chọn dựa duy nhất trên đường kính cánh hoặc công suất motor càng thiếu cơ sở.

Quạt hướng trục hay quạt ly tâm?

Không có câu trả lời chung cho tất cả công trình.

Quạt hướng trục

Dòng khí chủ yếu đi theo phương của trục quạt.

Nhóm này có nhiều cấu hình được sử dụng trong các hệ thống:

• Thông gió.
• Hút khí nóng.
• Cấp/hút không khí.
• Một số hệ thống đường ống phù hợp.

Quạt ly tâm

Không khí đi vào vùng tâm bánh công tác và thay đổi hướng khi qua quạt.

Dòng này thường được xem xét cho các hệ thống cần làm việc với đường ống và trở lực nhất định.

Tuy nhiên, tên loại quạt chỉ là bước phân nhóm ban đầu. Khi lựa chọn thực tế vẫn phải quay về lưu lượng, áp suất, môi trường, kiểu lắp và điểm làm việc của hệ thống.

Có thể tham khảo các dòng quạt công nghiệp để đối chiếu cấu tạo và ứng dụng của quạt hướng trục, quạt ly tâm, quạt hút trước khi xác định cấu hình cho công trình.

Đừng quên không gian bảo trì thiết bị

Đây là vấn đề khá thực tế nhưng đôi khi chỉ được phát hiện sau khi lắp đặt.

Quạt cần có không gian để:

• Quan sát.
• Vệ sinh.
• Kiểm tra motor.
• Kiểm tra vòng bi.
• Thay dây curoa nếu có.
• Tiếp cận puly.
• Tháo lưới bảo vệ.
• Xử lý khi thiết bị gặp sự cố.

Nếu quạt bị đặt quá sát tường, kẹp giữa các thiết bị hoặc nằm tại vị trí khó tiếp cận thì công tác bảo trì sau này sẽ bất tiện hơn.

Vì vậy, khoảng không bảo trì nên được xem xét ngay trong bố trí thiết bị.

Một số thông tin nên có trước khi chốt phương án quạt

Nếu đang ở giai đoạn thiết kế hoặc cải tạo nhà xưởng, mình nghĩ nên chuẩn bị ít nhất:

Thông tin công trình

• Chiều dài.
• Chiều rộng.
• Chiều cao.
• Mặt bằng.
• Mặt cắt nếu cần.

Nhu cầu thông gió

• Thông gió tổng thể.
• Hút nóng.
• Hút khí.
• Hút tại nguồn.
• Cấp khí.

Điều kiện vận hành

• Nhiệt độ.
• Bụi.
• Độ ẩm.
• Số giờ hoạt động.
• Đặc điểm dòng khí.

Thông tin hệ thống

• Vị trí dự kiến đặt quạt.
• Có hay không đường ống.
• Kích thước đường ống.
• Số nhánh.
• Các thiết bị nằm trên tuyến.

Điều kiện lắp đặt

• Gắn tường.
• Đặt sàn.
• Trên bệ.
• Treo.
• Kết nối đường ống.

Có càng nhiều dữ liệu thì việc lựa chọn thiết bị và phối hợp với phần xây dựng càng dễ cụ thể hóa.

Thiết kế mới và cải tạo nhà xưởng có cách tiếp cận khác nhau

Với nhà xưởng thiết kế mới, lợi thế là có thể phối hợp vị trí quạt, ô chờ, đường ống, bệ thiết bị và đường điện ngay từ đầu.

Trong khi đó, với nhà xưởng cải tạo, cần khảo sát những điều kiện đã tồn tại:

• Kết cấu hiện hữu.
• Máy móc.
• Vách.
• Mái.
• Cửa.
• Không gian đường ống.
• Nguồn điện.
• Vị trí có thể tiếp cận.

Không nên mặc định giải pháp của một công trình mới có thể áp dụng nguyên trạng cho nhà xưởng đang vận hành.

Kết luận

Quạt công nghiệp tuy chỉ là một hạng mục thiết bị nhưng có liên quan khá nhiều đến bố trí mặt bằng, đường khí, vị trí lắp, bệ/khung đỡ, đường ống và khả năng bảo trì sau này.

Nếu được xem xét từ giai đoạn thiết kế, kỹ sư có thể chủ động hơn về:

vị trí thiết bị → hướng luồng khí → ô chờ → đường ống → không gian bảo trì → phương án lắp đặt.

Còn nếu nhà xưởng đã hoàn thiện, nên khảo sát điều kiện hiện hữu trước khi quyết định vị trí và cấu hình quạt thay vì chỉ chọn thiết bị theo công suất motor.