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 phía trước và phía sau bộ lọc gió. Đây là một trong những thiết bị được sử dụng phổ biến trong hệ thống HVAC, giúp 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 từng 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 đo về bộ điều khiển DDC, PLC hoặc hệ thống BMS.

Trong bài viết này, hãy cùng Sensors Việt Nam đi qua nguyên lý hoạt động, vai trò của việc giám sát chênh áp lọc, cách chọn loại tín hiệu và dải đo phù hợp, cũng như những lưu ý thực tế khi lắp đặt và tích hợp vào 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 dùng 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 vận hành, 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, bụi bẩn tích tụ trên bề mặt và bên trong vật liệu lọc làm tăng sức cản dòng khí, khiến chênh áp tăng dần. Nhờ đặc điểm này, cảm biến chênh áp AHU đảm nhận chức năng báo lọc bẩn, báo lọc dơ một cách khá trực quan.

Giá trị chênh áp qua lọc được xác định theo công thức đơn giản:

ΔP = P trước lọc - P sau lọc

Đơn vị thường dùng trong HVAC là Pascal (Pa). Ở một số tài liệu hoặc thiết bị đời cũ, bạn cũng có thể gặp các đơn vị như mmH2O hoặc inH2O, và cảm biến hiện đại thường cho phép quy đổi sang các đơn vị này. Giá trị ΔP càng tăng thì mức 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.

Xem thêm: Cảm biến chênh áp AHU EMS

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, sau đó chuyển đổi giá trị chênh áp thành tín hiệu điện tương ứng để gửi về bộ điều khiển.

Ví dụ, một cảm biến có dải đo 0-500 Pa và ngõ ra 4-20mA sẽ hoạt động như sau. 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 quy đổi thành giá trị Pa thực tế để hiển thị trên màn hình vận hành. Nhờ vậy, người vận hành biết chính xác chênh áp hiện tại của từng bộ lọc, thay vì chỉ nhận một tín hiệu ON/OFF.

Trên giao diện BMS, các giá trị có thể được hiển thị 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 kịp thời 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, 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, hệ thống có thể gặp hai vấn đề. Thứ nhất, lọc vẫn còn sử dụng tốt nhưng bị thay quá sớm, làm tăng chi phí vật tư và nhân công 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 gió. Điều này có thể làm tăng điện năng tiêu thụ và khiến hệ thống hoạt động kém hiệu quả hơn. Ở những khu vực yêu cầu cao như phòng sạch, bệnh viện hay nhà máy dược, lưu lượng gió suy giảm còn có thể ảnh hưởng đến số lần trao đổi không khí và độ chênh áp giữa các phòng.

Vì vậy, giám sát chênh áp không chỉ giúp xác định thời điểm thay lọc mà còn hỗ trợ tối ưu vận hành, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ chất lượng không khí trong công trình.

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. Dù vậy, 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 của toàn bộ cụm lọc. Cách làm này giúp BMS xác định chính xác bộ lọc nào đang bẩn và cần bảo trì. Ngoài ra, lọc thô thường bẩn nhanh hơn lọc tinh, nên khi đo riêng từng cấp, đội kỹ thuật có thể thay lọc thô đúng lúc để kéo dài tuổi thọ cho các cấp lọc phía sau, vốn có giá thành cao hơn.

Xem thêm: Cảm biến chênh áp AHU ECOSENSE

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. Do mức thấp nhất của dải đo là 4mA chứ không phải 0mA, nếu bộ điều khiển đọc được giá trị gần 0mA thì có thể nghi ngờ đứt dây hoặc mất nguồn cấp. 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.

Khi đấu nối, cần lưu ý cảm biến thường được cấp nguồn 24VDC (một số dòng dùng 24VAC/DC) và ngõ vào analog của DDC phải được cấu hình đúng chế độ đọc dòng, hoặc sử dụng điện trở chuyển đổi phù hợp nếu ngõ vào chỉ nhận tín hiệu điện áp.

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. Với tín hiệu điện áp, chiều dài và tiết diện dây có thể gây sụt áp, còn nhiễu điện từ từ biến tần hoặc dây động lực dễ ảnh hưởng đến giá trị đọc. Vì vậy, nên dùng cáp tín hiệu có bọc chống nhiễu và đi tách biệt với dây động lực.

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. Khi triển khai, cần thống nhất các thông số truyền thông như địa chỉ slave, tốc độ baud, parity và stop bit giữa cảm biến và bộ điều khiển. Với đường truyền dài, nên đấu nối theo dạng bus và cân nhắc dùng điện trở kết thúc ở cuối đường truyền để tín hiệu ổn định.

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. Bên cạnh giá trị chênh áp, nhiều dòng cảm biến Modbus còn cho phép đọc thêm các thông số khác như nhiệt độ hoặc trạng thái thiết bị, tùy theo model.

CÁCH CHỌN DẢI ĐO CẢM BIẾN CHÊNH ÁP LỌC AHU

Lựa chọn đúng dải đo là yếu tố quan trọng để đảm bảo độ chính xác và khả năng giám sát hiệu quả.

Nếu dải đo quá nhỏ, cảm biến có thể bị vượt toàn thang khi lọc bẩn nặng, khiến hệ thống không còn phản ánh đúng tình trạng thực tế. Nếu dải đo quá lớn, độ phân giải trong vùng vận hành thực tế sẽ giảm, 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. Các dải đo thường gặp trên thị trường gồm 0-250 Pa, 0-500 Pa, 0-1000 Pa và 0-2500 Pa. Ngoài ra, nên lưu ý đến áp suất tối đa mà cổng đo có thể chịu được (over pressure) để cảm biến không bị hư hỏng khi hệ thống phát sinh áp suất đột biến.

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 của hai loại thiết bị này 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 biết chính xác chênh áp đang là bao nhiêu Pa, lưu dữ liệu theo thời gian và thiết lập nhiều mức cảnh báo khác nhau.

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 đổi trạng thái 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. Còn 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 biểu đồ xu hướng để phục vụ công tác bảo trì dự phòng.

Ví dụ, nếu chênh áp của 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 và chủ động lên kế hoạch vật tư.

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. Cách phân cấp này giúp đội vận hành có thời gian chuẩn bị thay vì phải xử lý gấp khi hệ thống đã suy giảm hiệu suất.

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.

Xem thêm: Cảm biến chênh áp AHU Produal

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. Nếu đấu ngược, giá trị đo có thể âm hoặc bằng 0, gây hiểu nhầm về tình trạng 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. Nên bố trí cảm biến ở nơi dễ tiếp cận để thuận tiện cho việc kiểm tra và bảo trì, đồng thời hạn chế rung động mạnh hoặc nhiệt độ quá cao tại vị trí lắp.

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 trong các đợt bảo trì định kỳ. Cuối cùng, nên kiểm tra lại toàn bộ đường tín hiệu, so sánh giá trị hiển thị trên BMS với giá trị thực tế của cảm biến trước khi bàn giao hệ thống.

MUA CẢM BIẾN CHÊNH ÁP TẠI SENSORS VIỆT NAM

Sensors Việt Nam cung cấp các giải pháp cảm biến chênh áp khí, cảm biến chênh áp gió và công tắc chênh áp phục vụ hệ thống HVAC, AHU, PAU, BMS, phòng sạch, tăng áp cầu thang, giám sát lọc và hệ thống thông gió. Các lựa chọn bao gồm nhiều dải đo như 0-100 Pa, 0-250 Pa, 0-500 Pa, 0-1000 Pa, 0-2500 Pa và các dải đo âm/dương, kết hợp với các tín hiệu phổ biến như 4-20mA, 0-10V và Modbus RTU.

Mọi thông tin tư vấn và nhu cầu đặt hàng cảm biến chênh áp AHU, quý khách vui lòng liên hệ hotline 0911 660 660 hoặc truy cập website https://cambien.com.vn/ | https://www.sensors.vn/.