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. Bài viết này của Sensors Việt Nam sẽ cung cấp thông tin chi tiết từ công tắc chênh áp là gì, hoạt động ra sao, dùng để giám sát lọc gió và quạt như thế nào đến cách chọn dải đo trong dòng ECO-PS và lắp đặt sao cho đúng.

CÔNG TẮC CHÊNH ÁP LÀ GÌ?

Công tắc chênh áp (tiếng Anh là differential pressure switch, viết tắt DPS) là thiết bị đo độ chênh lệch áp suất giữa hai điểm và đóng hoặc ngắt tiếp điểm điện khi độ chênh lệch đó vượt qua một ngưỡng đã cài đặt trước.

Trong hệ thống HVAC, hai điểm được so sánh thường là phía trước và phía sau lọc gió, phía hút và phía đẩy của quạt, hoặc hai bên của dàn trao đổi nhiệt và đoạn ống gió. Đơn vị đo thường dùng là pascal (Pa). Áp suất không khí trong AHU khá nhỏ, chỉ từ vài chục đến vài nghìn Pa, nên công tắc chênh áp cho HVAC có dải đo thấp và độ nhạy cao hơn những loại dùng cho nước hay khí nén.

Nhiều người nhầm lẫn với "cảm biến chênh áp" vì đều dùng để xác định sự thay đổi áp suất. Về mặt kỹ thuật, công tắc chênh áp chỉ cho tín hiệu đóng/ngắt (on/off), còn loại xuất tín hiệu liên tục như 0-10V hoặc 4-20mA mới gọi là cảm biến hay bộ truyền tín hiệu. 

→ Xem thêm: Cảm biến chênh áp và công tắc chênh áp khác nhau như thế nào?

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÔNG TẮC CHÊNH ÁP

Cấu tạo của công tắc chênh áp khá đơn giản. Bên trong có một màng cảm biến chia thân thiết bị thành hai buồng, mỗi buồng nối với một cổng lấy áp, gồm cổng áp cao (P+) và cổng áp thấp (P-). Một lò xo cùng vít chỉnh tạo lực cân bằng cho màng, quyết định ngưỡng áp suất mà tại đó công tắc chuyển trạng thái. Khi màng di chuyển đủ xa, nó tác động vào tiếp điểm điện để đóng hoặc ngắt mạch.

Cách vận hành có thể hình dung khá dễ. Khi chênh lệch áp suất giữa P+ và P- còn nhỏ hơn giá trị cài đặt, lò xo giữ màng ở vị trí ban đầu và tiếp điểm giữ nguyên trạng thái. Khi độ chênh tăng lên, ví dụ, lọc bẩn khiến áp suất phía trước lọc cao hơn hẳn phía sau, lực đẩy lên màng thắng lực lò xo, màng dịch chuyển và tác động vào microswitch. Lúc này, tiếp điểm chuyển trạng thái, tín hiệu được gửi về đèn báo, còi, tủ điều khiển hoặc hệ thống BMS. Khi chênh áp giảm xuống dưới ngưỡng, chẳng hạn sau khi thay lọc mới, lò xo đẩy màng về vị trí cũ và tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu.

Phần lớn công tắc dùng tiếp điểm SPDT với ba đầu nối: COM (chung), NO (thường hở) và NC (thường đóng). Bạn có thể đấu theo logic nào tiện cho hệ thống, báo động khi tiếp điểm đóng lại hoặc báo động khi tiếp điểm ngắt ra.

CÔNG TẮC CHÊNH ÁP HVAC DÙNG ĐỂ LÀM GÌ?

Trong hệ thống HVAC, công tắc chênh áp giống như một "người gác cổng" luôn theo dõi tình trạng luồng gió. 

Công tắc chênh áp phát tín hiệu khi lọc thô, lọc túi hay HEPA đã bẩn đến mức cần thay. Kế đến là thiết bị sẽ giám sát trạng thái quạt, xác nhận quạt đang chạy thật sự và phát hiện sớm tình trạng đứt dây curoa hay quạt hỏng.

Công tắc chênh áp còn đóng vai trò bảo vệ. Khi luồng gió bất thường, nó có thể khóa hoặc ngắt máy để tránh cháy điện trở sưởi hay đóng băng dàn lạnh. Trong phòng sạch, thiết bị giúp duy trì chênh áp dương hoặc âm giữa các khu vực. Ngoài ra, nhờ thay lọc đúng lúc thay vì theo lịch cứng, hệ thống tránh được tình trạng quạt phải gắng sức vì lọc quá bẩn, từ đó tiết kiệm điện.

Điểm cộng lớn của công tắc chênh áp là giá hợp lý, lắp nhanh, không cần cấp nguồn riêng cho phần cảm biến, và tín hiệu ngõ ra rất dễ tích hợp vào mọi loại tủ điều khiển.

CÔNG TẮC CHÊNH ÁP GIÁM SÁT LỌC GIÓ AHU

Lọc gió càng dùng càng tích bụi, kéo theo trở lực qua lọc (chính là độ chênh áp giữa hai phía lọc) tăng dần. Lọc bẩn làm lưu lượng gió cấp giảm, nên phòng không đạt nhiệt độ mong muốn. Quạt phải làm việc nặng hơn, tốn điện hơn và nhanh xuống cấp. Dàn lạnh nhận ít gió hơn nên dễ đóng băng. Với phòng sạch, bệnh viện hay nhà máy dược, lọc quá bẩn hoặc rách còn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng không khí.

Bạn lắp hai ống lấy áp ở hai phía bộ lọc: ống nối cổng P+ đặt ở phía trước lọc (phía gió vào), ống nối cổng P- đặt ở phía sau lọc (phía gió ra). Lọc sạch thì chênh áp thấp, lọc bẩn dần thì chênh áp tăng lên. Khi chạm ngưỡng cài đặt, công tắc báo tín hiệu để thay lọc.

Một mẹo nhỏ khi vận hành: với AHU có nhiều cấp lọc, hãy lắp riêng một công tắc cho từng cấp. Như vậy bạn biết chính xác cấp nào cần thay, không phải mở từng tầng lọc ra kiểm tra.

CÔNG TẮC CHÊNH ÁP GIÁM SÁT QUẠT

Bên cạnh lọc gió, công tắc chênh áp còn được dùng để xác nhận quạt đang hoạt động hay không.

Khi lắp, cổng P+ nối với phía đẩy (sau quạt), cổng P- nối với phía hút (trước quạt) hoặc để hở ra môi trường tùy cấu hình. Quạt chạy thì chênh áp tăng vượt ngưỡng, tiếp điểm chuyển trạng thái và xác nhận quạt đã chạy. Nếu quạt dừng hoặc mất gió, chênh áp rơi xuống, tiếp điểm nhả ra và hệ thống phát cảnh báo.

Trong thực tế, cách dùng này hay gặp nhất ở việc bảo vệ điện trở sưởi, bảo vệ dàn lạnh , cảnh báo đứt dây curoa, và liên động với BMS để dừng hệ thống khi mất luồng gió. Với quạt, ngưỡng thường được cài đặt ở khoảng 50 đến 70% chênh áp làm việc bình thường. Cài quá thấp thì khó phát hiện khi gió yếu, cài quá cao thì dễ báo lỗi giả lúc quạt khởi động hoặc chạy ở tần số thấp.

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 dùng để giám sát lọc gió có trở lực thấp, xác nhận hoạt động của quạt và phát hiện trạng thái dòng khí.

Nhờ khả năng cài đặt ngưỡng từ 20 Pa, ECO-PS300 đặc biệt hợp với những ứng dụng cần phát hiện mức chênh áp tương đối nhỏ. Bạn có thể tự điều chỉnh điểm chuyển mạch theo yêu cầu thực tế của hệ thống thay vì phải dùng 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 khoảng đo thích 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 dùng 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 bạn 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 ECO-PS300, ECO-PS500 và ECO-PS1000.

Khi chọn model này, bạn 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 lên 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 ở mức chênh áp lớn.

Bạn không nên dùng ECO-PS5000 cho những ứng dụng chỉ cần phát hiện chênh áp vài chục hoặc vài trăm Pa, vì dải điều chỉnh lúc này 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. Bạn không nên mặc định chọn model có dải lớn nhất, vì dải điều chỉnh cần phù hợp với vùng áp suất cần giám sát.

Ví dụ, 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 sẽ phù hợp hơn. Với các hệ thống cần điểm chuyển mạch trên 500 Pa, bạn có thể cân nhắc ECO-PS1000 hoặc các model có dải cao hơn tùy giá trị thực tế.

Nguyên tắc quan trọng nhất là chọn model có dải điều chỉnh bao phủ được ngưỡng cần cài đặt, nhưng không quá lớn so với giá trị vận hành.

CÁCH LỰA CHỌN CÔNG TẮC CHÊNH ÁP ECO-PS PHÙ HỢP

Để chọn đúng model, bạn có thể đi theo tư duy sau.

Trước hết, hãy xác định vị trí cần giám sát: lọc, quạt hay hệ thống ống gió, vì mỗi vị trí có mức chênh áp làm việc khác nhau. Tiếp theo là xác định ngưỡng cần báo. Với lọc gió, bạn lấy mức chênh áp cuối theo khuyến nghị của nhà sản xuất lọc. Với quạt, bạn lấy khoảng 50 đến 70% chênh áp làm việc thực tế, và nên đo bằng đồng hồ chênh áp hoặc manometer khi hệ thống đang chạy để có số liệu sát nhất.

Sau đó, hãy chọn model sao cho ngưỡng nằm ở khoảng giữa dải đo, vì đây là vùng thiết bị cho độ chính xác và độ ổn định tốt nhất. Tránh chọn khi ngưỡng sát mép dưới hoặc mép trên của dải. Để tham khảo nhanh, ngưỡng dưới 250 Pa hợp với ECO-PS300, khoảng 100 đến 400 Pa hợp với ECO-PS500, khoảng 200 đến 900 Pa hợp với ECO-PS1000, khoảng 600 đến 2200 Pa hợp với ECO-PS2500, và khoảng 1200 đến 4500 Pa hợp với ECO-PS5000.

Cuối cùng, đừng quên kiểm tra thông số điện và phụ kiện: điện áp, dòng tải của tiếp điểm có phù hợp mạch điều khiển không, cấp bảo vệ IP, và bộ phụ kiện đi kèm như ống dẫn, đầu lấy áp, giá đỡ. Nếu phân vân giữa hai model liền kề, hãy chọn model có dải đo bao được ngưỡng cần cài với biên dự phòng tốt hơn.

CÔNG TẮC CHÊNH ÁP VÀ CẢM BIẾN CHÊNH ÁP KHÁC NHAU NHƯ THẾ NÀO?

Đây là câu hỏi rất hay gặp, vì hai loại thiết bị có tên gần giống nhau nhưng vai trò khác nhau.

Công tắc chênh áp chỉ cho biết hai trạng thái, tức là chênh áp đã vượt ngưỡng hay chưa. Ngõ ra là tiếp điểm khô (đóng hoặc ngắt), không cần nguồn cấp cho phần cảm biến, cấu tạo đơn giản, giá thấp, bền và dễ lắp. Nó phù hợp khi bạn chỉ cần cảnh báo hoặc liên động.

Cảm biến chênh áp đo giá trị chênh áp liên tục và xuất tín hiệu analog như 0-10V hoặc 4-20mA về PLC, BMS. Loại này cần cấp nguồn và có giá thành cao hơn, đổi lại bạn theo dõi được xu hướng thay đổi theo thời gian, xem được giá trị thực và cài nhiều mức cảnh báo bằng phần mềm.

Trong thực tế, với AHU thông thường chỉ cần báo lọc bẩn và xác nhận quạt chạy thì công tắc chênh áp là đủ và kinh tế nhất. Với phòng sạch, bệnh viện, hoặc hệ thống cần điều khiển áp suất phòng và ghi nhận dữ liệu để kiểm định thì nên dùng cảm biến. Nhiều công trình chọn cách kết hợp: cảm biến ở các vị trí quan trọng, công tắc ở những vị trí còn lại.

CÁCH LẮP ĐẶT CÔNG TẮC CHÊNH ÁP TRONG AHU

Lắp đặt đúng quyết định phần lớn độ tin cậy của thiết bị. Bạn có thể làm theo trình tự sau.

Đầu tiên, chọn vị trí gắn thiết bị trên vách hoặc thân AHU, ở nơi bằng phẳng và ít rung. Nên gắn đúng hướng khuyến cáo trong tài liệu (thường là màng đặt thẳng đứng) vì hướng lắp ảnh hưởng đến ngưỡng tác động, đồng thời tránh nơi nhiệt độ quá cao hoặc ẩm ướt trực tiếp.

Tiếp theo là lắp đầu lấy áp. Khoan lỗ trên vách AHU ở hai phía của lọc gió rồi gắn đầu lấy áp. Đầu lấy áp nên cách bề mặt lọc một khoảng vừa đủ, không sát quá vì sẽ làm số đo sai, và tránh đặt ngay chỗ có dòng gió xoáy mạnh.

Sau đó, nối ống dẫn áp bằng ống silicone hoặc ống mềm chuyên dụng. Phía trước lọc nối vào cổng P+, phía sau lọc nối vào cổng P-. Đây là lỗi hay gặp nhất, vì nối ngược thì công tắc sẽ không hoạt động như mong muốn. Ống nên đi gọn, không gấp khúc, không dài quá mức và các đầu nối phải kín để tránh rò áp.

Bước đấu dây tiếp điểm tùy theo logic điều khiển của bạn. Nếu muốn báo động khi lọc bẩn, thường đấu qua chân COM và NO. Hãy kiểm tra dòng tải và điện áp của tiếp điểm trước khi đấu, và nếu tải lớn thì nên đi qua rơle trung gian. Sau khi đấu xong, vặn vít chỉnh đến giá trị cần báo. Với lọc gió, hãy ghi lại chênh áp khi lọc còn sạch, rồi cài ngưỡng theo mức chênh áp cuối khuyến nghị.

Bước cuối cùng là chạy thử. Cho AHU hoạt động và quan sát trạng thái tiếp điểm. Bạn có thể dùng đồng hồ đo chênh áp để đối chiếu, hoặc thử che tạm một phần bề mặt lọc thô để tăng chênh áp và xem thiết bị có tác động hay không.

Để thiết bị bền hơn, hãy tránh để nước ngưng tụ đọng trong ống dẫn áp bằng cách đi ống có độ dốc hợp lý, không siết vít quá mạnh vì dễ nứt đầu cổng áp, thường xuyên làm sạch đầu lấy áp nếu có bụi bám, và luôn cắt điện khi đấu dây.

ỨNG DỤNG CỦA CÔNG TẮC CHÊNH ÁP TRONG HVAC

Ngoài AHU, công tắc chênh áp xuất hiện ở rất nhiều vị trí khác trong hệ thống HVAC và thông gió.

Ở các thiết bị xử lý không khí như AHU, PAU, FCU, công tắc chênh áp giám sát lọc gió, xác nhận quạt chạy và bảo vệ dàn lạnh, dàn sưởi. Trong phòng sạch, phòng mổ và phòng thí nghiệm, công tắc chênh áp theo dõi tình trạng HEPA và giúp duy trì chênh áp giữa các phòng. Các nhà máy dược, thực phẩm, điện tử dùng để theo dõi hiệu quả lọc trong quy trình sản xuất.

Với hệ thống an toàn cháy nổ như hút khói hay tăng áp cầu thang, công tắc chênh áp xác nhận quạt hoạt động khi có sự cố. Trong hệ thống hút bụi và xử lý khí thải công nghiệp, công tắc chênh áp phát hiện túi lọc bị bít hoặc quạt mất áp. Trung tâm dữ liệu dùng nó để giám sát lọc gió của hệ thống làm mát chính xác (CRAC/CRAH), còn hệ thống thông gió bãi đỗ xe và nhà xưởng dùng nó để xác nhận quạt hút, quạt cấp đang chạy.

Điểm chung của mọi ứng dụng này là nhu cầu biết sớm khi luồng gió gặp vấn đề, để xử lý trước khi ảnh hưởng đến chất lượng không khí, thiết bị và chi phí vận hành.

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/.