Trong hệ thống HVAC, van gió đóng vai trò điều tiết lưu lượng không khí, và động cơ van gió chính là "bộ não" điều khiển cánh van đóng mở theo tín hiệu từ hệ thống BMS. 

Khi chọn động cơ van gió, một trong những yếu tố quan trọng cần xem xét là chọn loại có lò xo hồi hay không có lò xo hồi. Đây không chỉ là khác biệt về cấu tạo, mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn cháy nổ, chi phí đầu tư và hiệu quả vận hành lâu dài của công trình. Bài viết dưới đây sẽ so sánh chi tiết hai loại động cơ này và hướng dẫn cách chọn đúng loại động cơ cho từng ứng dụng cụ thể.

ĐỘNG CƠ VAN GIÓ CÓ LÒ XO HỒI LÀ GÌ?

Động cơ van gió có lò xo hồi là loại motor được tích hợp thêm một lò xo cơ khí bên trong thân động cơ. Trong điều kiện vận hành bình thường, động cơ dùng điện để kéo lò xo và giữ cánh van ở vị trí mong muốn theo tín hiệu điều khiển. Nhưng khi mất điện hoặc có tín hiệu khẩn cấp, lò xo sẽ tự động bung ra và đẩy cánh van về vị trí an toàn đã được cài đặt sẵn, thường là đóng hoàn toàn hoặc mở hoàn toàn, mà không cần bất kỳ nguồn điện nào hỗ trợ.

Chính vì cơ chế này, động cơ có lò xo hồi thường được gọi là loại "fail-safe", nghĩa là dù hệ thống gặp sự cố thì van vẫn tự trở về trạng thái an toàn. Đây là lý do dòng động cơ này gần như là tiêu chuẩn bắt buộc cho các van gió chống cháy và van gió khói trong các công trình có yêu cầu PCCC nghiêm ngặt.

Về cấu tạo, động cơ có lò xo hồi thường có kích thước lớn hơn, nặng hơn một chút so với loại không lò xo do phải chứa thêm bộ lò xo và cơ cấu nhả lò xo. Thời gian đóng van khẩn cấp thường dao động trong khoảng 15 đến 20 giây tùy hãng sản xuất và mô-men xoắn thiết kế.

ĐỘNG CƠ VAN GIÓ KHÔNG LÒ XO HỒI LÀ GÌ?

Động cơ van gió không lò xo hồi hoạt động hoàn toàn dựa vào tín hiệu điện để điều khiển vị trí cánh van. Khi có điện, motor sẽ xoay trục theo tín hiệu điều khiển để mở, đóng hoặc điều chỉnh góc van ở bất kỳ vị trí trung gian nào. Điểm đặc biệt là khi mất điện, van sẽ giữ nguyên vị trí cuối cùng trước đó, đây gọi là cơ chế "fail-in-place".

Vì không cần cơ cấu lò xo cơ khí, loại động cơ này có thiết kế gọn nhẹ hơn, cấu tạo đơn giản hơn và giá thành thường rẻ hơn so với loại có lò xo hồi cùng mô-men xoắn. Đây cũng là lý do động cơ không lò xo hồi được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng điều tiết lưu lượng gió thông thường, không liên quan đến yêu cầu an toàn cháy nổ, ví dụ như van gió điều tiết VAV, van gió trộn khí tươi, hay các hệ thống điều hòa không khí trung tâm dân dụng và thương mại.

→ Xem thêm: Động cơ van gió 24VAC/DC và 230VAC khác nhau như thế nào 

SO SÁNH ĐỘNG CƠ VAN GIÓ CÓ LÒ XO HỒI VÀ KHÔNG LÒ XO HỒI

Nguyên lý hoạt động
Sự khác biệt lớn nhất nằm ở cơ chế của van khi mất điện. Động cơ có lò xo hồi luôn đưa van về vị trí an toàn định sẵn, còn động cơ không lò xo hồi thì giữ nguyên vị trí cuối cùng cho đến khi có điện trở lại.

Cấu tạo và kích thước
Động cơ có lò xo hồi cồng kềnh hơn do phải tích hợp thêm lò xo cơ khí, trong khi động cơ không lò xo hồi nhỏ gọn hơn nhiều vì chỉ có motor và bộ truyền động bánh răng.

Chi phí đầu tư
Động cơ có lò xo hồi thường đắt hơn khoảng 30 đến 60% so với động cơ không lò xo hồi cùng mô-men xoắn và cùng thương hiệu, vì phải chi trả thêm cho cơ cấu lò xo và độ bền cơ khí cao hơn.

Độ bền và tuổi thọ
Động cơ không lò xo hồi thường có tuổi thọ vận hành cao hơn một chút do ít chi tiết cơ khí chịu lực liên tục, còn lò xo hồi qua thời gian dài sử dụng có thể bị chai, giảm lực đàn hồi và cần được kiểm tra bảo trì định kỳ để đảm bảo vẫn đóng van đúng thời gian khi cần.

Mức tiêu thụ điện năng
Động cơ không lò xo hồi tiêu thụ điện ổn định và ít hơn vì không cần dòng điện duy trì liên tục để giữ lò xo ở trạng thái nén, trong khi động cơ có lò xo hồi cần dòng điện giữ liên tục trong suốt thời gian vận hành bình thường để chống lại lực đàn hồi của lò xo.

Ứng dụng cụ thể
Động cơ có lò xo hồi được sử dụng phổ biến tại các vị trí liên quan đến an toàn, PCCC khi có sự cố, còn động cơ không lò xo hồi phù hợp cho các vị trí điều tiết gió thông thường không có yêu cầu về an toàn cháy nổ.

KHI NÀO NÊN CHỌN ĐỘNG CƠ VAN GIÓ CÓ LÒ XO HỒI VÀ KHÔNG LÒ XO HỒI?

Việc lựa chọn đúng loại động cơ không chỉ dựa trên yếu tố chi phí mà còn dựa trên chức năng của van gió trong hệ thống và yêu cầu về an toàn của công trình.

Động cơ van gió có lo xo hồi

Nên chọn động cơ có lò xo hồi khi lắp đặt cho:

• Van gió chống cháy tại các vách ngăn cháy
• Van gió khói trong hệ thống hút khói hành lang và cầu thang thoát hiểm
• Van gió chống cháy kết hợp chống khói
• Các vị trí quy chuẩn PCCC yêu cầu van phải tự động đóng hoặc mở khi có sự cố mất điện hoặc báo cháy. 

Ngoài ra, các công trình cao tầng, trung tâm thương mại, bệnh viện, nhà máy có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn cháy nổ nên ưu tiên dùng loại động cơ này cho các van thuộc hệ thống an toàn.

Động cơ van gió không lo xo hồi

Loại động cơ van gió này phù hợp với: 

• Van điều tiết gió tươi
• Van trộn gió hồi
• Van VAV điều chỉnh lưu lượng theo tải nhiệt phòng
• Các vị trí chỉ cần điều khiển chính xác góc mở van theo tín hiệu BMS mà không đòi hỏi phải tự động về vị trí an toàn khi mất điện 

Một tip nhỏ là hãy xác định trước chức năng của van gió đó có nằm trong hệ thống an toàn hay không, nếu có thì chọn lò xo hồi, còn nếu chỉ là điều tiết thông thường thì có thể chọn loại không lò xo hồi để tối ưu ngân sách dự án.

MÔ-MEN XOẮN ĐỘNG CƠ VAN GIÓ CÓ LÒ XO HỒI VÀ KHÔNG CÓ LÒ XO HỒI - ỨNG DỤNG CỤ THỂ

Mô-men xoắn (torque) là thông số kỹ thuật quan trọng quyết định động cơ có đủ lực để xoay được cánh van gió theo kích thước và áp suất gió thực tế hay không. Việc chọn sai mô-men xoắn, dù là loại có lò xo hay không lò xo, đều khiến van hoạt động ì ạch, đóng mở không dứt khoát hoặc nhanh hỏng motor do quá tải.

Động cơ cho van gió có kích thước nhỏ

Với các van gió kích thước nhỏ, diện tích cánh van dưới khoảng 0,5 mét vuông, mô-men xoắn từ 4 đến 10 Nm thường là đủ cho cả hai loại động cơ. Đây là dải phổ biến cho các van gió điều tiết trong hệ thống ống gió nhánh của văn phòng, căn hộ hoặc phòng họp nhỏ.

Động cơ cho van gió có kích thước trung bình

Với van gió kích thước trung bình, diện tích từ 0,5 đến 1,5 mét vuông, cần mô-men xoắn khoảng 10 đến 20 Nm. Đây là dải thường gặp ở van gió chính của các trục gió trong tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại tầm trung.

Động cơ cho van gió có kích thước lớn

Với van gió kích thước lớn, diện tích trên 1,5 mét vuông hoặc van chịu áp suất gió cao trong các hệ thống công nghiệp, nhà máy, cần mô-men xoắn từ 20 đến 40 Nm hoặc cao hơn, và ở dải này động cơ có lò xo hồi cần công suất motor mạnh hơn đáng kể so với loại không lò xo hồi cùng mô-men xoắn, vì motor vừa phải thắng lực cản của gió vừa phải nén lò xo trong quá trình vận hành bình thường.

Động cơ cho van gió chống cháy nổ

Đối với các van gió chống cháy kích thước lớn tại các trục gió chính hoặc van khói tại buồng thang thoát hiểm, nên ưu tiên chọn mô-men xoắn dư ra so với tính toán lý thuyết, phổ biến ở mức an toàn cộng thêm 20 đến 30%, để đảm bảo lò xo hồi luôn đủ lực đóng van dứt khoát ngay cả khi lò xo đã qua nhiều năm sử dụng và lực đàn hồi có phần suy giảm.