Tổng quan về biến tần hãng INVT thiết kế hệ thống thông gió sử dụng biến tần GD 10

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN INVT
1.1. Giới thiệu về biến tần
1.1.1. Lịch sử phát triển của biến tần
“Khái niệm biến tần “inverter” được đặt ra đầu tiên bởi David Prince.
Cho đến thời điểm này chưa có tài liệu nào nói về nguồn gốc của thuật ngữ kỹ
thuật thường được sử dụng này. Tuy nhiên vào năm 1925 David Prince đã xuất
bản một bài báo trên tạp chí GE ( vol.28, số 10, p.676-81) trích dẫn “các biến
tần”. Bài viết của ông có gần như tất cả các yếu tố quan trọng nhất của biến tần
hiện dại và là ấn phẩm đầu tiên sử dụng thuật ngữ đó trong các tài liệu mở.
David Prince giải thích rằng một bộ inverter được sử dụng để chuyển đổi trực
tiếp nguồn điện một chiều thành nguồn xoay chiều một pha hoặc ba pha xoay
chiều. Trong bài viết này tác giả lý giải cách làm việc của bộ inverter: Ban đầu
là dùng mạch chỉnh lưu dòng điện sau đó đưa qua mạch nghịch lưu, tinh chỉnh
dòng điện một chiều và rút ra được dòng điện xoay chiều ở đầu kia”.
.”( [1]. Vũ Ngọc Minh (2015), “Biến tần công nghiệp”, NXB Hàng Hải.)
1.1.2. Khái niệm
Biến tần là thiết bị điện tử dùng để biến đổi nguồn điện xoay chiều có
tần số và biên độ xác định sang nguồn điện xoay chiều khác có tần số và biên độ
thay đổi được.
1.1.3. Phân loại biến tần
Có rất nhiều phương pháp phân loại biến tần
+ Phân loại theo phương pháp biến đổi:
- Biến tần trực tiếp
- Biến tần gián tiếp
+ Phân loại theo nguồn ra:
- Biến tần nguồn dòng
- Biến tần nguồn áp
+ Phân loại theo phương pháp điều khiển:
- Phương pháp điều khiển V/f
- Phương pháp điều khiển vector
1

+ Phân loại theo nguồn cấp vào
- Biến tần một pha
- Biến tần ba pha
1.1.4. Các ứng dụng của biến tần
Với ưu thế điều khiển, giá thành thấp, bảo trì bảo dưỡng đơn giản hệ
truyền động biến tần – động cơ xoay chiều 3 pha được sử dụng ngày càng phổ
biến để điều khiển tốc độ cho tất cả máy móc trong các nghành, đặc biệt trong
công nghiệp và xây dựng: thang máy, cần trục cẩu trục, máy nghiền máy cán,
bơm, quạt…. Sau đây là một số ứng dụng phổ biến.
+ Ứng dụng của biến tần trong bơm nước
Đây là giải pháp ứng dụng phổ biến nhất của biến tần.

Hình 1.1. Hệ thống bơm nước sử dụng biến tần
Trước đây, hệ thống cung cấp nước thường được sử dụng bể trung gian,
bể đặt càng cao, áp lực của nước càng lớn. Nước từ bể trung gian được cấp cho
các hộ tiêu thụ bằng hệ thống ống dẫn. Hệ thống bơm chạy theo kiểu on/off. Khi
bể trung gian gần hết nước làm cho hệ thống phao hoạt động điều khiển bơm
nước chạy, khi bể đầy thì bơm ngừng chạy. Hệ thống này bị giới hạn bởi bể
chứa và thể tích của bình nên nó chỉ phù hợp với một khu dân cư nhỏ. Đối với
hệ thống bơm nước lớn thì nước được bơm trực tiếp vào đường ống bằng động
2


cơ nhiều cấp tốc độ để điều khiển áp lực và lưu lương nước. Tất cả các hệ thống
này đều gây hao phí năng lượng, làm giảm độ bền hệ thống và gây hư hỏng
đường ống.
Ngày nay, hệ thống bơm được sử dụng biến tần để điều khiển. Do đó áp
suất và lưu lượng có thể tùy chọn. Như vậy sẽ giúp tiêt kiệm năng lương, hệ

thống có tuổi thọ tăng nên giảm chi phí bảo trì và sửa chữa.
Khi sử dụng biến tần để điều tiết lưu lượng, đặc tính bơm sẽ thay đổi và
điểm làm việc sẽ dịch chuyển dọc theo đường đặc tính của hệ thống thủy lực
như hình 1.2.

Hình 1.2. Điều chỉnh lưu lượng bằng biến tần
Tại mỗi điểm làm việc, công suất tiếp nhận bởi lưu chất có thể tích bằng
tích của áp suất và lưu lượng và biểu diễn bởi diện tích hình chữ nhật gạch chéo
trên hình 1.3. So sánh diện tích này ở hai phương thức điều khiển với cùng một
lưu lượng làm việc dễ dàng nhận thấy công suất bơm cần phải nhỏ hơn giá trị
định mức của hệ thống. Áp suất khi đó được giảm theo lưu lượng nhờ vậy tránh
tiêu phí năng lượng do tổn thất áp suất như trong trường hợp điều khiển bằng
van.

3


Hình 1.3. Công suất tiêu thụ khi sử dụng biến tần
+ Úng dụng của biến tần trong hệ thống điều nhiệt và thông gió
Hệ thống điều nhiệt và thông gió nhìn chung bao gồm các động cơ cho
bơm tuần hoàn, quạt. Các động cơ này đều yêu cầu điều khiển lưu lượng.
Việc sử dụng biến tần điều khiển động cơ cho phép điều khiển áp lực,
lưu lượng theo yêu cầu cần thiết, khởi động mềm, tối ưu hóa hạt động của động
cơ, tiết kiệm năng lượng… đáp ứng nhu cầu thải nhiệt và thông gió.
+ Ứng dụng của biến tần trong băng tải
Hệ truyền động băng tải có mô men khởi động rất lớn. Biến tần có thể
tạo momen khởi động lớn nhưng vẫn đảm bảo dòng điện khởi động trong giới
hạn cho phép của lưới. Khả năng khởi động và dùng nhẹ nhàng được thực hiện
bằng cách điều khiển thời gian cần thiết để tăng giảm tốc độ.
-Ưu điểm:

Cho phép điều chỉnh tốc độ băng tải phù hợp với yêu cầu quy trình sản xuất
Năng lượng được tiết kiệm khi chạy động cơ ở tốc độ phù hợp với yêu
cầu của tải, hệ số công suất của động cơ cao.
Khi nhiều động cơ được sử dụng, tốc độ có thể được đồng bộ và tải có
thể được chia sẻ giữa các động cơ.
Có thể bù trượt tốc độ, phát hiện quá momen, dò tìm tốc độ .. giúp băng
tải luôn ổn định.
4


1.2. Biến tần INVT
1.2.1. Giới thiệu
INVT được thành lập vào năm 2002, và dẫn đầu toàn cầu về việc cung
cấp các các sản phẩm và dịch vụ tự động hóa công nghiệp và năng lượng điện.
INVT là một công ty công nghệ cao cấp quốc gia với 15 công ty con, có kinh
doanh liên quan đến hệ thống điều khiển thang máy, điều khiển công nghiệp,
năng lượng mới, kéo đường sắt, servo và điều khiển chuyển động, quản lý năng
lượng, xây dựng hệ thống thông minh, …vv
INVT có thể cung cấp một loạt các loại biến tần cao, trung, và điện áp
thấp có mục đích chung và biến tần công nghiệp cụ thể với hiệu điện thế khác
nhau, từ 220V-10KV và một dải công suất từ 0.4 - 8000KW. Chúng được sử
dụng đa dạng trong các ngành công nghiệp như: nâng, hạ, khai thác mỏ, luyện
kim, dệt may, máy công cụ, hóa chất, nhựa, dầu khí, thành phố, xi măng, điện,
…vv. Ngoài biến tần, INVT còn cung cấp cho đối tác và khách hàng các sản
phẩm PLC, HMI, UPS, BPD, servo và hệ thống chuyển động, biến tần điện gió
và biến tần quang điện…vv
1.2.2 Các sản phẩm biến tần INVT chuyên dụng
“Biến tần đa năng GD-10, GD20
Biến tần GD-10, GD-20 là dòng biến tần đa năng công suất nhỏ của hãng
INVT, nó có tính năng điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ với độ ổn định

cao, được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất và mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Hình 1.4. Ứng dụng biến tần GD-10, GD-20 vào sản xuất
5


+ Biến tần GD-10, GD-20 có chức năng điều khiển chính:
- Chế độ điều khiển V/F.
- Nhiều tính năng điều khiển: Điều khiển PID, đa cấp tốc độ, chế độ
định thời,…
- Nhiều ngõ vào ra Analog và Digital lập trình được, phù hợp cho nhiều
loại ứng dụng khác nhau.
- Tích hợp bộ lọc giảm nhiễu điện từ trong môi trường dân dụng và công
nghiệp.
- Tích hợp bộ cài đặt thời gian trễ và bộ đếm để phù hợp với các ứng dụng khác nhau.
- Cung cấp đầy đủ các chế độ bảo vệ motor: quá dòng, quá áp, quá tải, quá nhiệt,
thấp áp…
- Hoạt động liên tục với chức năng tự reset lỗi và duy trì hoạt động khi bị
mất điện thoáng qua, dải điện áp hoạt động rộng phù hợp với những nơi điện
chập chờn.
Biến tần GD-10, GD-20 được thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm không gian, lắp
đặt và cài đặt dễ dàng. Tích hợp sẵn cổng RS 485 với giao thức truyền thông
Modbus RTU. Kết nối máy tính để giám sát quá trình hoạt động cũng như cài
đặt thông số cho biến tần.
Biến tần GD-10, GD-20 được ứng dụng rộng rãi cho nhiều loại máy móc
tự động hóa có công suất nhỏ: máy se sợi, máy thổi, bơm quạt....
Biến tần chuyên dụng cho máy bơm nước CHV160A
Biến tần CHV160A là dòng biến tần chuyên dụng cho cấp nước của
hãng INVT. Biến tần CHV160A được thiết kế đặc biệt tích hợp sẵn card điều
khiển đẳng áp đa bơm chuyên dụng trong các hệ thống cấp nước có yêu cầu tự

động điều chỉnh áp suất ổn định. Nó có ưu điểm là tiết kiện năng lượng, chi phí
đầu tư thấp và mang lại hiệu quả kinh tế cao.

6


Hình 1.5. Ứng dụng biến tần CHV160A vào bơm nước
+ Biến tần CHV160A có chức năng điều khiển chính:
- Tích hợp nhiều tính năng điều khiển: Chạy đa cấp tốc độ, chế độ định
thời, PID...
- Chức năng điều khiển bơm ngủ đông: hỗ trợ ngủ đông mềm, hệ thống
đi vào trạng thái ngủ đông và điều khiển 01 bơm ngủ đông. Bằng cách thiết lập
các điều kiện đánh thức, hệ thống sẽ tự hoạt động trở lại.
- Chức năng điều khiển bơm luân phiên: chống sự gỉ sét khi không hoạt
động và 01 bơm khác phải hoạt động trong thời gian dài. Các bơm luân phiên
nên có công suất bằng nhau, việc luân phiên sẽ làm áp suất hệ thống dao động.
- Được tích hợp nhiều ngõ vào - ra Analog và Digital lập trình được, phù
hợp cho nhiều loại ứng dụng khác nhau.
- Cung cấp 26 mã lỗi với đầy đủ các chế độ bảo vệ motor: quá dòng, quá
áp, thấp áp, quá nhiệt, quá tải, mất pha, bảo vệ quá tải động cơ, bảo vệ ngắn
mạch, mất pha, kẹt rotor….
- Hỗ trợ 2 loại điều khiển bơm đẳng áp: Cố định bơm và luân phiên bơm
giúp điều khiển linh hoạt bơm.
- Điều chỉnh 8 đoạn áp suất trong 1 ngày và lệnh đặt đa cấp áp suất lên
đến 16 cấp.
- Hỗ trợ chế độ tự động điều chỉnh điện áp (AVR).

7

- Chức năng reset lỗi tự động và duy trì hoạt động khi bị mất điện thoáng
qua, dải điện áp hoạt động rộng đáp ứng tốt với những nơi điện lưới chập chờn
và điện áp thấp.
Biến tần CHV160A được thiết kế nhỏ gọn dễ lắp đặt, vỏ thiết bị thiết kế
phù hợp với môi trường (chống bụi, chống nước tạt, chống ăn mòn), giao diện
và thông số cài đặt thân thiện với người dùng. Biến tần được tích hợp sẳn cổng
Modbus RTU. Kết nối máy tính trung tâm để giám sát quá trình hoạt động cũng
như cài đặt thông số cho biến tần.
Biến tần CHV160A được ứng dụng rộng rãi cho nhiều hệ cấp nước trong
sản xuất công nghiệp, cấp nước cho hệ thống phòng cháy chữa cháy, hệ thống
làm mát, điều khiển bơm dầu tải nhiệt, hệ thống xử lý nước và nước thải...
Biến tần CHV160A có khả năng tiết kiệm năng lượng tối đa, chất lượng
vượt trội, độ bền cao, quá trình chạy – dừng của bơm êm và bảo vệ động cơ, kéo
dài tuổi thọ vận hành máy, giá cả phù hợp, tiết kiệm chi phí sản xuất, nâng cao
tính cạnh tranh trên thị trường.
Biến tần chuyên dụng cho thang máy CHV180
Biến tần CHV180 thuộc dòng biến tần chuyên dụng cho thang máy do
hãng INVT sản xuất. Biến tần CHV180 mang lại các giải pháp điều khiển thông
minh, tối ưu hóa tốc độ, giúp thang máy hoạt động êm ái và hiện quả.

Hình 1.6. Ứng dụng biến tần CHV180 vào thang máy

8


+ CHV180 có chức năng điều khiển chính:
- Giải thuật điều khiển: Vector control with card PG (VC), Sensorless
Vector control (SVC), V/F control.
- Tích hợp tính năng điều khiển đa cấp tốc độ để phù hợp với ứng dụng
chuyên cho thang máy.

- Tích hợp nhiều ngõ điều khiển.
- Truyền thông mạnh mẽ: Modbus RTU.
- Chức năng chạy cho thang máy: chạy kiểm tra (U/D), chạy cứu hộ.
- Chức năng điều khiển logic thang máy: điều khiển phanh hãm và tiếp
điểm contactor ngõ ra đảm bảo thang máy vận hành an toàn.
- Chức năng bù moment khởi động khi không có cảm biến tải trọng: bù
theo chiều kéo hoặc chiều hãm.
- Chức năng bù moment có cảm biến tải trọng: Điều khiển đáp ứng
moment theo tải trọng.
- Tự động dò thông số động cơ ở chế độ tĩnh không cần tháo t

ải. Với

động cơ đồng bộ có thể xác định vị trí góc cực tính và điều khiển chính xác động
cơ đồng bộ.
- Điều khiển theo đường cong S: đảm bảo cho thang máy vận hành êm
ái, nhẹ nhàng.
- Giao tiếp với cảm biến tốc độ: có thể dùng các loại encoder Increment,
Sin/cos và UVW encoder.
- Chức năng tự ổn áp: Tự động ổn định điện áp ngõ ra khi điện áp nguồn
cấp dao động bất thường.
CHV180 được thiết kế với kích thước nhỏ gọn, lắp đặt dễ dàng, thẩm
mỹ, giao diện và thông số cài đặt thân thiện với người dùng. Có khả năng kết nối
với máy tính trung tâm để giám sát quá trình hoạt động cũng như cài đặt thông
số cho biến tần.Biến tần CHV180 được sử dụng để lắp mới hoặc thay thế vào
bộ điều khiển cho thang máy. Biến tần CHV180 đã được sử dụng ở nhiều khách
sạn, trung tâm thương mại, cao ốc, văn phòng... nó hoạt động rất ổn định, an
toàn, mang lại cảm giác rất yên tâm cho người sử dụng thang máy.
9

Biến tần chuyên dụng cho cầu trục CHV190
Biến tần CHV190 là dòng biến tần chuyên dụng dùng điều khiển động
cơ cho cẩu trục, thang hàng của hãng INVT.Biến tần CHV190 giúp hệ thống cẩu
trục, thang hàng điều chỉnh đa cấp tốc độ, tăng năng suất hoạt động và vận hành
êm ái hơn. Ứng dụng phù hợp trong ngành xây dựng, khai thác mỏ.

Hình 1.7. Úng dụng biến tần CHV190 vào cầu trục
+ Biến tần CHV190 có chức năng điều khiển chính:
- Giải thuật điều khiển: Vectorize V/F (SVPWM), Sensorless vector
(SVC), Vector control with card PG (VC).
- Chức năng điều khiển: Chạy đồng bộ, điều khiển lực căng, đa cấp tốc
độ, chế độ định thời, PID...
- Nhiều ngõ vào - ra Analog và Digital lập trình được, phù hợp cho nhiều
loại ứng dụng khác nhau.
- Có nhiều card mở rộng khác nhau như card giao tiếp, card PG, card I/O
mở rộng...
- Cung cấp đầy đủ các chế độ bảo vệ motor: quá dòng, quá áp, quá nhiệt,
mất pha, ngắn mạch...
- Tương thích điều khiển động cơ đồng bộ và động cơ không đồng bộ,
cung cấp 4 nhóm thông số motor và các chức năng chuyên dụng giúp an toàn
trong điều khiển nâng hạ.
- Tăng năng suất vận chuyển, tốc độ chạy có thể gấp 2 lần hệ thống cũ.
10


Cài đặt nhiều đa tốc độ giúp giảm sốc cơ khí cho hệ thống dễ dàng, kéo
dài tuổi thọ của bánh răng, giá đỡ, trục lăn và các cấu trúc cơ khí khác.
- Chức năng khởi động mềm chống sụt áp của hệ thống điện và không
ảnh hưởng đến các thiết bị đang vận hành khác.

- Việc tăng/giảm tốc theo đường cong S giúp giúp thang nâng vận hành
êm ái, thoải mái cho người dùng và tránh sốc khi đang mang tải.
- Hiệu suất cao, độ ổn định cao, nhiễu sóng hài thấp.
- Chức năng reset lỗi tự động và duy trì hoạt động khi bị mất điện thoáng
qua, dải điện áp hoạt động rộng đáp ứng tốt với những nơi điện lưới chập chờn
và điện áp thấp.
Biến tần CHV190 được thiết kế nhỏ gọn dễ tháo lắp, giao diện và thông
số cài đặt thân thiện với người dùng, tích hợp sẵn cổng RS485 với giao thức
truyền thông Modbus RTU và hỗ trợ các card truyền thông Profibus, Canbus,
Ethernet. Và có khả năng kết nối máy tính trung tâm để giám sát quá trình hoạt
động cũng như cài đặt thông số cho biến tần.
Biến tần CHV190 được ứng dụng rộng rãi cho: cẩu tháp, cẩu trục, nâng
hạ, tời, băng tải trong khai thác mỏ…
Biến tần CHV190 là dòng biến tần cho cẩu trục mang lại hiệu suất cao,
tối ưu hóa khả năng tiết kiệm năng lượng tối đa, điều chỉnh đa cấp tốc độ, chất
lượng vượt trội, độ bền cao, khởi động - vận hành êm, tiếng ồn giảm, tăng tuổi
thọ bảo vệ động cơ. ” ([3]. )

11


CHƢƠNG 2: CÁC HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CHO TÕA NHÀ
2.1. Tầm quan trọng của hệ thống thông gió đối với tòa nhà
Yếu tố sức khỏe là một trong những yếu tố quan trọng nhất quyết định
đến hiệu quả công việc. Có rất nhiều phương pháp nâng cao sức khỏe cho con
người, trong những biện pháp nâng cao sức khỏe con người tạo điều kiện khí
hậu thích hợp là biện pháp hiệu quả nhất. Từ các nghiên cứu đã cho ra kết quả,
dải nhiệt độ mà làm cho con người cảm thấy dễ chịu trong vòng khoảng 22o C
đến 27oC, độ ẩm tương đối vào khoảng 30 – 70%, tốc độ di chuyển của không
khí trong vùng ưu tiên vào khoảng 0,25m/s.

Thực trạng hiện nay do sự phát triển của công nghiệp hóa hiện đại hóa
diễn ra rất nhanh làm cho khí hậu bị ô nhiễm và làm cho trái đất ngày càng thay
đổi theo chiều hướng tiêu cực gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con
người. Để hạn chế vấn đề này,hầu hết các tòa nhà, nhà xưởng, xí nghiệp… đã
trang bị cho mình hệ thống thông gió nhằm đem lại luồng không khí tốt hơn. Hệ
thống thông gió đã góp phần nâng cao, cải thiện chất lượng không khí tại môi
trường làm việc. Hệ thống thông gió có nhiệm vụ đưa nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ
CO2, bụi … về mức làm cho con người dễ chịu.
Xã hội phát triển, các tòa nhà mọc lên ngày càng nhiều. Đa số hiện nay
các tòa nhà đều xây dựng bằng bê tông, thép và kính nhằm đảm bảo sự cách âm
tốt. Do các vật liệu này lại hấp thụ nhiệt và không khí không được lưu chuyển.
Mặt khác do hoạt động của máy móc cũng sinh nhiệt và khí độc, dẫn đến nhiệt
độ, nồng độ CO2 cao. Như vậy sẽ làm ảnh hưởng tới sức khỏe và độ hiệu quả
làm việc của con người.
Tóm lại, vấn đề thông gió cho tòa là rất cần thiết và quan trọng.

12


Hình 2.1. Hệ thống thông gió
2.2. Giới thiệu hệ thống thông gió
2.2.1 Khái niệm
Trong quá trình sản xuất cũng như sinh hoạt và làm việc của con người
trong các tòa nhà kín thường tạo ra các khí độc hại, nhiệt độ và độ ẩm thừa làm
cho không khí bị ô nhiễm. Do vậy nồng độ ôxi cung cấp cho con người bị giảm,
làm ảnh hưởng đến sức khỏe cũng như năng suất lao động.

Hình 2.2. Hệ thống thông gió tầng hầm
13

Yêu cầu đặt ra là cần thiết phải giải phóng không khí đã bị ô nhiễm ra
bên ngoài, đồng thời cung cấp vào đó là không khí tự nhiên để làm giảm độ ô
nhiễm của không khí bên trong. Quá trình giải phóng và cung cấp như thế được
gọi là thông gió. Quá trình thông gió thật ra là quá trình thay đổi không khí trong
tòa nhà đã bị ô nhiễm bằng không khí không bị ô nhiễm.
2.2.2 Mục đích
Thông gió có nhiều mục đích khác nhau tuỳ thuộc vào từng hạng mục
công trình và phạm vi sử dụng. Các mục đích chính bao gồm:
- Đưa các khí độc hại trong phòng ra bên ngoài. Các khí độc hại rất đa
dạng. Trong các không gian sinh hoạt và làm việc khí độc hại phổ biến nhất là
CO2.
- Giải phóng nhiệt độ và độ ẩm thừa ra bên ngoài tòa nhà.
- Đưa vào lượng ôxi cần thiết cho quá trình sinh hoạt và hoạt động của
con người.
- Dùng để khắc phục các sự cố không mong muốn như lan toả chất độc
hại hoặc cháy.
2.2.3. Phân loại
+ Theo hướng gió chuyển động
- Thông gió kiểu thổi gió vào:
Thông gió kiểu thổi là đưa không khí sạch bằng quạt vào phòng và
không khí ô nhiễm trong phòng được đẩy ra bên ngoài qua các cửa và khe hở
của phòng nhờ chênh lệch áp xuất giữa áp suất trong nhà và áp suất ngoài trời.

Hình 2.3. Hệ thống thông gió kiểu thổi
14


Ưu nhược điểm của phương pháp thông gió kiểu thổi gió vào:
Ưu điểm là có thể đưa gió đến các vị trí cần cấp, nơi tập trung nhiều

người, hoặc nhiều nhiệt độ và độ ẩm thừa..
Nhược điểm của phương pháp này là áp suất trong phòng lớn hơn áp
suất bên ngoài làm cho gió tràn ra mọi nơi, như vậy có thể tràn vào các khu vực
không yêu cầu thông gió.
- Thông gió kiểu hút gió vào:
Thông gió kiểu hút là đưa không khí bị ô nhiễm ra khỏi phòng và không
khí bên ngoài được đưa vào phòng theo các khe hở hoặc cửa lấy gió tươi nhờ
chênh lệch áp suất giữa áp suất trong nhà và áp suất ngoài trời.

Hình 2.4. Hệ thống thông gió kiểu hút
Ưu nhược điểm của thông gió kiểu hút:
Ưu điểm là có thể hút trực tiếp không khí ô nhiễm tại nơi phát sinh,
không cho phát tán ra trong phòng, lưu lượng thông gió nhờ vậy không yêu cầu
quá lớn, nhưng hiệu quả cao.
Nhược điểm là gió tuần hoàn trong phòng rất thấp, hầu như không có sự
tuần hoàn đáng kể, mặt khác không khí tràn vào phòng tương đối tự do, do đó
không kiểm soát được chất lượng gió vào phòng, không khí từ những vị trí
không mong muốn có thể tràn vào.
- Thông gió kết hợp :
“Thông gió kiểu kết hợp là kết hợp cả hút xả lẫn thổi vào phòng, đây là
phương pháp đem lại hiệu quả nhất.

15


Hình 2.5. Hệ thống thông gió kiểu kết hợp
Thông gió kết hợp giữa hút xả và thổi gồm hệ thống quạt hút và thổi. Vì
vậy có thể chủ động hút không khí ô nhiễm tại những vị trí phát sinh chất độc và
cấp vào những vị trí yêu cầu gió tươi lớn nhất. Phương pháp này có tất cả các ưu
điểm của hai phương pháp nêu trên, nhưng loại trừ các nhược điểm của hai kiểu

cấp gió đó. Tuy nhiên phương pháp kết hợp có nhược điểm là chi phí đầu tư cao
hơn.
.” ([2]. Nguyễn Hùng Tâm(2011), “Quạt và hệ thống”,NXB Nông Lâm
TPHCM.)
+ Theo phương pháp tạo ra thông gió
- Phương pháp thông gió tự nhiên :
Thông gió tự nhiên là quá trình trao đổi giữa không khí trong nhà và
ngoài trời bằng sự chênh lệch áp suất. Áp suất được tạo ra do sự chênh lệch
nhiệt độ bên ngoài và bên trong nhà.
- Phương pháp thông gió cưỡng bức :
Thông gió cưỡng bức là thông gió được thực hiện bằng cách tạo ra dòng
gió nhờ các thiết bị máy móc.
+ Theo phương pháp tổ chức
- Thông gió toàn bộ:
Thông gió toàn bộ cho phòng hay công trình.
- Thông gió cục bộ :
Thông gió cục bộ là thông gió cho khu vực đặc biệt trong nhà hay các
phòng có tạo ra các chất độc hại.
16


+ Theo mục đích
- Thông gió với mục đích bình thường :
Mục đích của thông gió với mục đích bình thường nhằm loại trừ các
chất độc hại, nhiệt độ thừa, độ ẩm thừa và cung cấp khí ôxi cho sinh hoạt, hoạt
động của con người.
- Thông gió với mục đích sự cố :
Nhiều hạng mục công trình có trang bị hệ thống thông gió nhằm khắc
phục các sự cố không mong muốn xảy ra.
Đề phòng các sự cố hoá chất tràn ra: Khi quá trình xảy ra sự cố hệ thống

thông gió hoạt động và thải khí độc đến những nơi quy định sẵn hoặc ra bên
ngoài môi trường.Như vậy khí độc hại sẽ không gây ảnh hưởng cho con người.
Khi xảy ra sự cố cháy : Nhằm ngăn chặn lửa và khói thâm nhập vào các
cầu thang và lối thoát hiểm. Hệ thống thông gió hoạt động và tạo áp suất dương
ở các nơi thoát hiểm cũng như cầu thang dẫn đến con người có thể thoát ra an
toàn
Hệ thống thông gió sự cố là hệ thống chỉ hoạt động khi các sự cố không
mong muốn xảy ra.

17


2.2.4 Cấu tạo của một hệ thống thông gió

Motor Controller: Bộ điều khiển động cơ
Vairiable Frequency Drive : Bộ thay đổi tần số động cơ
Motor : Động cơ
Belt Drive: bộ truyền
Centrifugal Fan : Quạt li tâm
Inlet Vanes : Cửa hút
Filter : Bộ lọc
Baffles :Vách ngăn
Heat Exchanger : Bộ trao đổi nhiệt
Turning Vanes: ống dẫn
Outles Diffusers: Cửa xả

18


CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CHO TÕA NHÀ SỬ DỤNG

BIẾN TẦN GD-10
3.1. Thiết kế hệ thống thông gió cho tòa nhà
Đặt bài toán:
Tính toán thông gió cho tầng hầm của tòa nhà gồm hai khu vực.

Hình 3.1. Mặt bằng tầng hầm
- Khu vực 1 có diện tích là 800 m2 và có độ cao là 2,5 m.
- Khu vực 2 có diện tích là 2000m2 và có độ cao là 3,2 m.
Giải quyết bài toán:
+ Đặc điểm của tầng hầm:
Tầng hầm là nơi tập trung để xe của con người sinh sống và làm việc. Do
vậy không khí dưới tầng hầm chứa rất nhiều khí độc hại và nhiệt độ ở đó rất cao
do nhiệt của ống xả. Như vậy thông gió cho tầng hầm nhằm mục đích hút đi khí
độc hại và cân bằng nhiệt độ trong tầng hầm với nhiệt độ môi trường. Đồng thời
sẽ cung cấp không khí sạch từ bên ngoài vào thay thế cho không khí đã được hút
đi bằng chênh lệch áp suât giữa bên trong và bên ngoài tầng hầm.
+ Tính toán lưu lượng gió.
- Tính thể tích tầng hầm.
Thể tích tầng hầm khu vực 1 là:
19


(

)

(3.1)

)

(3.2)

Thể tích tầng hầm khu vực 1 là:
(
Tổng thể tích khu vực tầng hầm là:
(

)

(3.3)

- Tính toán lưu lượng gió thải.
Quy chuẩn thiết kế: Theo tài liệu tiêu chuẩn Singapo CP13; 1999 lưu
lượng thay đổi không khí trong tầng hầm dùng làm nơi để xe như sau:
Lưu lượng không khí thải lấy đi ở trạng thái bình thường là:
(3.4)
Lưu lượng không khí thải lấy đi ở trạng thái có sự cố cháy là:
(3.5)
+ Tính chọn quạt hút.
Chọn số quạt hút cho tầng hầm là 2 quạt cho 2 đường ống hút
- Lưu lượng gió thải của mỗi quạt là:
Trạng thái bình thường:
(3.6)
Trạng thái có sự cố cháy:
(3.7)
Theo kết cấu ống phân phối không khí thải, chọn đường ống xa nhất có
tổn hao áp suất lớn nhất
Chọn cột áp tĩnh của quạt ở trạng thái bình thường là :
=250Pa = 25,5 (mmH2O)
Vậy cột áp tĩnh của quạt ở trạng thái sự cố cháy là:

Pa = 57,4 (mmH2O)

(3.8)

Như vậy chọn quạt vô cấp tốc độ và có lưu lượng lớn nhất Q = 10,5 m3/s
và có cột áp tĩnh là Δp = 57,4 mmH2O
20


Công suất động cơ theo lý thuyết của quạt sẽ là:
(3.9)
Do quạt của các hãng chế tạo chỉ đạt hiệu suất cơ là
suất thực động cơ của quạt là:

50% nên công

(kW)

(3.10)

=> Chọn động cơ không đồng bộ 3 pha có điện áp là 380V và có công
suất là 15(kW)
Như vậy cần 2 quạt có công suất 15(KW) cho hệ thống thông gió.
+ Bố trí quạt thông gió cho tầng hầm:
Quạt thông gió cho tầng hầm được bố trí như hình vẽ:

Hình 3.2. Bố trí nơi đặt quạt
+ Phương án điều khiển quạt.
Lựa chọn phương án điều khiển tốc độ quạt bằng biến tần với 2 chế độ là:
- Chế độ 1: Điều khiển tốc độ quạt bằng tay thông qua chiết áp.

- Chế độ 2: Điều khiển tốc độ quạt tự động thông qua cảm biến nhiệt độ
và bộ chuyển đổi nhiệt độ.

21


3.2. Phƣơng án điều khiển tốc độ quạt sử dụng biến tần
Do công suất của 2 quạt như nhau nên ta chọn 2 biến tần có công suất
như nhau.
Chọn biến tần điều khiển tốc độ quạt là biến tần GD-10 của hãng INVT
có điện áp là 380V và có công suất là 11/15(kW) với 2 chế độ điều khiển.
- Chế độ tự động với mục đích: Điều khiển tốc độ quạt theo nhiệt độ của
tầng hầm tòa nhà.
- Chế độ bằng tay với mục đích: Có thể điều khiển quạt khi cảm biến
nhiệt độ bị hỏng và điều khiển tốc độ quạt khi trong hầm có khói mà nhiệt độ
không cao.
3.2.1. Giới thiệu biến tần GD-10
3.2.1.1. Cấu tạo chung của biến tần GD-10

Hình 3.3. Biến tần GD-10
1: Cổng kết nối bàn phím ngoài
2: Nắp đậy bảo vệ ổ cáp kết nối
3: Nắp đậy bảo vệ ngõ vào điều khiển
4: Giữ nắp trượt
5: Bảo vệ ngõ vào ra động lực
6: Nhãn tên
7:Chiết áp
8:Ngõ vào ra điều khiển
9: Ngõ vào ra động lực
10: Giữ quạt và nắp bảo vệ

22


11: Quạt làm mát
12:Tấm chắn bảo vệ quạt
3.2.1.2 Tổng quan về biến tần GD-10
“* Đặc điểm kỹ thuật:
- Điện áp đầu vào:
+ AC 1PH 220V(-15%) ~ 240V(+10%)
+ AC 3PH 380V(-15%) ~ 440V(+10%)
“- Điện áp đầu ra: 0

mức điện áp đầu vào.

- Tần số đầu vào: 47

63HZ

- Tần số đầu ra: 0

400Hz.

* Đặc điểm các ngõ vào và ra :
- Cổng vào số: Có 4 ngõ vào số nhận giá trị ON-OFF
- Ngõ vào tương tự: Cổng AI3 có thể nhận tín hiệu vào từ 0
AI2 có thể nhận tín hiệu vào từ 0

10v hoặc 0

10v, ngõ

20 mA

- Ngõ ra relay: có 4 ngõ
- Ngõ ra analog: có 2 ngỏ ra, có tín hiệu từ 0

20 mA hoặc 0

10V,

tùy chọn.
* Các chức năng điều khiển và bảo vệ chính
- điều khiển Sensorless vector control (SVC), điều khiển Vector control
với card Pulse Generator ( PG ), điều khiển điện áp/ tần số
- Khả năng quá tải: 60s với 150% Pđm , 10s với 180% Pđm.
- Độ chính xác tốc độ: ± 0.5% tốc độ lớn nhất; ± 0.02% tốc độ nhỏ nhất.
- Chế độ hoạt động: chạy kiểm tra, chạy khẩn cấp, phanh hãm.
- Bù momen khởi động.
- Tự ổn định điện áp: Ổn định điện áp đầu ra khi điện áp đầu vào dao
động.
- Chức năng bảo vệ lỗi: Khi biến tần đang hoạt động nếu xảy ra lổi quá
dòng, quá áp, dưới áp, mất pha, quá tải, quá nhiệt, vv…biến tần sẽ dừng động
cơ, và ở trạng thái báo lổi.
23


* Mô tả các đầu nối ngõ vào/ra ( Terminal ):
- Các terminal mạch chính 1PH
(
+)

P

(

B

-)

L

N

U

POWER

V

W

MOTOR

- Chức năng các dầu nối ngõ vào/ra chính và phải luôn đấu theo đúng
quy định này:
L,N

Terminals của điện áp AC đầu vào

U,V,W

Đầu vào điện áp xoay chiều cấp cho 3 pha động cơ

(+),PB

Terminals dùng cho điện trở phanh
Nối đất

- Các terminal mạch chính 3PH
(
+)

B

P
-)

(R

S

T

U

POWER

V

W

MOTOR

- Chức năng các dầu nối ngõ vào/ra chính và phải luôn đấu theo đúng
quy định này:
R,S,T

Terminals của điện áp AC đầu vào

U,V,W

Đầu vào điện áp xoay chiều cấp cho 3 pha động cơ

(+),PB

Terminals dùng cho điện trở phanh
Nối đất

24


- Các terminals mạch điều khiển:

Hình 3.4. Các terminals mạch điều khiển

- Mô tả chức năng các terminal điều khiển :
.” (Operation Mannual Goodrive10 Series Inverter)
“Bảng 3.1. Chức năng các cổng vào/ra
Các chức năng.

Terminal
485+,485S1

S4

Công giao tiếp 485
Các đầu vào số ( ON/OFF ), cách ly quang với cổng PW
và COM.
Điện áp vào: 12

30V

Điện trở vào: 3,3 k
Tần số vào: 1kHz
HDI

Đầu vào tần số cao

PW

Mặc định thì cổng này được nối với cổng +24V trên
biến tần. Khi dùng nguồn nuôi ngoài thì ngắt kết nối với
cổng +24V, và nối cổng PW với nguồn nuôi + 24V từ
bên ngoài

Y1

Đầu ra cách ly:50mA/30V
25