Để một hệ thống HVAC vận hành êm ái, không bị tiếng ồn rít gió và phân phối khí đều đến các khu vực, việc tính toán kích thước ống gió là bước quan trọng nhất. Trong đó, **phương pháp ma sát đồng đều** (Equal Friction Method) là kỹ thuật được các kỹ sư tin dùng nhất hiện nay nhờ tính cân bằng và dễ áp dụng.
1) Phương pháp ma sát đồng đều là gì?
Đây là phương pháp thiết kế ống gió dựa trên nguyên tắc giữ cho độ sụt áp (tổn thất áp suất do ma sát) trên mỗi mét chiều dài ống là một hằng số cho toàn bộ hệ thống.
– Ưu điểm: Giúp hệ thống tự cân bằng áp suất tốt hơn, giảm thiểu việc phải sử dụng quá nhiều van điều tiết (damper).
– Thông số tiêu chuẩn: Thông thường, độ sụt áp được chọn trong khoảng 0.8 Pa/m đến 1.2 Pa/m cho các hệ thống điều hòa văn phòng và 1.5 Pa/m đến 2.0 Pa/m cho hệ thống công nghiệp.
2) Công thức cốt lõi trong tính toán ống gió
Trước khi sử dụng biểu đồ ma sát, kỹ sư cần nắm vững mối quan hệ giữa lưu lượng, vận tốc và tiết diện:
$$Q = V \times A$$
Trong đó:
Q: Lưu lượng gió ($m^3/s$ hoặc $m^3/h$).
V: Vận tốc gió ($m/s$).
A: Diện tích tiết diện ống ($m^2$).
Để hạn chế tiếng ồn, vận tốc gió (V) thường được khống chế:
Ống chính: 6 – 9 m/s.
Ống nhánh: 4 – 6 m/s.
Miệng gió: 2 – 3 m/s.
3) Quy trình tính toán chi tiết
Bước 1: Xác định lưu lượng tổng và lưu lượng nhánh
Dựa trên tải lạnh hoặc số lượt trao đổi không khí, xác định tổng lượng gió cần thiết cho không gian và phân bổ về các miệng gió.
Bước 2: Chọn độ sụt áp mục tiêu
Chọn một giá trị ma sát đồng đều (ví dụ: 1.0 Pa/m). Giá trị này sẽ được giữ cố định để tính cho tất cả các đoạn ống từ ống chính đến ống nhánh cuối cùng.
Bước 3: Sử dụng biểu đồ ma sát (Duct Chart)
Dựa vào lưu lượng (Q) và độ sụt áp đã chọn, tra biểu đồ để tìm ra đường kính ống tròn tương đương ($D$).
Bước 4: Chuyển đổi sang ống gió vuông (nếu cần)
Nếu thiết kế sử dụng ống gió vuông, ta sử dụng công thức quy đổi từ đường kính tương đương ($D$) sang hai cạnh $a$ và $b$:
$$D = \frac{1.30 \times (a \times b)^{0.625}}{(a + b)^{0.25}}$$
