Cảm biến gió trong HVAC: đo vận tốc, lưu lượng và cách chọn (air velocity sensor)

Hồ sơ thiết kế ghi "cảm biến gió" cho AHU, nhưng ba nhà cung cấp báo giá ba thiết bị khác nhau: một cảm biến vận tốc gió, một cảm biến chênh áp kèm ống pitot, một công tắc gió. Cả ba đều đúng tên gọi, nhưng chỉ một loại đúng với điều BMS cần. Bài này phân biệt các cách đo gió trong ống, kèm công thức và bảng chọn để bóc khối lượng cho đúng. Trong catalog tiếng Anh, cảm biến vận tốc gió gọi là air velocity sensor hoặc air velocity transmitter.

Ba câu hỏi BMS có thể cần trả lời

BMS cần biết	Thiết bị	Tín hiệu	Ví dụ hàng DLK
Gió đang chạy nhanh bao nhiêu (m/s)?	Cảm biến vận tốc gió (air velocity sensor)	4–20 mA / 0–10 V	Dwyer AVUL-5DA1, Series 641
Lưu lượng gió bao nhiêu (m³/h)?	Cảm biến vận tốc + tính theo tiết diện, hoặc cảm biến chênh áp + ống pitot/trạm đo lưu lượng	4–20 mA / 0–10 V	AVUL-5DA1; MSX-W10-PA + đầu đo; Series STRA
Quạt có đang thổi gió không?	Công tắc gió / công tắc chênh áp	Tiếp điểm đóng/mở	Series AVFS; ADPS

Cách 1: đo trực tiếp vận tốc gió

Cảm biến vận tốc gió AVUL-5DA1

Cảm biến vận tốc dạng màng nóng (hot film) đặt đầu dò vào ống gió, nhiệt bị dòng khí mang đi càng nhanh thì vận tốc càng cao. Ví dụ cảm biến vận tốc gió Dwyer AVUL-5DA1 có 4 dải chọn tại chỗ 5/10/15/20 m/s, độ chính xác ±5% giá trị đọc ±0,2 m/s, ngõ ra 4–20 mA hoặc 0–10 V (catalog Dwyer). Lưu lượng tính bằng:

Q (m³/h) = v (m/s) × A (m²) × 3600. Ống 600 × 400 mm (A = 0,24 m²) có vận tốc 8 m/s → Q = 0,24 × 8 × 3600 = 6.912 m³/h.

Cách 2: đo chênh áp động rồi suy ra vận tốc

Ống pitot (hoặc thanh đo lưu lượng nhiều điểm) cho ra áp động Pv. Với không khí ở điều kiện chuẩn (khối lượng riêng 1,2 kg/m³), vận tốc tính theo:

v = √(2 × Pv / ρ) ≈ 1,29 × √Pv (v tính bằng m/s, Pv tính bằng Pa).

Vận tốc gió	Áp động Pv	Cảm biến chênh áp phù hợp
4 m/s	≈ 9,6 Pa	MSX-W10-PA đặt dải 60 Pa (giá trị đọc nhỏ, sai số tương đối lớn)
8 m/s	≈ 38 Pa	MSX-W10-PA đặt dải 60 Pa
12 m/s	≈ 86 Pa	MSX-W10-PA đặt dải 100 Pa
20 m/s	≈ 240 Pa	MSX-W14-PA đặt dải 250 Pa

Áp động tăng theo bình phương vận tốc: vận tốc giảm một nửa thì áp động chỉ còn một phần tư. Vì vậy ở vận tốc thấp (dưới khoảng 4 m/s) tín hiệu chênh áp rất nhỏ và cách 1 thường cho kết quả ổn định hơn. Xem thêm cảm biến chênh áp Dwyer MSX-W10-PA và bài cảm biến chênh áp là gì.

Cảm biến chênh áp suất gió MSX-W10-PA

🔧 Kinh nghiệm hiện trường: dù dùng cách nào, đo một điểm chỉ đúng khi dòng khí trong ống đã ổn định. Đặt cảm biến ngay sau co, quạt hay van gió là nguyên nhân phổ biến nhất khiến lưu lượng trên BMS lệch đáng kể so với số đo cân bằng gió. Khi chạy thử, đo kiểm bằng máy cầm tay theo nhiều điểm trên tiết diện rồi nhập hệ số hiệu chỉnh vào BMS.

Cách 3: chỉ cần biết có gió hay không

Báo quạt chạy, khoá bộ sưởi điện khi mất gió, báo bẩn lọc: chỉ cần tiếp điểm. Dùng công tắc lưu lượng khí như công tắc lưu lượng khí Dwyer Series AVFS hoặc công tắc chênh áp đặt qua quạt. Rẻ hơn, không cần ngõ vào analog, nhưng BMS không biết lưu lượng là bao nhiêu.

Công tắc lưu lượng khí Series AVFS

Bảng chọn nhanh cảm biến gió

Tình huống	Nên chọn	Lý do
VAV, kiểm soát gió tươi theo m³/h, vận tốc 2–20 m/s	Cảm biến vận tốc gió (AVUL-5DA1)	Đo trực tiếp, không phụ thuộc bình phương như chênh áp
Ống lớn, gió không đều, cần lưu lượng chính xác	Trạm đo lưu lượng nhiều điểm + cảm biến chênh áp (Series STRA + MSX)	Lấy trung bình nhiều điểm
Chỉ báo quạt chạy/mất gió	Công tắc gió (AVFS) hoặc công tắc chênh áp	Rẻ, đơn giản, đi DI
Phòng sạch cần cả chênh áp phòng lẫn lưu lượng	Cảm biến chênh áp dải thấp + cảm biến vận tốc	Hai đại lượng khác nhau, không thay nhau được

Thông tin thêm về cảm biến lưu lượng khí cho hệ thông gió: cảm biến lưu lượng khí Dwyer. Trạm đo lưu lượng gió: Dwyer Series STRA.

Câu hỏi thường gặp

Cảm biến gió tiếng Anh là gì?

Tuỳ loại: cảm biến vận tốc gió là air velocity sensor/transmitter; trạm đo lưu lượng gió là airflow measuring station; công tắc gió là air flow switch.

Cảm biến tốc độ gió trong ống khác máy đo gió cầm tay thế nào?

Cảm biến trong ống lắp cố định, gửi tín hiệu liên tục về BMS. Máy đo cầm tay dùng để kiểm tra, cân bằng gió và hiệu chỉnh cảm biến khi chạy thử.

Đo lưu lượng gió bằng vận tốc hay bằng chênh áp tốt hơn?

Vận tốc thấp (dưới khoảng 4 m/s) nên đo vận tốc trực tiếp vì áp động quá nhỏ. Ống lớn, gió không đều thì dùng trạm đo nhiều điểm với cảm biến chênh áp.

Cần những thông tin gì để chọn cảm biến gió?

Kích thước ống, dải vận tốc hoặc lưu lượng thiết kế, nhiệt độ gió, kiểu ngõ ra BMS nhận (4–20 mA hay 0–10 V) và vị trí lắp có đủ đoạn ống thẳng không.