Cảm biến HVAC nên lắp ở đâu? Cách lựa chọn theo từng vị trí

Cảm biến HVAC cung cấp dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm, CO₂, áp suất và các thông số vận hành để hệ thống điều hòa – thông gió có cơ sở giám sát và điều khiển. Tuy nhiên, mỗi vị trí trong công trình có điều kiện đo khác nhau. Vì vậy, lựa chọn đúng loại cảm biến và bố trí phù hợp là yếu tố quan trọng để dữ liệu thu được phản ánh đúng trạng thái của hệ thống.

Vì sao vị trí lắp đặt cảm biến HVAC lại quan trọng?

Trong hệ thống HVAC, cảm biến là thiết bị hiện trường có nhiệm vụ đo lường các thông số cần thiết và truyền dữ liệu về bộ điều khiển. Dữ liệu này có thể được sử dụng để giám sát hoặc làm đầu vào cho các thuật toán điều khiển AHU, FCU, quạt, van và những thiết bị liên quan.

Nếu cảm biến HVAC được đặt tại vị trí không phù hợp, giá trị đo có thể không đại diện cho điều kiện thực tế của khu vực hoặc hệ thống cần kiểm soát. Ví dụ, cảm biến nhiệt độ phòng đặt gần nguồn nhiệt, luồng gió cấp hoặc nơi có ánh nắng trực tiếp có thể ghi nhận giá trị khác với nhiệt độ đại diện của không gian.

Do đó, khi thiết kế cần xác định đồng thời hai yếu tố:

- Thông số nào cần đo?

- Cần đo thông số đó tại vị trí nào?

Sau khi xác định được hai yếu tố này mới nên lựa chọn loại cảm biến, dải đo, tín hiệu đầu ra và phương án lắp đặt.

Cảm biến HVAC nên lắp ở những vị trí nào?

Không có một vị trí cố định phù hợp với mọi cảm biến. Tùy mục đích giám sát và điều khiển, thiết bị có thể được bố trí trong phòng, ống gió, AHU hoặc trên hệ thống đường ống.

Cảm biến trong phòng

Cảm biến phòng được sử dụng để theo dõi điều kiện môi trường tại khu vực có người sử dụng. Những thông số thường được quan tâm gồm: Nhiệt độ, độ ẩm tương đối, nồng độ CO₂.

Cảm biến nhiệt độ cung cấp dữ liệu để bộ điều khiển xác định điều kiện nhiệt của không gian và so sánh với giá trị cài đặt. Cảm biến độ ẩm được sử dụng khi hệ thống cần kiểm soát thêm điều kiện ẩm, còn cảm biến CO₂ có thể cung cấp dữ liệu phục vụ kiểm soát chất lượng không khí và nhu cầu thông gió.

Với cảm biến phòng, nên tránh các vị trí dễ khiến giá trị đo bị ảnh hưởng cục bộ như ngay cạnh cửa cấp gió, gần nguồn sinh nhiệt hoặc khu vực chịu tác động trực tiếp từ môi trường bên ngoài.

Việc lựa chọn vị trí cần hướng tới mục tiêu thu được giá trị có tính đại diện cho khu vực cần kiểm soát.

Cảm biến trong ống gió

Khác với cảm biến phòng, cảm biến ống gió được thiết kế để đo trực tiếp các thông số của luồng không khí bên trong hệ thống duct.

Tùy mục đích, hệ thống có thể sử dụng:

- Cảm biến nhiệt độ ống gió.

- Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm.

- Cảm biến CO₂.

- Cảm biến áp suất hoặc chênh áp.

Vị trí lắp đặt cần được xác định dựa trên đại lượng cần đo và cấu trúc đường ống. Cảm biến cần tiếp xúc phù hợp với luồng không khí và tránh những điểm có thể làm dữ liệu không đại diện cho trạng thái cần giám sát.

Một ứng dụng phổ biến là đo CO₂ trên đường gió hồi hoặc đường gió để cung cấp dữ liệu cho chiến lược Demand Control Ventilation (DCV). Khi nồng độ CO₂ thay đổi, bộ điều khiển có thể sử dụng dữ liệu này để điều chỉnh lượng gió tươi theo cấu hình của hệ thống.

Cảm biến tại AHU

AHU (Air Handling Unit) xử lý và phân phối không khí cho nhiều khu vực trong công trình. Vì vậy, đây cũng là vị trí có thể cần nhiều điểm đo để theo dõi quá trình xử lý không khí.

Tùy cấu hình AHU, cảm biến có thể được bố trí để theo dõi:

- Nhiệt độ không khí.

- Độ ẩm.

- Áp suất hoặc chênh áp.

- CO₂ hoặc các thông số chất lượng không khí khi cần.

- Trạng thái của luồng khí.

Ví dụ, cảm biến nhiệt độ có thể được sử dụng tại những điểm cần kiểm soát nhiệt độ gió, trong khi cảm biến chênh áp có thể phục vụ theo dõi trạng thái liên quan đến lọc gió hoặc áp suất.

Dữ liệu từ các cảm biến được gửi về bộ điều khiển để xử lý. Dựa trên giá trị thực tế và chiến lược điều khiển, hệ thống có thể tác động đến van, damper, quạt hoặc các thiết bị liên quan.

Vì cấu hình AHU khác nhau giữa các công trình, số lượng và vị trí cảm biến cần được xác định theo yêu cầu điều khiển thực tế thay vì áp dụng một cấu hình cố định.

Cảm biến trên đường ống nước HVAC

Ngoài hệ thống không khí, HVAC còn có các mạch nước lạnh hoặc nước nóng cần được giám sát. Tại đây, cảm biến có thể được bố trí trên đường ống để theo dõi trạng thái của môi chất.

Một số thiết bị thường được sử dụng gồm:

- Cảm biến nhiệt độ: Theo dõi nhiệt độ nước tại các vị trí cần thiết trên hệ thống.

- Cảm biến áp suất: Đo áp suất tại từng điểm để phục vụ giám sát vận hành.

- Cảm biến chênh áp: Đo chênh lệch áp suất giữa hai điểm trong hệ thống.

- Cảm biến lưu lượng: Theo dõi lượng nước lưu thông qua đường ống hoặc thiết bị.

Các dữ liệu này có thể được đưa về DDC/BMS để phục vụ giám sát và điều khiển hệ thống bơm, van cũng như các thiết bị HVAC liên quan.

Mỗi công trình có yêu cầu đo khác nhau. Vì vậy, cách bố trí cảm biến HVAC cần được xác định dựa trên vị trí và mục tiêu giám sát.

Cách lựa chọn cảm biến HVAC phù hợp

Sau khi xác định được vị trí lắp đặt, bước tiếp theo là lựa chọn thiết bị có đặc tính kỹ thuật phù hợp. Không nên chỉ dựa vào tên gọi của cảm biến vì cùng đo một đại lượng nhưng các sản phẩm có thể khác nhau về dải đo, độ chính xác, tín hiệu và môi trường sử dụng.

Xác định đại lượng cần đo

Đây là tiêu chí đầu tiên khi lựa chọn cảm biến HVAC. Tùy mục đích điều khiển và giám sát, hệ thống có thể cần đo:

Nhiệt độ, độ ẩm, CO₂, áp suất, chênh áp, lưu lượng.

Một số thiết bị có thể đo đồng thời nhiều thông số. Chẳng hạn, cảm biến gắn tường có thể kết hợp CO₂, độ ẩm tương đối và nhiệt độ, trong khi một số dòng cảm biến ống gió có thể đo đồng thời nhiệt độ và độ ẩm.

Xác định môi trường và vị trí lắp

Cùng là cảm biến nhiệt độ nhưng thiết bị dùng trong phòng không nhất thiết phù hợp để lắp trong ống gió hoặc trên đường ống.

Có thể phân biệt theo các vị trí như:

- Cảm biến gắn phòng/tường.

- Cảm biến ống gió.

- Cảm biến đường ống.

- Cảm biến ngoài trời.

Mỗi loại có cấu tạo và phương thức lắp đặt phù hợp với môi trường đo. Vì vậy, cần kiểm tra rõ ứng dụng được nhà sản xuất thiết kế cho thiết bị trước khi lựa chọn.

Kiểm tra dải đo và độ chính xác

Dải đo cần bao phủ phạm vi thông số dự kiến xuất hiện trong quá trình vận hành. Tuy nhiên, không phải lúc nào dải đo càng rộng cũng càng phù hợp.

Cần xem xét đồng thời:

- Dải đo: Phù hợp với phạm vi hoạt động thực tế.

- Độ chính xác: Đáp ứng yêu cầu giám sát hoặc điều khiển của hệ thống.

- Độ ổn định: Quan trọng với các cảm biến vận hành liên tục trong thời gian dài.

Yêu cầu đối với từng điểm đo cũng có thể khác nhau. Một điểm phục vụ điều khiển trực tiếp có thể yêu cầu thông số kỹ thuật khác với điểm chỉ phục vụ giám sát.

Kiểm tra tín hiệu đầu ra

Tín hiệu của cảm biến phải tương thích với bộ điều khiển nhận dữ liệu. Trong hệ thống HVAC/BMS, tùy thiết bị có thể gặp các dạng tín hiệu như:

- 0–10 V.

- 4–20 mA.

- Tín hiệu điện trở thụ động.

- Tín hiệu hoặc giao thức khác tùy cấu hình thiết bị.

Trước khi lựa chọn, cần kiểm tra loại đầu vào mà DDC hoặc bộ điều khiển hỗ trợ. Việc không tương thích giữa đầu ra cảm biến và đầu vào bộ điều khiển có thể khiến thiết bị không thể kết nối trực tiếp hoặc phải bổ sung thành phần chuyển đổi.

Cảm biến HVAC kết nối với BMS như thế nào?

Trong hệ thống quản lý tòa nhà, cảm biến HVAC là một trong những nguồn dữ liệu đầu vào phục vụ quá trình giám sát và điều khiển.

Luồng hoạt động cơ bản có thể mô tả:

Cảm biến HVAC → DDC/Bộ điều khiển → Thiết bị chấp hành → BMS

Cảm biến đo thông số tại hiện trường và gửi tín hiệu về DDC. Bộ điều khiển xử lý dữ liệu, so sánh với giá trị cài đặt hoặc logic điều khiển để xác định hành động phù hợp.

Ví dụ:

Cảm biến nhiệt độ → DDC nhận giá trị → so sánh với setpoint → điều khiển van/quạt → BMS giám sát trạng thái.

BMS có thể thu thập và hiển thị các dữ liệu này trên giao diện quản lý để nhân viên vận hành theo dõi tình trạng của hệ thống.

Nhờ đó, cảm biến không chỉ phục vụ đo lường độc lập mà trở thành một phần của chuỗi điều khiển tự động trong HVAC.

Xem thêm : Kiến thức và hệ thống quản lý tòa nhà BMS.

Những lỗi cần tránh khi lắp đặt cảm biến HVAC

Ngay cả khi lựa chọn đúng thiết bị, vị trí và phương pháp triển khai không phù hợp vẫn có thể ảnh hưởng đến chất lượng dữ liệu. Một số lỗi nên lưu ý gồm:

- Đặt cảm biến sai vị trí: Cảm biến không đại diện đúng cho khu vực hoặc môi trường cần đo có thể khiến dữ liệu thu được không phù hợp với mục đích điều khiển.

- Đặt cảm biến gần nguồn gây ảnh hưởng: Nguồn nhiệt, luồng gió trực tiếp hoặc các điều kiện cục bộ có thể làm thay đổi giá trị đo.

- Chọn dải đo không phù hợp: Dải đo cần được đối chiếu với phạm vi vận hành dự kiến của hệ thống.

- Không kiểm tra tín hiệu đầu ra: Cần đảm bảo tín hiệu của cảm biến tương thích với đầu vào của DDC hoặc thiết bị nhận.

- Không xem xét ảnh hưởng của nhiễu: Khi triển khai dây tín hiệu trong môi trường có nhiều thiết bị điện, cần tuân thủ yêu cầu kỹ thuật về đi dây và chống nhiễu của hệ thống.

- Không kiểm tra sau khi lắp đặt: Sau khi hoàn thành, cần kiểm tra giá trị đo, tín hiệu truyền về bộ điều khiển và khả năng hiển thị trên BMS để phát hiện các sai lệch hoặc lỗi kết nối.

Ngoài ra, trong quá trình vận hành, cảm biến cũng cần được kiểm tra theo kế hoạch bảo trì của hệ thống. Trí Việt Controls cũng đưa việc kiểm tra cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và lưu lượng vào nhóm công việc kiểm tra thiết bị hiện trường khi bảo trì hệ thống tự động hóa tòa nhà.

Việc lắp đặt cảm biến HVAC tại các khu vực phù hợp giúp hệ thống nhận dữ liệu chính xác và điều chỉnh công suất theo tải thực tế.

Lựa chọn cảm biến HVAC tại Trí Việt Controls

Trí Việt Controls cung cấp nhiều dòng cảm biến phục vụ hệ thống HVAC và BMS, đáp ứng các nhu cầu đo nhiệt độ, độ ẩm, CO₂ và những thông số kỹ thuật khác trong tòa nhà.

Một số dòng thiết bị có thể kể đến:

- CD-3xx-E00-00 Series: cảm biến/transmitter gắn tường đo CO₂, độ ẩm tương đối và nhiệt độ cho ứng dụng HVAC.

- CD-Px000 Series: transmitter gắn ống gió đo CO₂ và nhiệt độ, phù hợp với các ứng dụng như Demand Control Ventilation, quản lý gió tươi và chất lượng không khí trong nhà.

- HT-1300 Series: cảm biến gắn ống gió chuyên dùng để đo độ ẩm tương đối và nhiệt độ trong HVAC.

Khi lựa chọn thiết bị, cần xem xét đồng thời đại lượng đo, vị trí lắp đặt, dải đo, độ chính xác, tín hiệu đầu ra và khả năng kết nối với bộ điều khiển hiện có.

Trí Việt Controls có thể tư vấn lựa chọn cảm biến HVAC theo yêu cầu kỹ thuật và cấu hình BMS của từng công trình, giúp thiết bị được lựa chọn phù hợp với vị trí đo và mục tiêu giám sát, điều khiển thực tế.

Liên hệ Trí Việt Controls để được tư vấn cảm biến HVAC phù hợp với hệ thống và yêu cầu kỹ thuật của công trình.