Ứng dụng của cảm biến áp suất trong tự động hóa tòa nhà

Khi mật độ dân số tại các đô thị tăng lên, các tòa nhà lớn ngày càng trở nên phổ biến và việc kiểm soát môi trường bên trong của chúng một cách chính xác là một thách thức đối với các nhà thiết kế và nhân viên vận hành.

Ngoài ra, những vấn đề về môi trường ngày càng gia tăng và các quy định mới đã khiến việc giảm thiểu năng lượng sử dụng để sưởi ấm và làm mát các tòa nhà là một vấn đề cần được xem xét nghiêm túc.

Ngành kinh doanh tự động hóa tòa nhà tích hợp hệ thống sưởi, thông gió, điều hòa không khí và làm lạnh (HVACR), với các giao diện điều khiển và hệ thống giám sát – tất cả đều có sự trợ giúp của cảm biến áp suất.

Một hệ thống HVAC điển hình

1. Kiểm soát bộ lọc không khí

Bộ lọc không khí là một bộ phận quan trọng của bất kỳ hệ thống HVAC nào và nó cần hoạt động hiệu quả.

Bằng cách sử dụng cảm biến chênh lệch áp suất để đo áp suất trên cả hai mặt của bộ lọc (xem sơ đồ bên dưới), hệ thống tự động hóa tòa nhà có thể giám sát luồng không khí mọi lúc.

Khi lưu lượng gió giảm theo thời gian, điều đó có thể cho thấy bộ lọc cần được thay thế hoặc làm vệ sinh.

Nếu nó không được thay thế, hệ thống có thể cần sử dụng nhiều năng lượng hơn để khôi phục luồng không khí về mức cần thiết, điều này cũng tạo thêm hao mòn cho các thành phần khác trong hệ thống.

Cảm biến chênh lệch áp suất đo luồng không khí qua bộ lọc

2. Giảm thiểu việc sử dụng điện năng của quạt

Luồng không khí trong hệ thống HVAC cần phải được duy trì trong các thông số cụ thể để duy trì một môi trường sống hoặc làm việc an toàn và thoải mái.

Quạt đẩy không khí đi qua các ống dẫn trong hệ thống giúp cho nó lưu thông.

Một mạng lưới các cảm biến chênh lệch áp suất được trang bị trên các ống dẫn khí sẽ giám sát cách không khí lưu thông và cho phép hệ thống điều chỉnh tốc độ của từng quạt và giữ cho chi phí năng lượng ở mức thấp nhất

 3. Duy trì mức áp suất ống dẫn tương đối

Cảm biến chênh lệch áp suất cũng được sử dụng để đo sự chênh lệch áp suất tương đối giữa không khí trong ống và không khí trong phòng.

Sự chênh lệch áp suất không khí có thể gây ra nhiều vấn đề khác nhau trong một tòa nhà, chênh lệch áp suất không khí dương hoặc âm.

Ví dụ, một áp suất không khí âm trong một phần của tòa nhà sẽ tạo ra các dòng không khí, khi áp suất nơi cao hơn di chuyển qua khu vực có áp suất thấp.

Sự mất cân bằng có thể dẫn đến cửa ra vào hoặc cửa sổ khó mở hoặc đóng, hoặc thất thoát không khí được làm nóng / làm mát dẫn đến chi phí năng lượng cao hơn.

Bằng cách đo chênh lệch áp suất không khí tương đối xung quanh hệ thống HVAC của tòa nhà, những vấn đề này được phát hiện và xử lý.

Đo áp suất bên trong ống dẫn, liên quan đến phòng kín hoặc không gian mở, được thực hiện bằng cách sử dụng cảm biến chênh lệch áp suất.

Thông thường, áp suất được đo tương đối thấp, vì vậy cảm biến sẽ được chỉ định hoạt động trong phạm vi khoảng ± 50 Pa (pascal).
 4. Nâng cao hiệu quả trao đổi nhiệt

Hệ thống quản lý, điều khiển và tự động hóa tòa nhà có thể kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm của căn phòng nhờ vào phản hồi từ các cảm biến cung cấp.

Cảm biến áp suất đo lượng áp suất không khí tương đối trong phòng là rất quan trọng, thường được chuẩn hóa (ATM). Sử dụng cảm biến áp suất để theo dõi áp suất không khí trong phòng theo thời gian có thể xác định xem có rò rỉ xung quanh cửa ra vào và cửa sổ dẫn đến thất thoát nhiệt (năng lượng) hay không.

Hệ thống làm mát sử dụng máy bơm nén chất lỏng để trao đổi nhiệt, và những máy bơm này có cảm biến áp suất được đặt ở phía cao và phía thấp của máy nén để đảm bảo duy trì chênh lệch áp suất để đạt hiệu suất tối ưu.

Loại cảm biến được sử dụng ở đây có thể bao gồm cảm biến chênh lệch áp suất với thang đo từ 0 đến 25 bar.

 5.Giám sát hệ thống sưởi ấm lượng không khí thay đổi

Thông gió là một khía cạnh quan trọng của hệ thống HVAC, liên quan đến việc giám sát và kiểm soát chặt chẽ lượng không khí đi vào phòng.

Nếu hệ thống sưởi sử dụng cấu hình Thể tích không khí thay đổi (VAV) (trái ngược với Thể tích không khí không đổi hoặc hệ thống CAV), nhiệt độ được duy trì bằng cách thay đổi nhiệt độ của thể tích không khí đi vào phòng, thay vì nhiệt độ của không khí.

Trong trường hợp này, cảm biến chênh lệch áp suất được sử dụng để đo thể tích không khí và sẽ được chỉ định với phạm vi từ 0 đến 360 Pa.

Tín hiệu phản hồi do cảm biến cung cấp cho phép hệ thống điều khiển tòa nhà mở hoặc đóng cửa gió giúp tăng hoặc giảm lượng không khí lưu thông vào phòng.

 6.Hệ thống an toàn tự động

Bộ điều khiển quản lý tòa nhà có thể sử dụng cảm biến áp suất để điều khiển trực tiếp các bộ phận của hệ thống HVAC, thường ở dạng cảm biến chênh lệch áp suất hoạt động như một công tắc.

Điều này cho phép hệ thống tự động bật hoặc tắt các thiết bị khi đo chênh lệch áp suất thấp hoặc cao hơn giới hạn cho phép, có khả năng ngăn ngừa thiệt hại lớn hơn cho hệ thống hoặc thay đổi môi trường đột ngột trong tòa nhà.

Các cảm biến này thường sẽ được chỉ định để hoạt động trong phạm vi 0,1 đến 4,00 In H2O và chúng có màng chắn lò xo và hai công tắc, một để phát hiện áp suất cao và một để phát hiện áp suất thấp hơn.

Điện áp có thể được sử dụng lên đến 240VAC, với hơn 1 triệu lần hoạt động chuyển mạch.

 7.Duy trì áp suất khí trong khí nén

Cảm biến áp suất tương đối được sử dụng để đo áp suất của các hệ thống con dựa trên nguyên lý hoạt động thủy lực hoặc khí nén trong hệ thống HVAC.

Chúng có thể ở dạng khí hoặc chất lỏng được sử dụng trong quá trình sưởi ấm hoặc làm mát, và đảm bảo các hệ thống con sẵn sàng sử dụng ngay lập tức nếu được yêu cầu.

8. Giám sát hóa chất nguy hiểm

Amoniac được sử dụng làm chất làm mát trong hệ thống HVAC và làm lạnh, nhưng có thể gây ra thiệt hại lớn và nguy hiểm cho con người trong trường hợp rò rỉ.

Tuy nhiên, cảm biến áp suất tương đối có thể được sử dụng để theo dõi áp suất của amoniac khi nó đi qua hệ thống, đảm bảo nó nằm trong giới hạn cho phép.

Đây là một nhiệm vụ trong đó các cảm biến chênh lệch áp suất có thể đo sự khác biệt từ 6,0 psi ở phía áp suất thấp đến 175 psi ở phía áp suất cao được sử dụng.

Hệ thống giám sát, điều khiển và tự động hóa tòa nhà phụ thuộc nhiều vào cảm biến áp suất để hoạt động hiệu quả, khai thác ưu điểm và lợi ích của thiết bị HVACR.

Khi các công nghệ và khái niệm tự động hóa tòa nhà ngày càng phổ biến áp dụng cho tất cả các ngôi nhà, cảm biến áp suất sẽ tiếp tục đóng vai trò trung tâm trong việc kiểm soát

THAM KHẢO THÊM VỀ ỨNG DỤNG CỦA CẢM BIẾN ÁP SUẤT TRONG OTO

THAM KHẢO HỆ THỐNG ĐO LƯU LƯỢNG KHÍ NÉN TỪ XA