EN
DANNIS LUO · Kỹ thuật ứng dụng FANOVA · Tháng Chín năm 2026
Một nhà sản xuất thiết bị tắm nắng thương mại tại Đông Nam Á đã gửi cho chúng tôi bộ bản vẽ lắp ráp quạt cho mô-đun LED. Hộp có kích thước 530 x 453 x 218 mm và nặng 7,74 kg khi đã lắp ráp đầy đủ. Bên trong đặt một quạt ly tâm. Quạt này cấp khí cho năm đầu nối xoay khóa và một cổng hình vuông có cánh chớp, nhằm dẫn khí đến các mô-đun LED trên giường tắm nắng.
Câu hỏi của khách hàng rất cụ thể: họ cần loại quạt nào duy trì lưu lượng khí qua sáu đầu ra song song từ một nguồn duy nhất? Đối với việc làm mát mô-đun LED, các giá trị lưu lượng khí ghi trên bảng thông số kỹ thuật không phải là yếu tố quyết định — áp suất tĩnh mới là yếu tố then chốt.
Một hộp làm mát mô-đun LED là một bộ chia lưu lượng, không phải một đường dẫn khí hở. Không khí thoát ra từ một quạt và phải được chia đều qua năm đầu nối xoay khóa cùng một cổng có cánh chớp. Mỗi đầu nối, mỗi đoạn ống dẫn và mỗi cánh chớp đều tạo ra trở lực, cả nối tiếp lẫn song song.
Hai ràng buộc khiến thông số kỹ thuật khắt khe hơn so với yêu cầu thông gió thông thường. Hộp có kích thước nhỏ, do đó quạt phải tạo ra áp suất cần thiết từ một bánh xe công tác nhỏ gọn. Đồng thời, cụm lắp ráp nằm bên trong thiết bị do con người vận hành, nên mức áp suất âm thanh cũng trở thành một phần của trải nghiệm sản phẩm.
Mỗi đường cong quạt đều có hai điểm cuối: lưu lượng khí tự do tại mức cản bằng không và áp suất tĩnh cực đại khi đầu ra bị bịt kín hoàn toàn. Một hệ thống thực tế hoạt động ở vị trí nằm giữa hai điểm này, tại giao điểm của đường cong quạt và đường cong hệ thống.
Quy tắc kinh nghiệm trong ngành rất rõ ràng. Quạt trục hoạt động hiệu quả về mặt kinh tế ở mức trở kháng hệ thống lên đến khoảng 100 Pa. Quạt ly tâm đảm nhiệm vai trò chính ở mức trên 300 Pa, còn khi tổng áp suất hệ thống nằm trong khoảng từ 100 đến 200 Pa thì thường ưu tiên lựa chọn thiết kế quạt ly tâm.
Vì độ sụt áp của hệ thống tăng theo bình phương của lưu lượng, nên đường cong hệ thống dốc lên nhanh chóng. Đây chính là lý do khiến quạt áp suất thấp gặp bất lợi trong hộp phân nhánh: đơn vị trục có thể đạt giá trị lưu lượng khí tự do tương đương, nhưng chỉ đạt được giá trị đó gần như tại điều kiện cản bằng không, và sẽ giảm dần dọc theo đường cong ngay khi các khớp nối và cửa chớp được lắp đặt.
Giờ hãy áp dụng điều này vào một hộp làm mát module LED có sáu đầu ra.
| Mẫu xe | Loại | Lưu lượng khí tối đa | Áp suất tĩnh tối đa | Điện | Độ ồn |
|---|---|---|---|---|---|
| FG3G200-2AGL-70 | Trục, 200 mm | 1.205 m3/h | 250 Pa | 45 W | 62 dB(A) |
| FG3G250-2AGL-90 | Trục, 250 mm | 1.740 m³/giờ | 226 Pa | 80 W | 61 dB(A) |
| FB3G250-2APS-90 | Quạt ly tâm cong ngược, 250 mm | 1.590 m³/giờ | 762 Pa | 220 W | 77,1 dB(A) |
| FS3G180-2AGL-20 | Quạt ly tâm một cửa hút, 180 mm | 1.320 m³/giờ | 1.265 Pa | 495 W | 76 dB(A) |
Điều đó tương đương khoảng năm lần áp suất tĩnh của quạt trục có đường kính 200 mm, từ một bánh xe công tác nhỏ hơn — và cao hơn hơn mười hai lần so với ngưỡng 100 Pa nằm ở rìa phạm vi kinh tế của quạt trục.
Đối với cụm tản nhiệt module LED này, FANOVA yêu cầu một FS3G180-2AGL-20 — quạt ly tâm kiểu EC có một cửa hút, kèm vỏ xoáy và bánh xe công tác đường kính 180 mm. Việc xả theo hướng bán kính từ vỏ xoáy tạo ra cột áp; còn việc chỉ có một cửa hút giúp giữ cho cụm lắp đặt đủ nhỏ gọn để vừa khít vào hộp kích thước 530 x 453 x 218 mm.
| Tham số | Giá trị |
|---|---|
| Mẫu xe | FS3G180-2AGL-20 |
| Loại | Quạt ly tâm kiểu EC có một cửa hút, vỏ xoáy |
| Điện áp danh nghĩa | 230 VAC, một pha, 50/60 Hz (dải điện áp 184–270 VAC) |
| Dòng điện tiêu thụ | 2,2 A ±10% |
| Tốc độ | 2.460 vòng/phút ±5% |
| Tiêu thụ điện năng | 495 W ±10% |
| Lưu lượng gió tối đa | 776,8 CFM / 1.320 m³/h |
| Áp suất tĩnh tối đa | 5,06 in.wg / 1.265 Pa |
| Mức áp suất âm thanh | 76 dB(A) ±5 |
| Lớp cách nhiệt | Lớp B |
| Độ bảo vệ | IP54 |
| Đầu vào điều khiển | 0–10 VDC hoặc PWM |
| Xuất tín hiệu | Cảm biến tốc độ FG, 3 xung mỗi vòng quay |
| Giao diện nối tiếp | RS485 MODBUS (RSA / RSB) |
| Cánh quạt | đường kính 180 mm, 38 cánh, tấm thép cán nguội |
| Đường kính rotor | 102 mm |
| Vỏ bọc điện tử | Nhôm đúc ép |
| Motor | Rô-to ngoài EC, ổ bi, chế độ làm việc S1 |
| Nhiệt độ hoạt động | nhiệt độ môi trường từ -25 đến +60 °C |
| Tuổi thọ dự kiến | 50.000 giờ (L10) ở 40 °C |
| Khối lượng | 6.5 KG |
| Phê duyệt | CE, RoHS, ISO 9001, ErP 2015 |
Máy tắm nắng không phải là một bộ xử lý không khí đặt trên mái nhà. Quạt được lắp trong cùng buồng kín với người sử dụng. Mức áp suất âm thanh lúc này không còn chỉ là một thông số nền mà đã trở thành một phần của trải nghiệm sản phẩm.
76 dB(A) là mức chi phí để đạt được áp suất 1.265 Pa. Nếu số lượng đầu ra hoặc chiều dài ống dẫn cho phép áp suất thấp hơn, mẫu FS3G180-2AGL-90 vẫn thực hiện cùng công việc nhưng chỉ ở mức 70 dB(A) và 200 W thay vì 495 W. Chúng tôi chọn phiên bản có áp suất cao hơn vì bố trí sáu đầu ra yêu cầu như vậy, đồng thời điều khiển tốc độ giúp bù đắp phần lớn chênh lệch trong điều kiện vận hành bình thường.
Đây là điểm khiến quạt EC khác biệt so với phiên bản AC tốc độ cố định. Đầu vào 0–10 VDC hoặc PWM cho phép bộ điều khiển thiết lập tốc độ một cách liên tục. Một cảm biến nhiệt điện trở trên mô-đun LED đo nhiệt độ mối nối, do đó tốc độ quạt chỉ tăng lên khi các mô-đun nóng và quạt chạy ở tốc độ thấp trong giai đoạn nghỉ.
Duy trì công suất 495 W ở tốc độ tối đa trong 3.650 giờ mỗi năm tiêu thụ 1.807 kWh. Vì công suất quạt giảm xấp xỉ theo lập phương của tốc độ, nên việc vận hành ở tốc độ thấp trong phần lớn thời gian sẽ giảm đáng kể con số này.
Cùng bánh xe công tác 180 mm cũng có sẵn ở các điểm vận hành khác nếu bạn đang phát triển dải làm mát cho mô-đun LED thay vì chỉ một mẫu đơn lẻ:
Ba câu hỏi xác định liệu bạn có cần quạt ly tâm hay vẫn có thể dùng quạt trục.
Thứ nhất, đếm số cửa xả và cộng tổng chiều dài ống dẫn. Bất kỳ hệ thống phân nhánh nào, bất kỳ hệ thống nào dài hơn vài mét, hoặc bất kỳ hệ thống nào có chớp chắn hoặc bộ lọc đều đẩy bạn về phía quạt có áp suất tĩnh cao.
Thứ hai, làm việc dựa trên đường cong hệ thống, chứ không phải dựa trên thông số lưu lượng tự do. Ước tính điện trở của từng thành phần, cộng thêm dự trữ từ 10 đến 20 phần trăm, sau đó xác định điểm giao nhau giữa đường cong quạt và giá trị đó — bước này quyết định phần lớn các đặc tả làm mát module LED.
Thứ ba, xác định xem tải có thay đổi hay không. Nếu có, quạt EC có đầu vào 0–10 VDC sẽ bù lại chênh lệch giá nhờ tiết kiệm chi phí vận hành, đồng thời tín hiệu FG cung cấp khả năng phát hiện sự cố.
Bộ tản nhiệt FS3G180-2AGL-20 được chỉ định này làm mát mô-đun LED theo bố trí đã nêu bằng một cánh quạt duy nhất: lưu lượng 1.320 m³/giờ và áp suất 1.265 Pa từ bánh xe đường kính 180 mm, bên trong hộp có kích thước 530 x 453 x 218 mm. Điều khiển tốc độ cho phép nhà sản xuất điều chỉnh lưu lượng khí dựa trên nhiệt độ mối nối LED thay vì vận hành quạt ở công suất tối đa, đồng thời đầu ra bộ đo tốc độ FG hỗ trợ phát hiện sự cố ở cấp độ sản phẩm.
