Trong bất kỳ hệ thống thông gió – điều hòa không khí nào, việc tính toán tổn thất áp suất là yếu tố bắt buộc để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định. Nếu không khí không thể lưu thông đúng lưu lượng do tổn thất áp quá lớn, thì dù hệ thống có đắt tiền đến đâu cũng sẽ không thể phát huy công suất thiết kế. Vậy tổn thất áp suất hình thành như thế nào? Làm sao để tính toán đúng và tối ưu hóa hệ thống ống gió? Bài viết sau sẽ giúp bạn hiểu rõ và ứng dụng được ngay trong thực tế.

1. Tổn thất áp suất trong hệ thống ống gió là gì?

Khái niệm

Tổn thất áp suất trong ống gió (air pressure loss) là sự giảm áp suất khi không khí di chuyển qua hệ thống ống gió, do ma sát với thành ống hoặc các thay đổi hướng dòng khí.

Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng tổn áp

Ma sát giữa không khí và bề mặt trong của ống gió
Thay đổi tiết diện, hướng dòng chảy (co, cút, nhánh rẽ)
Thiết bị cản trở dòng khí (van gió, miệng gió, lưới lọc…)
Quá nhiều đoạn nối, ống dài không hợp lý, thiết kế hoặc các nguyên nhân khách quan khác dẫn đến gấp khúc, vòng vèo, …

2. Các loại tổn thất áp suất và công thức tính

Tổng tổn áp trên đường dẫn = Tổn áp ma sát + Tổn áp cục bộ.

Mô tả tổn áp trong đường ống, ống gió HVAC

Trong đó 2 loại tổn áp có thể được tính bằng các công thức sau:

2.1 Tổn thất do ma sát | Friction loss

Bảng ứớc lượng tổn thất áp suất tuyến tính theo tốc độ gió và loại ống:

Kích thước ống gió (mm)	Tốc độ gió (m/s)	Tổn thất ma sát (Pa/m)
400 × 200	5	0.8
500 × 250	6	1.2
600 × 300	7	1.6
800 × 400	9	2.4

Phát sinh do không khí cọ xát vào bề mặt ống trong suốt chiều dài tuyến ống. Phụ thuộc vào:

Chiều dài tuyến ống
Loại ống (vuông/tròn), độ nhám thành ống
Tốc độ dòng khí
Tỷ lệ cạnh ống (đối với ống vuông).

Tổn thất càng lớn nếu: ống dài, nhỏ, bề mặt nhám hoặc tốc độ khí cao.

Công thức tính tổn áp do ma sát:

Trong đó:

: hệ số ma sát (tra bảng Moody hoặc dùng phần mềm)
: chiều dài tuyến ống (m)
: đường kính thủy lực (m)
: mật độ không khí (≈ 1.2 kg/m³ ở 20°C)
v: vận tốc không khí (m/s)
Với ống gió vuông: Dh = 2ab/(a+b) | Với a b là chiều dài cạnh 2 ống.

Xem thêm: Tiêu chuẩn độ dày ống gió

2.2 Tổn thất cục bộ | Local loss

Gây ra bởi các điểm thay đổi dòng khí như:

Co – nở ống, cút vuông, chia nhánh, miệng gió
Van gió, thiết bị lọc, miệng hút – thổi

Tổn thất này không phụ thuộc vào chiều dài ống mà do hình học và độ đột ngột của dòng chảy.

Công thức tính tổn áp cục bộ:

Trong đó:

$K$ : hệ số tổn thất cục bộ (tra bảng theo loại fitting)
ρ,v: như trên

4. Cách giảm thiểu tổn thất áp suất

4.1. Tối ưu hóa chiều dài và hướng tuyến ống gió

Giảm độ dài tuyến gió (nối trực tiếp, hạn chế đi vòng), Giảm chiều dài = giảm tổn thất ma sát tuyến tính
Tránh bố trí ống vòng vèo, nhiều chuyển hướng gấp
Đưa quạt đến gần vị trí cần cấp gió nếu có thể
Giảm chiều dài = giảm tổn thất ma sát tuyến tính

4.2. Tăng tiết diện ống gió – giảm tốc độ dòng khí

Ống lớn hơn → tốc độ gió thấp hơn → ma sát giảm → tổn thất áp thấp hơn

Thiết kế ống gió với tốc độ gió trong giới hạn:

Ống chính: 6–10 m/s
Ống nhánh: 4–6 m/s
Đoạn nối miệng gió: 2–4 m/s

Lưu ý: Không nên giảm tiết diện ống quá nhiều để tiết kiệm vật tư – vì sẽ khiến tổn thất áp và độ ồn tăng cao.

4.3. Sử dụng co/cút trơn – bo cong thay vì cút vuông 90°

Dùng cút cong bo tròn (radius elbow) thay vì cút gấp góc nhọn → dòng khí chuyển hướng mượt hơn, giảm xoáy rối
Áp dụng thêm tấm chia dòng (turning vane) trong các cút lớn để dẫn dòng tốt hơn
Tổn thất áp suất ở co vuông gấp góc có thể cao gấp 3–5 lần so với co bo tròn cùng loại.

4.4. Hạn chế số lượng thiết bị cản trở dòng khí

Tránh dùng quá nhiều van gió, lưới lọc, miệng gió phức tạp trên cùng tuyến
Sử dụng miệng gió áp suất thấp, van điều chỉnh loại streamlined
Duy trì bảo trì định kỳ: lưới lọc bụi dơ → tăng tổn thất áp đột biến

4.5. Thiết kế phân phối gió hợp lý – chia đều tải

Tránh chia gió không đồng đều làm một số nhánh quá dài hoặc quá nhỏ
Cân bằng tải đều cho các nhánh gió → tổn thất áp tương đương → dễ cân chỉnh và vận hành

4.6. Sử dụng phần mềm thiết kế và mô phỏng tổn thất

Dùng các công cụ tính toán như:

Duct Sizer (Carrier)
Ductulator (SMACNA)
Revit MEP, AutoCAD MEP
HVAC Duct Design Calculator

Các phần mềm này giúp tính toán và tối ưu đường ống ngay từ bản vẽ sơ bộ, tránh sai sót thủ công

4.7. Lắp đặt đúng kỹ thuật

Gia công ống đúng kích thước, không móp méo
Nối ống kín khí, không rò rỉ → không tạo tổn thất ngoài ý muốn
Gắn cút, co, miệng gió đúng chiều, không ngược dòng khí

5. Tầm quan trọng của việc tính toán tổn thất

Nếu không tính toán và quan tâm đến vấn đề tổn thất áp:

Quạt gió không đủ lực đẩy khí đến các phòng xa
Hệ thống vận hành ồn, nóng, tốn điện
Vận tốc khí quá cao gây ồn / quá thấp gây tụ đọng
Mất cân bằng gió, gây phàn nàn từ người dùng cuối

Ngược lại, nếu quan tâm và tính toán đến vấn đề tổn áp, sẽ mang lại các lợi ích như:

Tối ưu công suất quạt
Hệ thống ổn định, êm, tiết kiệm năng lượng
Tăng tuổi thọ toàn bộ hệ HVAC

Cách tính tổn thất áp suất trên đường ống gió