TCTM – Việc hiểu rõ những yếu tố chính nào khiến nhiệt độ phòng máy tăng cao sẽ giúp các nhà thiết kế, nhà thầu xây dựng đưa ra những biện pháp kiểm soát, duy trì nhiệt độ phòng máy hiệu quả.
Như đã đề cập trong bài: “Nhiệt lượng thải ra trong phòng máy theo loại thang”, trong quá trình hoạt động, động cơ và các thiết bị điều khiển của thang máy tạo ra một lượng nhiệt đáng kể. Dù là thang máy cáp kéo hay thủy lực, nhiệt độ trong phòng máy cần giữ ổn định trong khoảng từ 5°C đến 40°C theo tiêu chuẩn.
TCVN 6396-20:2017 yêu cầu: Để đảm bảo các chức năng của thiết bị hoạt động đúng trong giếng thang và (các) buồng máy, nghĩa là tính đến lượng nhiệt tỏa ra bởi thiết bị, nhiệt độ môi trường trong giếng thang và (các) buồng máy được giả định duy trì trong khoảng +5°C và +40°C.
Trong hai ngày 17 và 18-7/2025, thời tiết Hà Nội nắng nóng trên diện rộng, nền nhiệt cao nhất phổ biến 35-37 độ C. Nguy cơ cháy nổ, hỏa hoạn và sốc nhiệt gia tăng.
Vấn đề duy trì nhiệt độ phòng máy nằm trong ngưỡng tiêu chuẩn trở thành bài toán cần hết sức quan tâm, cân nhắc đối với những khu vực thường xuyên xảy ra nắng nóng gay gắt. Thời tiết nắng nóng gay gắt kết hợp cùng nhiệt lượng thải ra trong phòng máy có thể khiến nhiệt độ phòng máy vượt ngưỡng nhiệt độ tiêu chuẩn nói trên. Việc không đáp ứng yêu cầu về nhiệt độ có thể khiến thang máy tự ngưng phục vụ cho đến khi nhiệt độ quay trở lại mức đã định.
Chuỗi bài này gồm ba phần chính, tập trung vào nguyên nhân nhiệt độ phòng máy tăng cao, hậu quả và giải pháp khắc phục vấn đề này:
Phần 1: Yếu tố nào khiến nhiệt độ phòng máy tăng cao
Phần 2: Nhiệt độ cao trong phòng máy ảnh hưởng đến thang máy ra sao?
Phần 3: Phương pháp làm mát phòng máy thang máy
Tạp chí Thang máy hy vọng chuỗi bài viết này có thể thu hút sự chú ý của chủ đầu tư, nhà thiết kế, nhà thầu xây dựng trong vấn đề làm mát phòng máy một cách hiệu quả, cùng nhau đảm bảo thang máy vận hành đảm bảo an toàn và nâng cao hiệu suất hoạt động.
Lưu ý: Chuỗi bài này dành cho thang máy có phòng máy.
Hầu hết các phòng máy thang máy thường nằm trên tầng thượng hoặc tầng áp mái của tòa nhà. Đối với các phòng máy được xây dựng như một phòng riêng biệt, nhô cao trên tầng thượng. Nhiệt độ tường ngoài bao bọc phòng máy và mái của phòng máy chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi hiệu ứng nhà kính, nghĩa là hấp thụ nhiệt từ bên ngoài môi trường và làm ảnh hưởng đến nhiệt độ bên trong phòng máy.
Mô phỏng hệ thống thang máy có phòng máy nằm trên sân thượng
Vào mùa hè nóng bức, khi nhiệt độ ngoài trời tăng cao, nhiệt độ của tường bao quanh phòng máy cũng tăng lên, từ đó truyền nhiệt vào bên trong phòng máy, khiến nhiệt độ bên trong cũng tăng theo.
Nói cách khác, đối với một phòng máy có diện tích các mặt bao che như mái, tường tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ ngoài trời càng lớn thì nhiệt độ bên trong phòng máy càng tăng cao.
Các thành phần chính phát sinh nhiệt trong hệ thống điện của phòng máy bao gồm: bộ biến tần, điện trở xả (hay còn gọi là điện trở hãm) và động cơ điện.
Bộ biến tần và động cơ tiêu thụ một phần điện năng do tổn hao hiệu suất và giải phóng phần năng lượng đó dưới dạng nhiệt. Trong khi đó, điện trở xả tiêu thụ điện năng sinh ra từ quá trình tái sinh năng lượng của thang máy và cũng phát tán năng lượng đó dưới dạng nhiệt. Cả hai nguồn nhiệt này đều được tỏa vào trong phòng máy, làm nhiệt độ phòng máy tăng lên.
Biến tần bao gồm hai phần chính: mạch động lực và mạch điều khiển. Mạch động lực là phần đảm nhiệm việc chuyển đổi năng lượng cung cấp cho động cơ, có chức năng điều chỉnh điện áp và tần số. Mạch này bao gồm ba bộ phận: mạch chỉnh lưu, mạch làm phẳng (lọc nhiễu) và mạch nghịch lưu (inverter).
Sơ đồ mạch điện của biến tần
Trong biến tần, mạch nghịch lưu sử dụng linh kiện bán dẫn IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor – Transistor lưỡng cực cổng cách ly), và đây chính là thành phần phát nhiệt chính. Việc phát nhiệt ở IGBT chủ yếu xảy ra vào thời điểm đóng – ngắt (chuyển mạch). Mỗi lần chuyển mạch, IGBT sinh ra một lượng nhiệt đáng kể.
Do biến tần trong hệ thống thang máy phải khởi động và thay đổi tần số liên tục, nên hiện tượng chuyển mạch xảy ra thường xuyên, dẫn đến việc tỏa ra một lượng nhiệt lớn trong quá trình hoạt động.
Điện trở xả là thiết bị dùng để tiêu tán năng lượng điện dưới dạng nhiệt. Ví dụ: khi thang máy không tải và di chuyển lên, đối trọng nặng hơn cabin. Lúc này, rôto của động cơ chính quay dưới tác động của đối trọng, cắt qua các đường sức từ của cuộn dây stato và tạo ra dòng điện – hiện tượng tự phát điện (tái sinh năng lượng). Khi đó, động cơ chuyển từ chế độ tiêu thụ điện sang chế độ phát điện.
Nguồn điện tái sinh này sẽ đi qua bộ hãm động năng của biến tần (braking unit) và cuối cùng được tiêu tán dưới dạng nhiệt thông qua điện trở xả.
Điện trở xả lắp cho biến tần trong tủ điện
Một thử nghiệm tiến hành trên hai thang máy chạy ở cùng tần số:
– Thang thứ nhất chỉ sử dụng nguồn điện lưới, và toàn bộ năng lượng tái sinh được tiêu tán qua điện trở xả.
– Thang thứ hai cũng dùng điện lưới, nhưng được trang bị thêm thiết bị thu hồi năng lượng. Thiết bị này cho phép thu lại năng lượng tái sinh từ thang máy và đưa trở lại lưới điện để tái sử dụng.
Kết quả cho thấy, sau một thời gian vận hành, thang máy có thiết bị thu hồi năng lượng tiêu thụ điện lưới ít hơn khoảng 35% so với thang sử dụng điện trở xả.
Điều này cho thấy lượng nhiệt mà điện trở xả tạo ra là rất lớn, tương đương khoảng 1/3 tổng mức tiêu thụ điện năng của thang máy.
Trong quá trình vận hành, động cơ tiêu thụ một lượng điện năng nhất định và đồng thời phát sinh nhiệt. Theo công thức tính nhiệt của điện trở: Q = I²Rt, lượng nhiệt sinh ra trong quá trình hoạt động của động cơ tỷ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện.
* Trong đó:
Q: Nhiệt lượng tỏa ra (Jun, J)
I: Cường độ dòng điện (Ampe, A)
R: Điện trở của dây dẫn (Ohm, Ω)
t: Thời gian dòng điện chạy qua (giây, s)
Động cơ thang máy là bộ phận trung tâm, đóng vai trò biến đổi năng lượng điện thành cơ năng để kéo hoặc đẩy cabin di chuyển.
Động cơ điện đạt dòng điện lớn nhất trong hai giai đoạn: khởi động và phanh hãm. Đối với thang máy – một phương tiện vận chuyển theo phương đứng – các chu kỳ khởi động và phanh xảy ra liên tục và thường xuyên, do đó sẽ sinh ra một lượng nhiệt lớn trong quá trình vận hành.
Nhìn chung, nhiệt độ phòng máy tăng cao được xem xét dựa trên hai yếu tố chính là lượng nhiệt tỏa ra bởi thiết bị, nhiệt độ môi trường bên trong phòng máy. Và sự gia tăng nhiệt độ đó sẽ “gây hại” cho thang máy như thế nào? Bài viết: “Nhiệt độ cao trong phòng máy ảnh hưởng đến thang máy ra sao?” sẽ phân tích chi tiết những tác động tiêu cực của nhiệt độ cao đến các hệ thống của thang máy.
Nhiệt độ cao trong phòng máy ảnh hưởng đến thang máy ra sao?
