Cảm biến nhiệt độ là gì? Phân loại, ứng dụng và cân nhắc khi lựa chọn
12/03/2025
Lượt xem: 10
Kiểm soát nhiệt độ là một trong những quy trình tự động lâu đời nhất đối với hệ thống HVAC. Cho dù là trong không gian dân dụng hay thương mại, điều cuối cùng mọi người muốn lo lắng là phải điều khiển thủ công các hệ thống kiểm soát nhiệt độ. Hơn nữa, với nỗ lực nâng cao hiệu quả năng lượng, việc ứng dụng tự động hóa và phản ứng theo thời gian thực với các điều kiện xung quanh đã trở nên quan trọng hơn nhiều trong hệ thống HVAC. PGTECH cung cấp các dòng Cảm biến nhiệt độ Belimo có độ tin cậy cao, tính năng lắp đặt đơn giản và dễ dàng tích hợp liền mạch với Hệ thống tự động hóa tòa nhà BAS (Building Automation Systems). Ngoài ra, vỏ của cảm biến nhiệt độ Belimo có cấp bảo vệ IP65/NEMA 4X, mang tới tuổi thọ sản phẩm cao.

Đối với hầu hết mọi người, hệ thống HVAC có một chức năng chính: duy trì nhiệt độ trong nhà ở mức thoải mái, dễ chịu. Không quan trọng nếu hệ thống đang thực hiện công việc quan trọng khác trong việc kiểm soát khí hậu – ví dụ, duy trì độ ẩm ở mức phù hợp hoặc theo dõi các chất ô nhiễm. Nếu nhiệt độ bên trong không gian quá nóng hoặc quá lạnh, mọi người sẽ nhận thấy và không ngần ngại khi nói điều đó ra.
Vậy, điều gì giúp duy trì hiệu suất HVAC ở mức cần thiết? Công nghệ cảm biến nhiệt độ tiên tiến được tích hợp chiến lược trong toàn bộ hệ thống. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về các loại cảm biến nhiệt độ, ứng dụng và các cân nhắc khi lựa chọn cảm biến nhiệt độ cho hệ thống HVAC.
4 loại cảm biến nhiệt độ cho thiết kế hệ thống HVAC
Nói một cách đơn giản, hệ thống HVAC chỉ tốt khi các thành phần của hệ thống hoạt động hiệu quả. Trong việc giám sát và quản lý số liệu đáng chú ý nhất về chức năng của hệ thống HVAC, có một số loại cảm biến nhiệt độ. Hãy cùng xem nhanh 4 loại cảm biến nhiệt độ môi trường dành cho hệ HVAC và các ứng dụng của chúng:
- Nhiệt điện trở (thermistors), cảm biến nhiệt độ phổ biến nhất trong hệ thống HVAC, được biết đến với độ chính xác và phản ứng nhanh. Các cảm biến này thay đổi điện trở theo sự thay đổi nhiệt độ, mang lại độ nhạy cao. Thích hợp cho việc kiểm soát khí hậu nói chung, chúng là xương sống của nhiều hệ thống HVAC, đảm bảo nhiệt độ trong nhà ổn định.
- Cảm biến hồng ngoại không tiếp xúc (NCIR) đo nhiệt độ mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Sử dụng công nghệ hồng ngoại, chúng phát hiện bức xạ nhiệt, khiến chúng trở nên lý tưởng để giám sát các khu vực khó tiếp cận hoặc nơi các cảm biến truyền thống có thể bị cản trở, do đó tăng cường khả năng thích ứng của hệ thống HVAC.
- Bộ dò nhiệt độ điện trở (RTDs) được ưa chuộng vì độ chính xác của chúng trong phạm vi nhiệt độ rộng. Dựa trên nguyên lý điện trở của kim loại thay đổi theo nhiệt độ, cảm biến nhiệt độ điện trở RTD thường được sử dụng trong các môi trường công nghiệp vì độ bền và kết quả đọc đáng tin cậy.
- Cặp nhiệt điện (thermocouples) rất cần thiết trong các ứng dụng nhiệt độ cao. Chúng hoạt động bằng cách đo chênh lệch điện áp được tạo ra tại điểm nối của hai kim loại khác nhau. Điều này khiến chúng phù hợp với môi trường khắc nghiệt nơi các cảm biến khác có thể bị hỏng, đảm bảo hệ thống HVAC hoạt động tối ưu ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt.
Loại cảm biến nhiệt độ | Chức năng | Ứng dụng lý tưởng |
| Thay đổi điện trở theo sự thay đổi nhiệt độ, mang lại độ nhạy cao. | Kiểm soát khí hậu nói chung trong hệ thống HVAC. |
Máy dò nhiệt độ điện trở (RTD) | Đo nhiệt độ bằng cách phát hiện sự thay đổi điện trở của kim loại. | Thiết lập công nghiệp để theo dõi nhiệt độ chính xác. |
| Đo chênh lệch điện áp tạo ra tại mối nối của hai kim loại khác nhau, phản ứng với những thay đổi về nhiệt độ. | Môi trường nhiệt độ cao trong hệ thống HVAC. |
Cảm biến hồng ngoại không tiếp xúc (NCIR) | Phát hiện bức xạ nhiệt mà không cần tiếp xúc trực tiếp, sử dụng công nghệ hồng ngoại. | Giám sát những khu vực khó tiếp cận hoặc bị cản trở trong hệ thống HVAC. |
Trong số các loại cảm biến nhiệt độ hiện có, cảm biến Belimo thường sử dụng nhiệt điện trở hoặc đầu dò nhiệt độ điện trở RTD. Belimo cung cấp cả cụm cảm biến thụ động, có điện trở đầu ra (đơn vị Ohm) và cụm cảm biến chủ động, có điện áp đầu ra (đơn vị Volt).
Cảm biến nhiệt độ Belimo có thể được cấu hình với nhiệt điện trở loại tín hiệu NTC10k (10k2), NTC10k Precon (10k3) hoặc NTC (20k). Belimo cung cấp dòng cảm biến nhiệt độ cho nhiều ứng dụng khác nhau bao gồm cảm biệt nhiệt độ đường ống, cảm biến ống dẫn, cảm biến phòng, cảm biến môi trường ngoài trời và nhiều ứng dụng khác.
Nổi bật trong số cảm biến này phải kể tới dòng cảm biến 3 trong 1, với chức năng cảm biến nhiệt độ độ ẩm và khí CO2 công nghệ cao, độ chính xác cao và hoàn hảo của Belimo Thuỵ Sỹ.
Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm và khí CO2 ba trong một cho hệ HVAC đa chức năng và nổi tiếng nhất
Tích hợp cảm biến nhiệt độ HVAC | Cân nhắc, lắp đặt và bảo trì
Việc lắp đặt hệ thống HVAC ở bất kỳ không gian nào – dù là nhà ở hay khu công nghiệp – đều không đơn giản như việc đặt một hộp AC vào cửa sổ và để nó chạy.
Các hệ thống HVAC hiện đại và tinh vi hơn đòi hỏi thiết kế thông minh – cho cả hệ thống và việc lắp đặt trong tòa nhà. Trong cả hai trường hợp, để hệ thống chạy ở hiệu suất cao nhất có nghĩa là tìm ra sự hài hòa giữa hiệu suất mong muốn, tính năng của công nghệ cảm biến và môi trường.
Những điều cần lưu ý khi sử dụng cảm biến nhiệt độ HVAC
Công nghệ cảm biến được tích hợp vào thiết kế HVAC phải giống như hệ thống dành cho người sử dụng tòa nhà – một thứ gì đó hoạt động âm thầm ở chế độ nền mà bạn không cần phải quan tâm tới.
Mặc dù chắc chắn có nhiều lựa chọn về loại cảm biến nhiệt độ mà bạn sẽ chọn cho hệ thống HVAC, nhưng vẫn có một số cân nhắc chung đối với thiết bị và hiệu suất của nó như:
- Thời gian phản hồi – Điều cuối cùng mà bất kỳ ai cũng muốn ở hệ thống kiểm soát khí hậu là có một hệ thống phản hồi chậm khi điều kiện môi trường vượt ra ngoài các thông số được cài đặt trước. Trong khi khiến không gian trở nên khó chịu, thời gian phản hồi chậm có thể có nghĩa là tăng hóa đơn tiền điện do hệ thống hoạt động kém hiệu quả.
- Độ chính xác dài hạn – Trong suốt thời gian sử dụng, cảm biến nhiệt độ HVAC phải luôn đưa ra các số đọc chính xác và có thể lặp lại. Độ trôi của cảm biến phải là điều bạn không nên quan tâm nhất – các số liệu mà cảm biến thu được phải là những số liệu mà bạn có thể tin cậy mà không cần thắc mắc.
- Độ bền – Nói về tuổi thọ hữu ích, cảm biến nhiệt độ HVAC phải chịu được sự khắc nghiệt của việc sử dụng thường xuyên mà không sợ hỏng sớm. Thật phức tạp! Nói cách khác, cảm biến nhiệt độ của hệ thống HVAC cần phải bền – và điều đó có nghĩa là phải đầu tư vào một giải pháp cảm biến tùy chỉnh.
- Độ tin cậy chống lại sự xâm nhập của độ ẩm – Độ ẩm có thể gây ra nhiều vấn đề cho cảm biến không được bảo vệ đầy đủ – mọi thứ từ đoản mạch đến ăn mòn và độ chính xác. Đối với ứng dụng và môi trường của cảm biến, hãy đảm bảo rằng nó có cấp bảo vệ IP phù hợp.
Độ nhạy của cảm biến nhiệt độ để kiểm tra máy đo tọa độ (CMM)
Độ chính xác của thử nghiệm CMM có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ do sự giãn nở nhiệt và sự thay đổi nhiệt độ. Nói tóm lại, vật liệu giãn nở hoặc co lại khi tiếp xúc với sự thay đổi nhiệt độ, ảnh hưởng đến cả vật thể được đo và CMM.
Để giảm thiểu những tác động này, cảm biến nhiệt độ HVAC phải nhạy và phản ứng nhanh cũng như chính xác để tạo ra môi trường trong nhà có nhiệt độ ổn định trong phạm vi dung sai được chỉ định.
Những cân nhắc về thiết kế hệ thống HVAC so với chức năng cảm biến nhiệt độ
Ngay cả những hệ thống HVAC đơn giản nhất cũng phức tạp. Phần lớn hiệu quả hoạt động của các cảm biến tích hợp phụ thuộc vào thiết kế và cách lắp đặt hệ thống cho tòa nhà nơi chúng được đặt. Nói cách khác: có rất nhiều yếu tố bên ngoài, nếu không được tính đến trong thiết kế hệ thống HVAC, có thể ảnh hưởng đến khả năng thực hiện chức năng của các cảm biến.
Điều này đặc biệt đúng đối với cảm biến nhiệt độ không khí HVAC.
- Vị trí: Cho dù là cảm biến nhiệt độ HVAC bên trong hay bên ngoài, môi trường xung quanh đều ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của cảm biến. Ví dụ, đặt cảm biến nhiệt độ quá gần các nguồn nhiệt như đèn hoặc các thiết bị khác có thể dẫn đến kết quả đọc không chính xác. Tương tự như vậy đối với việc lắp đặt cảm biến gần cửa sổ hoặc cửa ra vào, nơi không khí mát hơn hoặc nhiệt từ mặt trời có thể ảnh hưởng đến các điều kiện xung quanh ngay lập tức.
- Độ cao: Khi đặt cảm biến nhiệt độ HVAC theo một hướng khác, độ cao của chính hệ thống có thể ảnh hưởng đến chức năng của cảm biến nhiệt độ. Ví dụ, hãy lấy một tòa nhà cao tầng có hệ thống HVAC trên mái nhà. Vị trí đặt cảm biến chiến lược phải tính đến sự phân tầng không khí, đảm bảo kiểm soát nhiệt độ chính xác trên các tầng khác nhau. Hệ thống HVAC có thể cần phân vùng hoặc các điểm đặt khác nhau cho các cảm biến ở nhiều độ cao khác nhau để duy trì sự thoải mái nhất quán trong nhà.
- Kích thước không gian: Về cơ bản, đây là phép toán đơn giản: tìm ra tỷ lệ phù hợp giữa kích thước của hệ thống HVAC so với không gian sưởi ấm và làm mát. Một hệ thống quá nhỏ phải làm việc vất vả hơn nhiều để kiểm soát khí hậu. Ngược lại, một hệ thống quá lớn sẽ lãng phí năng lượng (và tiền bạc) – hãy nghĩ đến việc sử dụng máy xúc để đào một cái hố trong khi chỉ cần một chiếc xẻng làm vườn đơn giản.
- Mẫu luồng không khí: Hệ thống HVAC phụ thuộc vào luồng không khí thích hợp để hoạt động hiệu quả. Nếu cảm biến nhiệt độ được đặt ở khu vực có lưu thông không khí kém, nó có thể dẫn đến kết quả đọc sai và hệ thống phải làm việc nhiều hơn mức cần thiết.
- Khoảng không khí chết: Những khu vực có lưu thông không khí tối thiểu hoặc không có, khoảng không khí chết gây ra thách thức trong việc duy trì nhiệt độ ổn định vì việc thiếu chuyển động của không khí ngăn cản việc phân phối không khí nóng hoặc lạnh một cách hiệu quả.
Tìm hiểu về cảm biến nhiệt độ cho đường ống gió, ống nước và khí - hệ HVAC tiêu chuẩn Châu Âu
Bảo trì & hiệu chuẩn cảm biến nhiệt độ
Với một số cảm biến, việc bảo trì và hiệu chuẩn thường xuyên chỉ là một phần tiêu chuẩn của hoạt động và giúp hệ thống hoạt động như mong đợi. Về cơ bản, việc bảo trì cảm biến nhiệt độ môi trường HVAC không thực sự là một phần của phương trình.
Cảm biến nhiệt độ hệ HVAC hiện đại thường được nhà sản xuất hiệu chuẩn trước để đáp ứng các thông số kỹ thuật vận hành, loại bỏ nhu cầu bảo trì phía khách hàng trong phần lớn các ứng dụng. Các cảm biến nhiệt độ này được thiết kế để chịu được việc sử dụng thường xuyên, lâu dài và các biến đổi môi trường mà không làm giảm độ chính xác hoặc độ tin cậy.
Tuy nhiên, vẫn có một số trường hợp cần phải hiệu chuẩn định kỳ. Trong một số ứng dụng nhất định mà nhiệt độ phải nằm trong phạm vi hữu hạn, hiệu chuẩn có thể là điều cần thiết để kiểm soát các điều kiện xung quanh. Tương tự như vậy đối với trường hợp lắp đặt một số cảm biến nhiệt độ trong hệ thống HVAC. Ví dụ, khi cảm biến nhiệt độ được đặt gần lõi dàn bay hơi hoặc gần cửa xả khí, cảm biến nhiệt độ này có thể cần hiệu chuẩn lại thường xuyên hơn cảm biến nhiệt độ ống dẫn HVAC.

Kiểm soát nhiệt độ chính xác để có hiệu suất tối ưu
Trong khi nhiệt độ được cho là yếu tố chính chi phối chức năng của hệ thống HVAC thì cảm biến nhiệt độ lại là xương sống của bất kỳ hệ thống HVAC nào. Việc tích hợp cẩn thận của chúng vào thiết kế hệ thống tổng thể là điều cần thiết để có hiệu suất tối ưu, cho dù đó là duy trì nhiệt độ thoải mái hoặc đáp ứng các tiêu chuẩn về hiệu quả năng lượng (thường là cả hai). Nhưng độ chính xác và độ tin cậy không phải là yếu tố quan trọng duy nhất khi nói đến việc kiểm soát nhiệt độ trong hệ thống điều hòa không khí. Khả năng thích ứng nhanh với các điều kiện môi trường thay đổi cũng quan trọng không kém – và đó là nơi các cảm biến nhiệt độ HVAC tiên tiến chất lượng cao có thể tạo nên sự khác biệt. Belimo cung cấp giải pháp toàn diện để theo dõi và kiểm soát chất lượng không khí trong toà nhà như cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, cảm biến độ ẩm, cảm biến mức, cảm biến dòng, v.v. với các ưu điểm dải nhiệt độ rộng, có độ chính xác và tuổi thọ sản phẩm cao, giúp tối ưu hoá hiệu suất năng lượng và hệ thống, giảm chi phí vận hành. Liên hệ ngay với PGTECH để nhận tư vấn chuyên sâu về các giải pháp tối ưu cho hệ HVAC.
PGTech Co., Ltd - Nhà phân phối các thiết bị, sản phẩm công nghiệp uy tín hàng đầu tại Việt Nam và các nước trong Khu Vực
Copyright © - Bản quyền bài viết thuộc về PGTech Việt Nam
Ban Biên Tập Tin Tức: PGTECH
Kỹ Sư: Quang Tùng
PGTECH CO., LTD
VPGD: Tầng 3, Tòa Nhà C14-CT2, Bắc Hà, Bộ Công An, Đường Tố Hữu, Nam Từ Liêm, HN.
Địa Chỉ: PGTECH Co., Ltd số 12, Ngõ 28, Đường Tây Hồ, Phường Quảng An, Quận Tây Hồ, TP. Hà Nội
Điện Thoại: 024-730235 88 - Hotline: 0962 875 986
Fax: 024-730235 89
Email: info@pgtech.com.vn sales@pgtech.com.vn
Website: www.pgtech.com.vn