Ứng dụng cảm biến nhiệt độ và độ ẩm trong kho lạnh

Trong chuỗi cung ứng hiện đại, kho lạnh đóng vai trò là một mắt xích tối quan trọng, quyết định trực tiếp đến chất lượng của hàng hóa nhạy cảm như thực phẩm, dược phẩm, vắc-xin và nông sản. Chỉ một sai lệch nhỏ về điều kiện bảo quản cũng có thể dẫn đến hư hỏng toàn bộ lô hàng, gây thiệt hại kinh tế khổng lồ và ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng. Để duy trì một môi trường bảo quản lý tưởng, việc kiểm soát chặt chẽ hai yếu tố cốt lõi là nhiệt độ và độ ẩm là yêu cầu bắt buộc. Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm thể hiện vai trò không thể thiếu, trở thành thiết bị giám sát nền tảng, đảm bảo hệ thống kho lạnh vận hành chính xác, an toàn và tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng khắt khe nhất.

Giới thiệu về cảm biến nhiệt độ, độ ẩm là gì?

Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm (Temperature and Humidity Sensor), hay còn gọi là cảm biến nhiệt ẩm, là một thiết bị điện tử tích hợp có khả năng đo lường đồng thời hai đại lượng vật lý của môi trường không khí: Nhiệt độ (đo bằng độ C hoặc độ F) và Độ ẩm tương đối (đo bằng %RH – Relative Humidity).

Chức năng chính của thiết bị này là chuyển đổi các giá trị vật lý đo được thành các tín hiệu điện tiêu chuẩn. Các tín hiệu này, phổ biến nhất là 4-20mA, 0-10VDC, hoặc tín hiệu số RS485 (Modbus), sẽ được truyền về các bộ điều khiển trung tâm như PLC, bộ điều khiển kho lạnh chuyên dụng, hoặc hệ thống quản lý tòa nhà (BMS). Dựa trên dữ liệu này, hệ thống có thể thực hiện việc giám sát, ghi nhận dữ liệu liên tục hoặc điều khiển tự động các thiết bị chấp hành như máy nén, quạt dàn lạnh, và hệ thống xả đá.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt ẩm là sự kết hợp của hai bộ phận đo:

1. Phần đo nhiệt độ: Thường sử dụng các phần tử có điện trở thay đổi theo nhiệt độ một cách chính xác, như RTD (Pt100, Pt1000) hoặc Thermistor (NTC 10K).
2. Phần đo độ ẩm: Phổ biến nhất là sử dụng cảm biến điện dung. Cảm biến này có một lớp vật liệu polymer đặc biệt, có khả năng hút ẩm. Khi độ ẩm không khí thay đổi, lớp vật liệu này sẽ hấp thụ hoặc nhả hơi nước, làm thay đổi hằng số điện môi và dẫn đến thay đổi điện dung của cảm biến. Mạch điện tử sẽ đo lường sự thay đổi điện dung này để tính toán ra giá trị %RH.

Xem thêm: Tổng quan về cảm biến nhiệt độ và độ ẩm

Tại sao cảm biến nhiệt độ, độ ẩm lại phù hợp trong kho lạnh

Không phải mọi cảm biến nhiệt ẩm đều có thể sử dụng trong kho lạnh. Các thiết bị chuyên dụng cho kho lạnh là lựa chọn bắt buộc vì chúng được thiết kế để giải quyết những thách thức đặc thù của môi trường này.

Thứ nhất, khả năng chịu đựng môi trường khắc nghiệt.

Kho lạnh là một trong những môi trường vận hành khó khăn nhất. Nhiệt độ có thể xuống rất thấp (0°C đến -30°C hoặc thấp hơn), và độ ẩm thường ở mức rất cao, gần như bão hòa. Điều này dẫn đến nguy cơ ngưng tụ hơi nước và đóng băng trên bề mặt thiết bị. Cảm biến nhiệt ẩm thông thường (loại dùng trong văn phòng) sẽ nhanh chóng bị hỏng do ẩm hoặc đóng băng. Cảm biến chuyên dụng cho kho lạnh được chế tạo với:

• Vỏ bảo vệ đạt chuẩn IP65 trở lên: Đảm bảo chống bụi và chống nước xâm nhập.
• Vật liệu bền bỉ: Vỏ nhựa ABS, Polycarbonate hoặc kim loại chịu được nhiệt độ thấp.
• Bo mạch được xử lý đặc biệt: Thường được phủ một lớp keo (coating) bảo vệ, chống lại sự ngưng tụ và ăn mòn.
• Đầu dò có màng lọc: Ngăn chặn bụi bẩn và băng tuyết bám trực tiếp vào cell cảm biến.

Thứ hai, tầm quan trọng của cả hai yếu tố nhiệt độ và độ ẩm.

1. Nhiệt độ: Là yếu tố hiển nhiên, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phát triển của vi sinh vật và các phản ứng hóa sinh, quyết định hạn sử dụng của sản phẩm.
2. Độ ẩm: Là yếu tố thường bị bỏ qua nhưng cực kỳ quan trọng:
   • Độ ẩm quá cao (>95%RH): Gây ngưng tụ, tạo môi trường lý tưởng cho nấm mốc, vi khuẩn phát triển, làm hỏng bao bì (mềm, rách thùng carton) và thúc đẩy sự ăn mòn thiết bị, đóng tuyết dày trên dàn lạnh.
   • Độ ẩm quá thấp: Gây ra hiện tượng mất nước (thăng hoa hơi nước) đối với các sản phẩm không có bao bì kín như thịt, cá, rau củ quả. Điều này không chỉ làm giảm chất lượng, hình thức sản phẩm mà còn gây hao hụt trọng lượng, trực tiếp ảnh hưởng đến lợi nhuận.

Thứ ba, yêu cầu tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng (Compliance)

Các ngành hàng như dược phẩm (tiêu chuẩn GSP – Good Storage Practices), thực phẩm (HACCP, ISO 22000) đều có những quy định pháp lý bắt buộc về việc giám sát và ghi nhận liên tục điều kiện bảo quản. Cảm biến nhiệt ẩm chính xác, cung cấp tín hiệu điện tử là công cụ duy nhất để đáp ứng các yêuu cầu này, cung cấp bằng chứng truy xuất nguồn gốc cho các cơ quan quản lý hoặc đối tác.

Xem thêm: Hướng dẫn chọn cảm biến nhiệt độ và độ ẩm

Các ứng dụng của cảm biến nhiệt độ, độ ẩm trong kho lạnh

Trong một hệ thống kho lạnh hiện đại, cảm biến nhiệt ẩm không chỉ là thiết bị hiển thị, mà là thành phần đầu vào cốt lõi cho mọi hoạt động kiểm soát.

Giám sát liên tục nhiệt độ và độ ẩm trong kho lạnh

Đây là ứng dụng cơ bản nhất. Các cảm biến được lắp đặt tại nhiều vị trí chiến lược bên trong kho (góc kho, gần cửa ra vào, khu vực giữa kho, gần dàn lạnh) để cung cấp một bức tranh toàn cảnh về môi trường bảo quản. Dữ liệu từ các cảm biến này được gửi về một hệ thống giám sát trung tâm (SCADA, BMS) hoặc bộ ghi dữ liệu (Data Logger). Người quản lý kho có thể theo dõi nhiệt độ và độ ẩm của toàn bộ các kho theo thời gian thực 24/7, đảm bảo mọi khu vực đều đang ở trong dải điều kiện cho phép.

Điều khiển hệ thống làm lạnh và quạt thông gió

Cảm biến nhiệt ẩm đóng vai trò là “mắt xích” quan trọng nhất trong vòng lặp điều khiển tự động.

• Điều khiển nhiệt độ: Tín hiệu nhiệt độ từ cảm biến được so sánh với giá trị cài đặt (ví dụ: -18°C). Nếu nhiệt độ tăng (ví dụ: -17.5°C), bộ điều khiển sẽ kích hoạt máy nén và quạt dàn lạnh hoạt động. Khi nhiệt độ đạt ngưỡng cài đặt, hệ thống sẽ tạm dừng hoặc chạy ở chế độ duy trì để tiết kiệm điện.
• Điều khiển độ ẩm: Tín hiệu độ ẩm (%RH) cũng được sử dụng. Nếu độ ẩm vượt quá mức cho phép (ví dụ: >90%RH), hệ thống có thể kích hoạt các chu kỳ xả đá (defrost) thường xuyên hơn (việc này làm khô không khí) hoặc kích hoạt máy hút ẩm công nghiệp (nếu có). Ngược lại, trong các kho bảo quản rau củ cần độ ẩm cao, tín hiệu có thể dùng để điều khiển máy tạo ẩm.

Ghi dữ liệu và truy xuất lịch sử bảo quản (Data Logging)

Đây là ứng dụng bắt buộc đối với các ngành hàng có quy định nghiêm ngặt như dược phẩm và thực phẩm xuất khẩu. Tín hiệu liên tục từ các cảm biến nhiệt ẩm được gửi đến một bộ ghi dữ liệu chuyên dụng hoặc một máy chủ. Hệ thống sẽ tự động lưu trữ lại toàn bộ lịch sử nhiệt độ và độ ẩm theo từng phút hoặc từng giờ, kèm theo dấu thời gian (timestamp). Khi có yêu cầu thanh tra, kiểm toán (audit) hoặc khi cần truy xuất nguồn gốc một lô hàng, người quản lý có thể dễ dàng xuất ra các báo cáo, biểu đồ chi tiết, chứng minh rằng hàng hóa luôn được bảo quản trong điều kiện đạt chuẩn GSP hoặc HACCP.

Cảnh báo và bảo vệ hàng hóa

Hệ thống điều khiển sử dụng dữ liệu từ cảm biến để thiết lập các ngưỡng cảnh báo (cao và thấp). Ví dụ, cài đặt ngưỡng báo động nhiệt độ cao là -15°C và thấp là -22°C.

1. Kích hoạt cảnh báo: Nếu cảm biến ghi nhận nhiệt độ vượt ra ngoài dải an toàn này (ví dụ: do cửa kho bị hở, hệ thống lạnh gặp sự cố), hệ thống sẽ ngay lập tức kích hoạt các cơ chế cảnh báo:
   • Còi, đèn báo động tại chỗ.
   • Gửi tin nhắn SMS, email hoặc gọi điện tự động đến người quản lý, đội ngũ kỹ thuật.
2. Giá trị: Hành động này cho phép con người can thiệp ngay lập tức, sửa chữa sự cố trước khi nhiệt độ của hàng hóa bị ảnh hưởng, cứu vãn toàn bộ lô hàng khỏi nguy cơ hư hỏng.

Phân vùng kiểm soát độc lập

Một cơ sở kho lạnh lớn thường bao gồm nhiều phòng với các chế độ bảo quản khác nhau:

• Phòng đệm (Anteroom): 0°C đến +5°C
• Kho mát (Chiller Room): +2°C đến +8°C (bảo quản vắc-xin, rau củ)
• Kho đông (Freezer Room): -18°C đến -25°C (bảo quản thịt, thủy sản) Mỗi phòng này là một vùng kiểm soát độc lập (independent zone). Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm được lắp đặt riêng cho từng phòng và kết nối về bộ điều khiển riêng của phòng đó, cho phép cài đặt và duy trì các điều kiện môi trường khác nhau một cách chính xác mà không ảnh hưởng đến các phòng khác.

Đảm bảo tiêu chuẩn bảo quản hàng hóa

Như đã đề cập, việc lắp đặt và vận hành hệ thống giám sát dựa trên cảm biến là điều kiện tiên quyết để một kho hàng (đặc biệt là kho dược phẩm) đạt được các chứng nhận quốc tế như GSP (Good Storage Practices). Các tiêu chuẩn này yêu cầu việc đo lường, ghi nhận và báo cáo dữ liệu nhiệt độ/độ ẩm phải được thực hiện một cách tự động, liên tục và chính xác. Cảm biến nhiệt ẩm cung cấp nền tảng kỹ thuật cho việc tuân thủ này.

Tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng

Kiểm soát môi trường kho lạnh chính xác không chỉ bảo vệ hàng hóa mà còn giúp tiết kiệm điện năng.

• Điều khiển dàn lạnh hiệu quả: Hệ thống chỉ chạy máy nén khi nhiệt độ thực sự tăng, thay vì chạy liên tục theo thời gian cài đặt, giúp giảm giờ hoạt động của thiết bị tiêu thụ điện nhiều nhất.
• Kiểm soát xả đá (Defrost Control): Băng tuyết bám trên dàn lạnh làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, buộc máy nén phải chạy lâu hơn. Độ ẩm cao là nguyên nhân chính gây đóng băng. Dữ liệu từ cảm biến độ ẩm có thể được dùng để lập trình các chu kỳ xả đá thông minh hơn (xả đá khi độ ẩm cao và hiệu suất giảm) thay vì xả đá theo giờ cố định, giúp giảm tiêu thụ điện cho các điện trở xả đá.

Lợi ích của cảm biến nhiệt độ và độ ẩm trong kho lạnh

Tóm lại, việc đầu tư vào một hệ thống cảm biến nhiệt ẩm chất lượng cao cho kho lạnh mang lại 5 lợi ích cốt lõi:

• Đảm bảo chất lượng và an toàn sản phẩm: Ngăn ngừa hư hỏng, nấm mốc, mất nước, duy trì chất lượng hàng hóa ở mức cao nhất.
• Giảm thiểu rủi ro và tổn thất: Cảnh báo sớm 24/7 giúp ngăn chặn các thảm họa mất trắng toàn bộ lô hàng do sự cố thiết bị hoặc con người.
• Tuân thủ các quy định (Compliance): Là yêu cầu bắt buộc để đạt các chứng nhận GSP, HACCP, ISO, cung cấp dữ liệu truy xuất nguồn gốc minh bạch.
• Tiết kiệm chi phí vận hành: Tối ưu hóa hoạt động của máy nén và chu kỳ xả đá, giúp giảm đáng kể hóa đơn tiền điện.
• Tăng cường tự động hóa và giám sát: Giảm sự phụ thuộc vào việc kiểm tra thủ công, cho phép quản lý nhiều kho từ xa qua một hệ thống trung tâm.

Xem thêm: Cách bảo trì cảm biến nhiệt độ và độ ẩm

Ứng dụng thực tế của cảm biến nhiệt độ và độ ẩm trong kho lạnh tại Việt Nam

Tại Việt Nam, ngành công nghiệp chuỗi cung ứng lạnh (Cold Chain Logistics) đang bùng nổ để phục vụ nhu cầu nội địa và xuất khẩu, kéo theo nhu cầu bắt buộc phải trang bị hệ thống giám sát hiện đại.

• Kho Dược phẩm và Vắc-xin: Đây là lĩnh vực áp dụng nghiêm ngặt nhất. Tất cả các kho GSP của các tập đoàn dược phẩm (Zuellig Pharma, DKSH) và các trung tâm tiêm chủng (VNVC) đều được trang bị hệ thống cảm biến nhiệt ẩm dày đặc, kết nối với hệ thống cảnh báo và ghi dữ liệu trung tâm.
• Xuất khẩu Nông sản và Thủy sản: Các kho lạnh bảo quản tôm, cá tra, thanh long, sầu riêng… phục vụ xuất khẩu sang các thị trường khó tính (EU, Nhật Bản, Mỹ) đều phải có hệ thống giám sát nhiệt độ, độ ẩm để đáp ứng yêu cầu của đối tác nhập khẩu.
• Hệ thống Siêu thị và Bán lẻ: Các trung tâm phân phối (Distribution Center) lớn của các chuỗi siêu thị (WinCommerce, Central Retail, Bách Hóa Xanh…) sử dụng cảm biến trong các kho lạnh trung tâm để đảm bảo chất lượng hàng hóa trước khi phân phối đến các cửa hàng.
• Ngành F&B (Thực phẩm và Đồ uống): Các nhà máy chế biến sữa, thịt, kem… đều có các kho lạnh lớn và việc giám sát nhiệt ẩm là một phần của quy trình kiểm soát chất lượng HACCP.

Mua cảm biến nhiệt độ và độ ẩm uy tín chính hãng ở đâu?

Công Ty TNHH TM&DV Thiết Bị Điện Mạnh Tùng là đại lý ủy quyền chính thức tại Việt Nam cung cấp cảm biến nhiệt độ độ ẩm ngoài trời, cảm biến nhiệt độ độ ẩm ống gió, cảm biến nhiệt độ ẩm phòng chính hãng, đầy đủ chứng nhận CO, CQ, nhập khẩu trực tiếp, đảm bảo chất lượng, giá cạnh tranh, bảo hành rõ ràng, hỗ trợ kỹ thuật bởi đội ngũ chuyên gia hơn 10 năm kinh nghiệm, cam kết mang đến giải pháp tối ưu nhất cho mọi ứng dụng của khách hàng và sẵn sàng tư vấn miễn phí, báo giá nhanh chóng khi liên hệ.

Lời kết

Trong ngành công nghiệp kho lạnh, Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm không phải là một phụ kiện, mà là một thành phần cốt lõi của hệ thống đảm bảo chất lượng. Chúng là “mắt xích” đầu tiên và quan trọng nhất, cung cấp dữ liệu để bảo vệ hàng hóa, tuân thủ pháp luật và tối ưu hóa chi phí. Đầu tư vào một hệ thống cảm biến chính xác, bền bỉ từ một nhà cung cấp đáng tin cậy như MTEE là quyết định đầu tư thông minh, đảm bảo sự an toàn và hiệu quả cho chuỗi cung ứng lạnh của doanh nghiệp.

Xem thêm các bài viết liên quan:

Ứng dụng cảm biến chênh lệch áp suất trong hệ thống HVAC

Ứng dụng cảm biến khí NO2 trong kiểm soát ô nhiễm

Ứng dụng cảm biến khí NH3 trong hệ thống chăn nuôi hiện đại

Ứng dụng cảm biến áp suất trong các ngành công nghiệp

Ứng dụng cảm biến áp suất gió trong hệ thống thông gió

ung-dung-cam-bien-ap-suat-nuoc-tinh-trong-he-thong-nuoc

Ứng dụng cảm biến khí CO2 trong hệ thống HVAC

---

Cảm ơn quý khách đã truy cập vào website MTEE.VN. Kính chúc quý khách nhận được những thông tin hữu ích và có những trải nghiệm tuyệt vời trên trang.