FFU phòng sạch: Cách tính lưu lượng khí theo diện tích phòng

1. FFU là gì và vai trò trong phòng sạch

FFU (Fan Filter Unit) là gì?

FFU (Fan Filter Unit) là một thiết bị tích hợp quạt và bộ lọc HEPA hoặc ULPA trong một khối đơn, thường được lắp đặt trên trần phòng sạch. FFU có chức năng hút không khí từ phía trên, lọc sạch các hạt bụi siêu mịn, sau đó thổi không khí sạch xuống dưới theo dòng khí thẳng đứng (laminar flow).

Điểm nổi bật của FFU là tự hoạt động độc lập, không phụ thuộc vào hệ thống điều hòa trung tâm. Đây là giải pháp lọc khí modular - cho phép người dùng dễ dàng bố trí số lượng tùy theo diện tích và yêu cầu cấp độ sạch của từng khu vực.

FFU ứng dụng trong các cấp độ sạch ISO 5 - ISO 8

Trong hệ thống phòng sạch, FFU được sử dụng rộng rãi trong các cấp độ từ ISO Class 5 đến ISO Class 8, nhờ vào khả năng cung cấp lưu lượng khí cao và ổn định. Một số ứng dụng phổ biến:

Với khả năng lắp linh hoạt theo cụm (module), FFU giúp người thiết kế dễ dàng đạt được số lần trao đổi khí/giờ (ACH) cần thiết mà không phải phụ thuộc hoàn toàn vào hệ thống HVAC trung tâm.

So sánh FFU với HEPA Box và hệ AHU

Kết luận: Nếu bạn cần thiết kế phòng sạch nhỏ, linh hoạt hoặc muốn nâng cấp khu vực đạt chuẩn ISO cao hơn, thì FFU là lựa chọn tối ưu hơn HEPA Box hoặc AHU truyền thống.

Xem thêm: Bảng giá mới nhất của FFU Fan Filter Unit dùng trong phòng sạch y tế

2. Lưu lượng khí FFU là gì? Vì sao cần tính toán theo diện tích?

Lưu lượng khí là gì? (CFM / m³/h)

Lưu lượng khí (Airflow rate) là chỉ số cho biết thể tích không khí được lưu chuyển qua thiết bị trong một đơn vị thời gian. Đơn vị đo phổ biến là:

• CFM (Cubic Feet per Minute - feet khối/phút)
• m³/h (Mét khối/giờ) - thường dùng tại Việt Nam và Châu Âu

Ví dụ: Một FFU có lưu lượng 1000 m³/h nghĩa là nó có thể cấp 1000 mét khối không khí sạch vào phòng trong 1 giờ.

Vì sao lưu lượng khí quan trọng trong phòng sạch?

Phòng sạch là môi trường cần kiểm soát chặt chẽ nồng độ hạt bụi trong không khí. Để duy trì cấp độ sạch theo tiêu chuẩn ISO, không khí trong phòng cần được thay mới liên tục nhằm loại bỏ bụi phát sinh từ con người, thiết bị, vật liệu...

Nếu lưu lượng khí quá thấp:

• Bụi không được loại bỏ kịp thời → cấp độ sạch bị vi phạm
• Nguy cơ nhiễm chéo tăng cao, đặc biệt trong ngành dược, mỹ phẩm

Nếu lưu lượng khí quá cao:

• Gây lãng phí năng lượng, tăng chi phí vận hành
• Có thể ảnh hưởng đến áp suất phòng và độ ổn định nhiệt độ

Do đó, tính toán lưu lượng khí theo diện tích và ứng dụng thực tế là bước không thể thiếu khi thiết kế hoặc cải tạo phòng sạch.

ISO 14644 yêu cầu số lần trao đổi khí/giờ (ACH)

Một trong những yếu tố quan trọng để xác định lưu lượng khí là số lần trao đổi khí mỗi giờ - gọi tắt là ACH (Air Changes per Hour). Đây là số lần toàn bộ không khí trong phòng được thay mới trong 1 giờ.

Ví dụ: Phòng ISO 7 có thể yêu cầu tối thiểu 60 ACH, tức là toàn bộ thể tích khí trong phòng phải được thay mới 60 lần mỗi giờ để đảm bảo nồng độ hạt bụi luôn dưới ngưỡng quy định.

3. Công thức tính lưu lượng khí cần thiết theo diện tích phòng

Công thức cơ bản để tính lưu lượng khí

Để xác định tổng lưu lượng khí cần cấp cho một phòng sạch, bạn có thể áp dụng công thức sau:

Lưu lượng khí (m³/h) = Diện tích phòng (m²) × Chiều cao trần (m) × Số lần trao đổi khí mỗi giờ (ACH)

Trong đó:

• Diện tích phòng: chiều dài × chiều rộng
• Chiều cao trần: thường từ 2.4 - 3.0m tùy thiết kế
• ACH (Air Changes per Hour): theo cấp độ sạch yêu cầu

Bảng quy chuẩn số lần trao đổi khí/h theo ISO 14644

Lưu ý: Đây là giá trị tham khảo. Tùy theo ngành nghề (dược, thực phẩm, điện tử...), thiết kế phòng có thể chọn ACH cao hơn.

Ví dụ thực tế: Phòng sạch 20m², cao 2.5m, yêu cầu ISO 7

Giả sử yêu cầu 80 ACH, ta tính:

• Diện tích phòng: 20 m²
• Chiều cao trần: 2.5 m
• ACH = 80

Áp dụng công thức:

Lưu lượng khí = 20 × 2.5 × 80 = 4,000 m³/h

Như vậy, để duy trì phòng sạch đạt ISO 7, khu vực 20m² cần được cấp 4,000 m³/h không khí sạch mỗi giờ.

Ở phần sau, chúng ta sẽ tính xem cần bao nhiêu FFU để đáp ứng lưu lượng này.

Xem thêm: FFU Fan Filter Unit tuân thủ tiêu chuẩn GMP-EU khác gì so với GMP-WHO

4. Cách xác định số lượng FFU phù hợp

Lưu lượng khí tiêu chuẩn của mỗi FFU

Thông thường, mỗi FFU có thể cung cấp lưu lượng khí từ:

• 800 - 1200 m³/h, tùy theo:
• Kích thước (600×600mm, 1200×600mm…)
• Loại quạt (AC hoặc EC)
• Trở kháng bộ lọc (HEPA hoặc ULPA)

Lưu ý: Khi thiết kế, nên sử dụng giá trị trung bình 1000 m³/h cho mỗi FFU để dễ tính toán, trừ khi bạn đã biết chính xác thông số kỹ thuật của model sẽ dùng.

Cách tính số lượng FFU cần thiết

Sau khi đã tính được tổng lưu lượng khí yêu cầu, bạn chỉ cần:

Số lượng FFU = Tổng lưu lượng khí (m³/h) ÷ Lưu lượng 1 FFU

Ví dụ:

Phòng sạch 20m², cao 2.5m, cần đạt ISO 7 → yêu cầu lưu lượng khí: 4,000 m³/h
Sử dụng FFU có lưu lượng trung bình: 1,000 m³/h

➡ Số lượng FFU cần dùng = 4,000 ÷ 1,000 = 4 FFU

Gợi ý bố trí FFU hiệu quả theo sơ đồ trần

Tùy theo mục tiêu cấp khí và hình dạng phòng, bạn có thể lựa chọn một trong các cách bố trí sau:

Lưu ý: Nên kết hợp với các thiết bị như air grille hồi khí, áp kế vi sai, và đèn phòng sạch để đảm bảo hiệu quả luồng khí và chiếu sáng.

5. Các yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng khí FFU

Dù FFU có lưu lượng khí định mức rõ ràng, nhưng trên thực tế, hiệu suất vận hành có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Việc nhận biết các yếu tố này giúp bạn tính toán chính xác và duy trì cấp độ sạch ổn định trong suốt quá trình sử dụng.

Chiều cao trần phòng sạch

• Chiều cao trần càng lớn → thể tích phòng càng lớn → cần lưu lượng khí cao hơn để đạt cùng số lần trao đổi khí (ACH).
• Phòng cao 2.4m và phòng cao 3.0m dù có cùng diện tích sàn vẫn cần số FFU khác nhau.

Gợi ý: Khi thiết kế, nên xác định chiều cao trần trước để tránh tính thiếu FFU.

Trở kháng của bộ lọc HEPA/ULPA

• Lọc HEPA khi mới thường có trở kháng thấp, nhưng sẽ tăng dần theo thời gian do bụi bám.
• Trở kháng tăng → lưu lượng khí giảm → không đạt yêu cầu trao đổi khí → vi phạm cấp độ sạch

Giải pháp:

• Chọn FFU có quạt EC tự điều chỉnh áp suất
• Theo dõi chênh áp trên lọc bằng đồng hồ chênh áp
• Lập lịch thay lọc định kỳ theo khuyến cáo nhà sản xuất

Thiết kế luồng khí: 1 chiều, tuần hoàn hay hỗn hợp

• Dòng khí 1 chiều (laminar): yêu cầu lưu lượng cao, FFU bố trí sát nhau
• Tuần hoàn qua AHU hoặc quạt hồi: giảm yêu cầu lưu lượng đầu vào từ FFU
• Hỗn hợp: linh hoạt nhưng khó kiểm soát đồng đều nếu không thiết kế kỹ

Nếu sử dụng FFU trong thiết kế tuần hoàn, cần tính thêm lượng hồi khí để tránh tạo luồng xoáy bụi trong phòng.

Ứng dụng theo từng ngành nghề

Mỗi ngành có tiêu chuẩn vận hành khác nhau → ảnh hưởng đến yêu cầu về lưu lượng khí:

Lưu ý: Khi chọn FFU, nên ưu tiên model chuyên dụng theo ngành và tính toán kèm các yêu cầu về áp suất, tĩnh điện, độ ồn...

Xem thêm: Cách tính số lượng FFU phù hợp cho từng cấp độ sạch

6. Lưu ý khi chọn FFU cho từng ngành

Việc lựa chọn FFU không chỉ dựa trên lưu lượng khí, mà còn cần cân nhắc đến đặc thù vận hành và tiêu chuẩn kỹ thuật của từng ngành. Dưới đây là các lưu ý quan trọng giúp bạn chọn đúng thiết bị - đảm bảo vừa đạt chuẩn, vừa vận hành hiệu quả lâu dài.

FFU cho ngành dược phẩm (GMP, EU-GMP, WHO-GMP)

Yêu cầu đặc biệt:

• Môi trường kiểm soát chặt chẽ hạt bụi, vi sinh
• Nhiều khu vực yêu cầu áp suất dương và lưu lượng ổn định
• Quá trình sản xuất dễ phát sinh nhiễm chéo nếu dòng khí không chuẩn

FFU nên chọn:

• Quạt EC có khả năng duy trì lưu lượng ổn định theo thời gian
• Độ ồn thấp: phù hợp cho khu vực đóng gói, chiết rót
• Bộ lọc HEPA H14 trở lên, có chứng nhận test riêng lẻ (scan test)
• Tích hợp đồng hồ chênh áp hoặc cổng đo áp

Ưu tiên sử dụng trong khu vực phòng cân, phòng chiết vô trùng, airlock

FFU cho ngành thực phẩm

Yêu cầu đặc biệt:

• Môi trường dễ phát sinh mùi, ẩm, hơi nước
• Cần thay khí nhanh để tránh vi sinh phát triển
• Một số khu vực sản xuất có nhiều dầu mỡ, khói bụi nhẹ

FFU nên chọn:

• Lưu lượng cao (trên 1000 m³/h) để đảm bảo tốc độ thay khí nhanh
• Có thể kết hợp với lọc khử mùi (carbon filter) phía trước HEPA
• Chất liệu vỏ dễ vệ sinh (sơn tĩnh điện hoặc inox)
• Động cơ kín chống ẩm

Phù hợp với khu vực sơ chế, đóng gói thực phẩm khô, hoặc sản xuất gia vị

FFU cho ngành điện tử - bán dẫn - SMT

Yêu cầu đặc biệt:

• Kiểm soát hạt siêu mịn (sub-micron)
• Tĩnh điện (ESD) là mối nguy lớn gây hỏng linh kiện
• Yêu cầu dòng khí đồng đều, không tạo nhiễu động

FFU nên chọn:

• Quạt EC vận hành mượt, kiểm soát tốt tốc độ dòng khí
• Vỏ chống tĩnh điện, quạt dùng motor DC không gây tia lửa
• Có thể tích hợp ionizer trung hòa điện tích
• Lưu lượng khí dao động thấp (±5%)

Ưu tiên dùng cho phòng SMT, phòng test bo mạch, phòng in chip

Xem thêm: Bí quyết tối ưu vị trí FFU cho phòng sạch sản xuất vô trùng

7. Câu hỏi thường gặp về FFU và lưu lượng khí phòng sạch

1. Một chiếc FFU thổi được bao nhiêu mét khối khí mỗi giờ?

Thông thường, mỗi FFU có thể cung cấp lưu lượng khí dao động từ 800 đến 1200 m³/h, tùy theo model, kích thước và loại quạt (AC hay EC). Giá trị trung bình được sử dụng trong thiết kế là 1,000 m³/h.

2. Tôi cần bao nhiêu FFU cho phòng sạch 30m², cao 2.5m, ISO 7?

Áp dụng công thức:

Lưu lượng khí = Diện tích × Chiều cao × ACH
= 30 × 2.5 × 80 = 6,000 m³/h

Nếu mỗi FFU cung cấp 1,000 m³/h → bạn cần 6 chiếc FFU.

3. FFU có bắt buộc phải dùng trong mọi phòng sạch không?

Không bắt buộc. Tuy nhiên, FFU là lựa chọn tối ưu cho những phòng sạch nhỏ, nâng cấp khu vực ISO cao, hoặc nơi cần luồng khí ổn định mà không đầu tư hệ thống HVAC phức tạp. Với phòng lớn, có thể dùng AHU kết hợp HEPA Box để tiết kiệm chi phí.

4. Làm sao biết FFU đã bị giảm hiệu suất?

Một số dấu hiệu nhận biết:

• Gió thổi yếu dù vẫn hoạt động bình thường
• Áp suất qua HEPA tăng cao bất thường
• Nồng độ hạt bụi tăng khi đo ISO

Nên lắp đồng hồ chênh áp và kiểm tra định kỳ theo khuyến cáo nhà sản xuất.

5. FFU có tạo ra tiếng ồn lớn không?

Các dòng FFU chất lượng cao sử dụng quạt EC thường có độ ồn thấp (~45-50 dB). Tuy nhiên, nếu chọn loại rẻ, quạt AC, hoặc không lắp đúng kỹ thuật, tiếng ồn có thể ảnh hưởng đến môi trường làm việc.

8. Cần hỗ trợ tính số lượng FFU cho phòng sạch của bạn?

Việc lựa chọn và bố trí FFU không đơn giản chỉ là “mua cho đủ số lượng”. Mỗi ngành nghề - mỗi phòng sạch - mỗi cấp độ ISO đều có yêu cầu riêng về lưu lượng, áp suất, hướng dòng khí và hiệu quả năng lượng.

Đừng để sai sót thiết kế làm tăng chi phí vận hành hoặc vi phạm tiêu chuẩn GMP, ISO.

Liên hệ ngay đội ngũ kỹ thuật VCR để được:

• Tư vấn miễn phí cách tính FFU chuẩn cho từng ngành
• Cung cấp FFU chính hãng, đầy đủ chứng nhận
• Hỗ trợ thiết kế sơ đồ lắp đặt tối ưu nhất

Hotline: 090.123.9008

Email: [email protected]

Website: https://ffu.com.vn/

Diep VCR