Điện năng của FFU đi vào cân bằng nhiệt ra sao?

Motor trong Fan Filter Unit nhận điện năng để quay cánh quạt. Một phần năng lượng mất dưới dạng tổn hao điện và cơ tại motor; phần còn lại được truyền sang quạt để tạo lưu lượng và áp suất.

Khi dòng khí đi qua quạt, HEPA, mặt cấp gió và quay trở lại hệ thống tuần hoàn, năng lượng cơ tiếp tục bị tiêu tán thành nhiệt. Nếu cụm FFU và khoang hồi nằm trong phạm vi điều hòa, phần năng lượng này được đưa vào cân bằng tải lạnh của phòng.

Nguồn nhiệt từ motor và quạt thuộc tải nhiệt hiện, tức làm thay đổi nhiệt độ không khí. FFU không tạo thêm hơi nước, vì vậy tải nhiệt do quạt được tách khỏi phần tải ẩn liên quan đến kiểm soát độ ẩm.

Công suất trên datasheet và công suất vận hành

Thông số công suất trên datasheet cho biết đặc tính điện của thiết bị tại cấu hình được công bố. Khi tính tải lạnh chi tiết, giá trị phù hợp hơn là công suất điện tại điểm vận hành dự kiến.

FFU có điều chỉnh tốc độ sẽ tiêu thụ điện khác nhau theo tốc độ quạt và điều kiện hệ thống. Một thiết bị chạy ở mức lưu lượng thấp không nhất thiết sử dụng toàn bộ công suất ghi trên bảng thông số.

Ở bước thiết kế sơ bộ, công suất công bố có thể dùng làm cơ sở tính toán. Khi hệ thống đã xác định lưu lượng, tốc độ và cấu hình filter, dữ liệu công suất tại điểm làm việc sẽ phản ánh tải nhiệt sát với điều kiện vận hành hơn.

Trở lực HEPA làm dịch chuyển điểm làm việc của quạt

HEPA tích bụi trong quá trình sử dụng làm trở lực hệ thống tăng. Điểm giao giữa đường đặc tính quạt và đường trở lực vì vậy thay đổi.

Với FFU chạy ở một tốc độ cố định, sự thay đổi trở lực có thể kéo theo thay đổi lưu lượng và công suất điện theo đặc tính của quạt. Không thể kết luận rằng HEPA bẩn luôn làm motor tiêu thụ điện nhiều hơn.

Nếu hệ điều khiển tăng tốc quạt để giữ lưu lượng tại giá trị đặt, công suất điện sẽ thay đổi theo mức tốc độ bổ sung. Phần nhiệt tương ứng được đưa trở lại chu trình tuần hoàn khí.

Do đó, khi đánh giá tải lạnh từ FFU, trạng thái filter, tốc độ motor và điểm làm việc có quan hệ trực tiếp với nhau.

Khoang trần quyết định đường truyền nhiệt

FFU thường được bố trí trên hệ trần, hút khí từ khoang phía trên rồi đẩy qua bộ lọc xuống vùng sạch. VCR cũng sử dụng cấu hình lắp lưới trần này cho các dòng FFU của mình.

Nếu khoang trần tham gia vào đường hồi khí, nhiệt tỏa từ motor, quạt và các bộ phận điện trong cụm FFU sẽ đi theo dòng tuần hoàn trở lại hệ thống xử lý nhiệt.

Trường hợp một bộ phận phát nhiệt nằm ngoài ranh giới điều hòa hoặc có đường thải nhiệt riêng sẽ tạo cách phân bổ tải khác. Vì vậy, vị trí FFU trên bản vẽ chưa đủ để xác định tải; ranh giới nhiệt của plenum và đường hồi khí mới cho biết phần nhiệt được hệ thống lạnh xử lý ở đâu.

Số lượng FFU được tính cùng thời gian vận hành

Tải nhiệt của hệ FFU được xác định trên số thiết bị hoạt động tại cùng một trạng thái vận hành, thay vì chỉ dựa vào tổng số module lắp trên trần.

Phòng sạch vận hành FFU liên tục tạo tải nhiệt ổn định từ hệ quạt trong toàn bộ thời gian sản xuất. Hệ thống có chế độ giảm tốc hoặc tắt một phần FFU ngoài giờ sẽ có biểu đồ tải khác.

Vì vậy, dữ liệu phục vụ sizing hệ thống lạnh nên thể hiện số FFU hoạt động, công suất tại từng chế độ và lịch vận hành. Cách này giúp phân biệt tải cực đại dùng để lựa chọn công suất lạnh với mức tiêu thụ năng lượng trong vận hành thông thường.

Phần nhiệt FFU được xử lý tại hệ HVAC

FFU đảm nhiệm lọc và tuần hoàn khí, còn nhiệt sinh ra trong quá trình tuần hoàn phải được lấy ra khỏi không khí bởi hệ thống xử lý lạnh.

Trong các hệ phòng sạch dùng FFU, tải lạnh được phối hợp với AHU, MAU hoặc cấu hình xử lý nhiệt phù hợp của dự án. Nếu lượng nhiệt từ quạt không được đưa vào cân bằng nhiệt, nhiệt độ phòng có thể lệch khỏi giá trị thiết kế dù tải từ thiết bị sản xuất và con người đã được tính.

Tài liệu ứng dụng FFU trong phòng sạch dược của VCR cũng lưu ý rằng độ tăng nhiệt của quạt phải được xét trong thiết kế nhiệt của phòng.

Giải pháp Fan Filter Unit tại VCR

VCR hiện cung cấp FFU VCR575 và VCR1175 với lưu lượng tương ứng khoảng 550 m³/h và 1.080 m³/h. Hai cấu hình sử dụng HEPA H13, công suất công bố 200 W và có khả năng điều chỉnh tốc độ vô cấp; vật liệu vỏ có thể lựa chọn thép mạ kẽm, thép sơn tĩnh điện hoặc inox theo yêu cầu dự án.

Khi triển khai hệ FFU cho phòng sạch, VCR xác định số lượng module và trạng thái vận hành theo lưu lượng yêu cầu của từng khu vực. Các dữ liệu về công suất FFU, số lượng thiết bị và mức tốc độ dự kiến đồng thời được sử dụng để phối hợp với phần tính tải lạnh, tránh tách riêng thiết kế FFU khỏi bài toán HVAC của phòng.

Kết luận

Nhiệt động cơ FFU được tính vào tải nhiệt hiện khi năng lượng của quạt được giữ trong hệ tuần hoàn của phòng sạch. Giá trị tính toán phụ thuộc vào công suất vận hành, trạng thái HEPA, số FFU đang chạy và ranh giới nhiệt của khoang trần.

FAQs

Có thể lấy 200 W của FFU VCR làm tải lạnh cho mỗi thiết bị không?
Giá trị 200 W phù hợp cho bước tính sơ bộ theo công suất công bố. Tính toán chi tiết sử dụng công suất tại điểm vận hành dự kiến.

HEPA tăng trở lực có làm tải nhiệt FFU tăng ngay không?
Mức công suất thay đổi theo đặc tính quạt và chế độ điều khiển. Nếu motor tăng tốc để duy trì lưu lượng, công suất điện sẽ thay đổi theo trạng thái đó.

Giảm tốc FFU có làm giảm phần nhiệt đưa vào phòng không?
Khi công suất điện của FFU giảm theo tốc độ vận hành, phần năng lượng chuyển thành nhiệt trong hệ thống cũng giảm.

Nhiệt từ FFU có làm thay đổi độ ẩm không?
Motor và quạt tạo tải nhiệt hiện, không bổ sung hơi nước. Kiểm soát độ ẩm thuộc phần xử lý nhiệt ẩm của hệ HVAC.