Tính thiếu FFU khiến lưu lượng gió không đủ, cấp độ sạch không đạt chuẩn, dẫn đến rủi ro khi kiểm định hoặc audit GMP. Ngược lại, lắp quá nhiều FFU gây lãng phí đầu tư, tăng chi phí điện năng, gây mất cân bằng chênh áp, thậm chí ảnh hưởng hiệu suất hoạt động của hệ thống HVAC.

Vậy làm sao để tính đúng – tính chuẩn – và vẫn tối ưu chi phí? Bài viết này của FFU VCR sẽ hướng dẫn chi tiết cách tính số lượng FFU cho từng cấp độ sạch, từ Grade A đến D, từ ISO 5 đến ISO 8, dựa trên công thức chuẩn, ví dụ thực tế và kinh nghiệm triển khai tại hàng trăm nhà máy dược phẩm.

Các tiêu chuẩn phòng sạch

Tìm hiểu về FFU và vai trò trong hệ thống phòng sạch

1. FFU là gì?

FFU – Fan Filter Unit là một thiết bị tích hợp quạt và màng lọc HEPA/ULPA, thường được lắp đặt trên trần của phòng sạch. Chức năng chính của FFU là hút không khí từ phía trên, lọc sạch và đẩy luồng khí sạch xuống phía dưới theo dạng một chiều (laminar flow).

Mỗi FFU hoạt động độc lập, cung cấp lưu lượng khí sạch liên tục, giúp duy trì mật độ hạt bụi và vi sinh ở mức cho phép theo từng cấp độ sạch.

2. Vai trò của FFU trong hệ thống phòng sạch

Trong nhà máy dược phẩm, FFU đóng vai trò then chốt trong việc:

  • Duy trì cấp độ sạch ổn định theo ISO/GMP

Đặc biệt quan trọng ở các khu vực sản xuất vô trùng như Grade A/B.

  • Tạo luồng khí một chiều (Unidirectional Flow)

Ngăn dòng xoáy, hạn chế nhiễm chéo, đảm bảo sản phẩm không bị ảnh hưởng bởi bụi hoặc vi sinh trôi nổi.

  • Cân bằng chênh áp giữa các phòng/khu vực

Dễ điều chỉnh tốc độ gió từng khu, linh hoạt hơn so với hệ thống AHU trung tâm.

  • Tăng khả năng kiểm soát cục bộ và tiết kiệm điện nếu dùng FFU EC Motor

Có thể giảm công suất khi không cần vận hành tối đa.

FFU là gì

3. Khi nào nên dùng FFU thay vì hệ thống lọc trung tâm (AHU)?

  • Khi cần kiểm soát cấp độ sạch chính xác tại từng khu vực nhỏ
  • Khi cải tạo phòng sạch sẵn có, không thể kéo ống gió lớn
  • Khi muốn thiết kế dạng modular, dễ lắp đặt – mở rộng – thay thế
  • Khi cần tiết kiệm năng lượng bằng điều khiển riêng từng FFU (đặc biệt FFU dùng EC Motor)

Tóm lại: FFU không chỉ là thiết bị lọc khí, mà còn là công cụ thiết kế linh hoạt giúp tối ưu luồng sạch, chênh áp và chi phí đầu tư vận hành phòng sạch. Nhưng để đạt hiệu quả cao, số lượng và cách bố trí FFU phải được tính toán kỹ lưỡng – đó chính là phần nội dung tiếp theo.

5 yếu tố ảnh hưởng tới giá của FFU

Các yếu tố ảnh hưởng đến số lượng FFU cần thiết

Việc xác định đúng số lượng FFU không chỉ dựa vào diện tích trần, mà cần xem xét tổng thể nhiều yếu tố liên quan đến cấp độ sạch, lưu lượng khí, thiết kế phòng và yêu cầu vận hành. Dưới đây là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến phép tính:

1. Diện tích và chiều cao phòng sạch

Diện tích trần quyết định số lượng FFU có thể lắp tối đa (nếu phủ toàn bộ).

Chiều cao phòng ảnh hưởng đến thể tích không gian – từ đó ảnh hưởng đến tổng lưu lượng gió cần thiết để đạt số lần thay khí mỗi giờ (ACH – Air Change per Hour).

2. Cấp độ sạch theo ISO/GMP

Mỗi cấp độ sạch yêu cầu số lần thay khí khác nhau. Cấp càng cao, lượng khí sạch cần cung cấp càng lớn càng cần nhiều FFU hơn.

Cấp độ sạch ISO Class GMP Grade Số lần thay khí/giờ (ACH)
Rất cao ISO 5 Grade A 240 – 480 ACH
Cao ISO 6 Grade B 90 – 150 ACH
Trung bình ISO 7 Grade C 30 – 60 ACH
Thấp hơn ISO 8 Grade D 10 – 20 ACH

Lưu ý: Giá trị ACH có thể thay đổi tùy theo loại sản phẩm và yêu cầu của quy trình sản xuất.

3. Lưu lượng gió thiết kế của từng FFU

Thông thường, mỗi FFU kích thước 1175x575mm có lưu lượng khoảng 800–1.200 m³/h, tùy theo tốc độ gió cài đặt và trở lực hệ thống.

Việc lựa chọn đúng loại FFU và tốc độ gió phù hợp là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến phép tính tổng số lượng.
4. Bố trí luồng khí và mật độ lắp đặt FFU

Phòng sạch có thể lắp FFU phủ toàn bộ trần, hoặc chỉ lắp tại các khu vực trọng điểm (Zone).

Yếu tố hồi khí (Return Air), áp suất phòng và phân vùng sạch – bẩn cũng cần đồng bộ để tránh lãng phí FFU ở những nơi không cần thiết.

5. Tính khả dụng và giới hạn thi công

  • Kết cấu trần có đủ khả năng chịu tải không?
  • Có thể cấp điện cho số lượng FFU lớn không?
  • Có đủ không gian hồi khí?

Tất cả yếu tố trên cũng sẽ giới hạn số lượng FFU thực tế có thể lắp đặt.

Khi hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng trên, kỹ sư có thể chọn phương pháp tính toán phù hợp và đưa ra quyết định vừa đạt chuẩn sạch – vừa tối ưu chi phí.

Các yếu tố ảnh hưởng đến số lượng FFU cần thiết

Xác định số FFU cho từng phòng sạch

Công thức cơ bản tính số lượng FFU

Việc tính toán số lượng FFU phù hợp cho phòng sạch có thể thực hiện theo hai cách phổ biến, tùy theo mức độ yêu cầu về độ chính xác và tình trạng thực tế của công trình:

Cách 1 – Tính theo diện tích trần cần lọc
Đây là cách đơn giản và thường dùng khi FFU được bố trí phủ toàn bộ trần.

Số lượng FFU = Tổng diện tích trần cần lọc (m2) / Diện tích phủ của 1 FFU (m2)

Ví dụ:

  • Phòng sạch diện tích: 30m²
  • FFU kích thước chuẩn: 1175mm × 575mm ≈ 0.67m²

Số lượng FFU = 30 : 0.67 ≈ 44.8 làm tròn thành 45 FFU

Phương pháp này giúp bố trí đều luồng khí sạch, thường được áp dụng cho phòng Grade A, yêu cầu laminar flow toàn diện.

Cách 2 – Tính theo lưu lượng khí và số lần thay khí (ACH)

Đây là phương pháp khoa học, thường được dùng cho các phòng Grade B, C, D hoặc ISO 6–8.

Bước 1: Tính thể tích phòng sạch

Thể tích (m³) = Chiều dài * Rộng * Cao

Bước 2: Tính tổng lưu lượng cần thiết

Tổng lưu lượng (m³/h) = Thể tích * Số lần thay khí/giờ (ACH)

Bước 3: Tính số lượng FFU cần thiết

Số lượng FFU = Tổng lưu lượng : Lưu lượng trung bình 1 FFU

Ví dụ:

  • Phòng sạch kích thước: 6m × 5m × 2.8m → Thể tích = 84 m³
  • Yêu cầu cấp độ sạch: Grade B (150 ACH)
  • Lưu lượng 1 FFU: 1.000 m³/h

Tổng lưu lượng = 84 * 150 = 12.600 m³/h

Số lượng FFU = 12.600 : 1.000 = 12.6 làm tròn thành 13 FFU

Cách này giúp tối ưu chi phí vì chỉ tính đúng lượng FFU đủ để duy trì cấp độ sạch theo yêu cầu.

Gợi ý: Kết hợp cả hai cách để kiểm chứng

  • Tính sơ bộ bằng diện tích để có layout ban đầu.
  • Tính kiểm tra bằng lưu lượng để đảm bảo không thiếu gió hoặc quá tải hệ thống.

Dù tính theo cách nào, việc hiểu rõ yêu cầu ACH và lưu lượng gió thực tế luôn là yếu tố cốt lõi để đảm bảo phòng sạch đạt chuẩn mà không lãng phí FFU.

Bảng gợi ý số lượng FFU theo từng cấp độ sạch

Dưới đây là bảng tham khảo nhanh số lượng FFU cần thiết cho mỗi 10m² diện tích phòng sạch, dựa trên cấp độ sạch tiêu chuẩn (GMP/ISO) và giả định chiều cao phòng là 2.8m:

Cấp độ sạch ISO Class GMP Grade ACH khuyến nghị Số lượng FFU/10m² (ước tính) Ghi chú
Rất cao ISO 5 Grade A 240 – 480 12 – 18 FFU Nên phủ trần toàn bộ
Cao ISO 6 Grade B 90 – 150 6 – 10 FFU Có thể lắp theo vùng
Trung bình ISO 7 Grade C 30 – 60 3 – 5 FFU Ưu tiên khu vực thao tác
Thấp hơn ISO 8 Grade D 10 – 20 1 – 2 FFU Lắp FFU tại điểm sinh bụi

Công thức cơ bản tính số lượng FFU

Lưu ý:

Con số trên là ước tính theo lưu lượng trung bình mỗi FFU khoảng 1.000 m³/h, dùng để lên layout ban đầu.

Tùy theo chiều cao phòng, loại sản phẩm, mức độ ô nhiễm và hệ thống hồi khí, số lượng có thể thay đổi.

Với nhà máy sản xuất vô trùng, nên kết hợp bố trí FFU và hồi khí dưới để đảm bảo luồng khí một chiều chuẩn GMP.

Ví dụ:
Một phòng sản xuất Grade B diện tích 20m² → cần khoảng 12–16 FFU

Một khu thay đồ Grade D diện tích 10m² → chỉ cần 1–2 FFU đặt gần cửa vào

Tóm lại: Bảng gợi ý này giúp bạn hình dung nhanh số lượng FFU cần thiết cho từng cấp độ sạch, trước khi bước vào tính toán chi tiết và triển khai layout thiết kế.

Những sai lầm phổ biến khi tính FFU cho phòng sạch

Việc tính sai số lượng FFU có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng: không đạt cấp độ sạch, tốn điện, rối luồng khí, và tăng nguy cơ nhiễm chéo. Dưới đây là những lỗi thường gặp khi thiết kế hoặc lắp đặt FFU cho nhà máy dược phẩm:

1. Tính theo diện tích mà quên tính theo thể tích và ACH

Nhiều đơn vị chỉ chia diện tích phòng cho diện tích 1 FFU mà không tính đến:

  • Chiều cao phòng,
  • Số lần thay khí/giờ (ACH) theo chuẩn ISO/GMP.

sẽ dẫn đến số lượng FFU không đáp ứng đủ lưu lượng khí cần thiết.

2. Không kiểm tra lưu lượng thực tế của từng model FFU

Không phải FFU nào cũng có lưu lượng 1.000 m³/h. Có loại chỉ đạt 800, loại đạt 1.200 tùy công suất và trở lực.

Dùng sai giá trị dẫn đến tính sai hoàn toàn số lượng FFU cần lắp.

3. Bỏ qua hiệu suất thực tế sau thời gian vận hành

FFU sau 6–12 tháng sử dụng, lọc HEPA bắt đầu giảm hiệu suất, lưu lượng khí suy giảm.

Nếu chỉ tính số lượng dựa trên công suất lý thuyết ban đầu thì sau 1 năm phòng dễ không đạt chuẩn sạch.

Phân tích chi tiết thông số kỹ thuật của FFU

4. Bố trí FFU không đều – gây lệch luồng khí

FFU đặt lệch, không đồng đều → luồng khí xoáy, không phủ đều → tạo điểm “chết” → nhiễm chéo.

Đặc biệt nguy hiểm ở khu vực dòng khí một chiều (laminar flow) như Grade A/B.

5. Không phối hợp đồng bộ với hệ thống hồi khí và BMS

Lắp FFU dày đặc nhưng hồi khí không đủ → gây tăng áp, hỗn loạn dòng khí.

Không kết nối FFU với hệ thống giám sát (BMS) → khó kiểm soát tốc độ, lưu lượng → không phát hiện tụt gió.

Tóm lại: Tính toán số lượng FFU không chỉ là phép chia diện tích, mà là một bài toán kỹ thuật tổng hợp – cần hiểu thiết bị, nắm tiêu chuẩn, phối hợp cả thiết kế và vận hành.

Những sai lầm phổ biến khi tính FFU cho phòng sạch

Lời khuyên từ VCR – Cách đảm bảo số lượng FFU tối ưu và hiệu quả

Để phòng sạch đạt chuẩn mà không lãng phí chi phí đầu tư, việc tính toán số lượng FFU cần được thực hiện một cách khoa học, đồng bộ và thực tế. Dưới đây là những kinh nghiệm thực chiến từ đội ngũ kỹ sư của VCR:

1. Luôn kết hợp cả 2 cách tính: diện tích & lưu lượng khí

  • Tính sơ bộ bằng diện tích giúp xác định nhanh layout trần.
  • Tính chính xác bằng thể tích & ACH đảm bảo đạt cấp độ sạch đúng tiêu chuẩn.

Hai cách tính kiểm tra chéo cho nhau, hạn chế sai số.

2. Sử dụng đúng thông số FFU cụ thể

Mỗi model FFU có lưu lượng khác nhau tùy theo:

  • Kích thước,
  • Động cơ AC hay EC,
  • Mức trở lực hệ thống.

Hỏi kỹ nhà cung cấp hoặc tra datasheet để tính đúng công suất thực tế.

3. Ưu tiên dùng FFU EC Motor để dễ điều chỉnh & tiết kiệm điện

  • Có thể điều chỉnh tốc độ gió theo thời gian, theo mùa hoặc khu vực.
  • Dễ tích hợp với BMS – giám sát lưu lượng theo thời gian thực.

Giải pháp linh hoạt, tiết kiệm chi phí dài hạn.

4. Thiết kế đồng bộ với hệ thống hồi khí và phân vùng áp suất

Tính số lượng FFU mà không có hồi khí tương ứng là sai lầm phổ biến.

Cần phối hợp đồng thời thiết kế FFU – return air – chênh áp → tạo luồng khí logic và ổn định.

5. Nên khảo sát thực tế – không nên chỉ dùng bản vẽ lý thuyết

Nhiều nhà máy “sửa tới sửa lui” vì thiết kế không sát thực tế. Hãy khảo sát hiện trường giúp tối ưu bố trí FFU, tránh cản trở từ xà trần, đèn, sprinkler…

Tóm lại: Việc tính toán đúng số lượng FFU không chỉ giúp phòng sạch đạt chuẩn, mà còn giúp doanh nghiệp tiết kiệm ngân sách hàng trăm triệu đồng mỗi năm – nếu làm đúng ngay từ đầu.

Kết luận

Tính toán chính xác số lượng FFU là một bước không thể bỏ qua nếu doanh nghiệp muốn xây dựng phòng sạch đạt chuẩn GMP, ISO 14644 hay EU-GMP. Việc này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả lọc sạch, mà còn tác động trực tiếp đến:

  • Chi phí đầu tư ban đầu,
  • Chi phí điện vận hành dài hạn,
  • Và khả năng vượt qua các kỳ audit khắt khe.

Một phép tính sai có thể khiến doanh nghiệp tốn hàng trăm triệu đồng hoặc phải sửa chữa hệ thống sau khi đã thi công xong.

Bạn đang thiết kế hoặc cải tạo phòng sạch? Không chắc nên dùng bao nhiêu FFU cho Grade A hay C?

VCR – Thiết bị phòng sạch sẵn sàng hỗ trợ bạn từ bước khảo sát, tính toán, thiết kế layout cho đến cung cấp FFU chất lượng cao – sử dụng EC Motor tiết kiệm điện – và đồng bộ với hệ thống chênh áp, hồi khí.

Gọi 090.123.9008 (Zalo/call 24/7)

Truy cập: https://vietnamcleanroom.com

PN