Tính toán lựa chọn số lượng FFU cho phòng sạch

Cách Tính Toán và Lựa Chọn Số Lượng FFU Theo Tiêu Chuẩn ISO và Tiêu Chuẩn Class

Trong ngành công nghiệp thiết bị không khí sạch, việc lựa chọn và tính toán số lượng FFU (Fan Filter Unit) là một bước quan trọng nhằm đảm bảo hệ thống HVAC hoạt động hiệu quả và đáp ứng các tiêu chuẩn về môi trường làm việc sạch. FFU là một thiết bị kết hợp quạt và bộ lọc không khí, được sử dụng trong các phòng sạch (clean rooms) để duy trì độ sạch không khí theo tiêu chuẩn ISO hoặc tiêu chuẩn Class. Việc lựa chọn số lượng FFU phù hợp sẽ phụ thuộc vào diện tích, công suất yêu cầu và các yếu tố môi trường làm việc cụ thể.

Để tiện cho việc tính toán chúng tôi đã làm sẵn thành phần mềm tính toán số lượng FFU theo thể tích phòng và tiêu chuẩn class hoặc iso để quý kỹ sư tính toán được nhanh và tiện lợi theo bảng phía dưới.

Ngoài ra mọi ngời tham khảo cách tính chọn theo phương pháp tự luận dưới đây

1. Tiêu chuẩn ISO và Class trong phòng sạch

Trước khi đi vào cách tính toán số lượng FFU, ta cần hiểu rõ các tiêu chuẩn ISO và Class trong phòng sạch:

• Tiêu chuẩn ISO: Các phòng sạch được phân loại theo tiêu chuẩn ISO 14644-1, trong đó mức độ sạch của không khí được chia thành nhiều cấp từ ISO 1 đến ISO 9. Mỗi cấp độ này yêu cầu một mức độ lọc không khí và kiểm soát các hạt bụi khác nhau.

• Class: Cấp độ phòng sạch thường được mô tả bằng Class, ví dụ như Class 100, Class 1000, Class 10,000,... với các chỉ tiêu về số lượng hạt bụi (particle count) trong không khí. Cấp Class thường được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như dược phẩm, bán dẫn, y tế.

2. Các yếu tố cần xem xét khi tính toán số lượng FFU

Để tính toán số lượng FFU cần thiết, ta cần xem xét các yếu tố sau:

• Diện tích phòng sạch: Diện tích phòng sạch quyết định cần bao nhiêu FFU để đảm bảo lưu lượng khí phù hợp và đạt được các tiêu chuẩn yêu cầu.

• Lưu lượng không khí cần thiết (CFM - Cubic Feet per Minute): Lưu lượng không khí cần thiết sẽ phụ thuộc vào thể tích phòng và mức độ làm sạch yêu cầu. Thông thường, các phòng sạch sẽ có lưu lượng không khí thay đổi từ 10 đến 50 lần mỗi giờ.

• Hiệu quả lọc của FFU: Các FFU có bộ lọc HEPA (High Efficiency Particulate Air) hoặc ULPA (Ultra Low Penetration Air), mỗi loại có khả năng lọc các hạt bụi ở kích thước khác nhau.

3. Cách tính toán số lượng FFU

Để tính toán số lượng FFU, ta cần thực hiện các bước sau:

a. Tính toán lưu lượng không khí cần thiết:

Lưu lượng không khí cần thiết cho phòng sạch có thể tính theo công thức:

$$Lưu lượng , không khí , (CFM) = Diện tích phòng , (ft^2) times Chiều cao phòng , (ft) times Số lần thay đổi không khí mỗi giờ , (ACH)$$

Trong đó:

• Diện tích phòng (ft²): Diện tích mặt sàn của phòng.
• Chiều cao phòng (ft): Chiều cao của phòng sạch.
• Số lần thay đổi không khí mỗi giờ (ACH): Mức độ thay đổi không khí theo giờ, tùy thuộc vào tiêu chuẩn ISO hoặc Class của phòng sạch.

b. Tính số lượng FFU cần thiết:

Khi đã có lưu lượng không khí cần thiết (CFM), ta sẽ chọn các FFU có thông số kỹ thuật rõ ràng về lưu lượng gió mà chúng có thể cung cấp. Giả sử mỗi FFU có khả năng cung cấp lưu lượng không khí là $Q_{FFU}$ CFM, thì số lượng FFU cần thiết sẽ được tính theo công thức:

$$Số lượng FFU = frac{Lưu lượng không khí , cần thiết , (CFM)}{Lưu lượng không khí của mỗi FFU , (CFM)}$$

c. Điều chỉnh theo các yếu tố khác:

• Khả năng lọc: Chọn FFU với bộ lọc phù hợp với tiêu chuẩn ISO hoặc Class phòng sạch yêu cầu. Ví dụ, nếu cần phòng sạch ISO 5, ta cần FFU có bộ lọc HEPA đạt hiệu quả lọc ít nhất 99.97% đối với các hạt có kích thước 0.3 micromet.

• Kích thước phòng và phân phối FFU: Tính toán cách bố trí các FFU sao cho đảm bảo phân phối không khí đồng đều trong phòng. Cần tính đến các yếu tố như các cột, vách ngăn hoặc cửa ra vào có thể ảnh hưởng đến dòng chảy không khí.

4. Ví dụ tính toán số lượng FFU

Giả sử chúng ta có một phòng sạch có diện tích 100 m² và chiều cao phòng là 3 m. Mức độ thay đổi không khí yêu cầu là 20 lần/giờ, và mỗi FFU có khả năng cung cấp 500 CFM.

• Lưu lượng không khí cần thiết:

$$Lưu lượng , không khí , cần thiết , (CFM) = 100 m² times 3 m times frac{20}{60} , (CFM)$$ $$Lưu lượng không khí , cần thiết = 100 times 3 times 0.3333 = 100 CFM$$

• Số lượng FFU:

$$Số lượng FFU = frac{100 CFM}{500 CFM} = 0.2$$

Do đó, cần ít nhất một FFU với lưu lượng là 500 CFM cho phòng này.

5. Kết luận

Việc tính toán số lượng FFU phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả lọc không khí và duy trì môi trường sạch theo các tiêu chuẩn ISO và Class. Bằng cách tính toán lưu lượng không khí cần thiết và lựa chọn FFU có thông số kỹ thuật phù hợp, ta có thể thiết kế hệ thống thông gió tối ưu cho phòng sạch.

Mọi thông tin cần thiết xin liên hệ 0967.75.25.96