So sánh tiết kiệm năng lượng giữa nguồn cung cấp không khí của bộ lọc quạt FFU và hệ thống cung cấp không khí trong tủ truyền thống

Đây là một vấn đề rất cốt lõi và thực tế. So sánh-tiết kiệm năng lượng giữa hệ thống cấp không khí của bộ lọc quạt FFU và hệ thống cấp không khí trong tủ truyền thống là yếu tố quan trọng cần cân nhắc trong thiết kế phòng sạch hiện đại.
Nhìn chung, hệ thống FFU điều khiển nhóm thông minh sử dụng động cơ DC (động cơ EC) có hiệu suất năng lượng lâu dài-tốt hơn nhiều so với hệ thống tủ gió truyền thống trong phần lớn các ứng dụng có độ sạch cao và trung bình đến lớn. Sau đây là phân tích so sánh chi tiết:

• Vượt qua lợi thế-tiết kiệm năng lượng trong khả năng chống chịu của hệ thống (FFU thắng) là lợi thế tiết kiệm năng lượng-cơ bản và quan trọng nhất của hệ thống FFU.
• Hệ thống tủ gió truyền thống: Quạt cần cung cấp đủ cột áp (áp suất tĩnh) để khắc phục lực cản của toàn bộ hệ thống, bao gồm:
• Điện trở của chính bộ phận xử lý không khí.
• Khả năng chống ma sát của các ống cấp khí dài hàng chục, thậm chí hàng trăm mét.
• Sức cản cục bộ của vô số chỗ uốn cong, chỗ chữ T, bộ giảm tốc và bộ giảm chấn trên đường ống.
• Điện trở cuối cùng của bộ lọc hiệu suất cao.
• Kết luận: Một lượng lớn năng lượng bị lãng phí khi khắc phục ma sát trong đường ống thay vì sử dụng trực tiếp để cung cấp không khí.
• Hệ thống FFU:
• Hầu như đã loại bỏ ống cấp khí. Bộ xử lý không khí trong lành (MAU) chỉ cần đưa không khí trong lành đã qua xử lý vào hộp áp suất tĩnh trên trần nhà, cột áp yêu cầu rất thấp (thường chỉ 250-400Pa).
• FFU có quạt riêng, quạt này chỉ cần vượt qua trở kháng của bộ lọc-hiệu suất cao (HEPA/ULPA) (điện trở ban đầu khoảng 100-150Pa, điện trở cuối cùng là khoảng 250-300Pa).
• Kết luận: Năng lượng được sử dụng hiệu quả và trực tiếp để đẩy không khí qua các bộ lọc, tránh thất thoát đáng kể trong quá trình vận chuyển đường ống.
• Lợi thế tiết kiệm năng lượng khi vận hành tải một phần (FFU thắng), vì phòng sạch không hoạt động ở mức tải tối đa trong hầu hết thời gian.
• Hệ thống tủ gió truyền thống: Ngay cả khi thiết bị sản xuất ngừng hoạt động một phần và điện trở của bộ lọc không đạt giá trị cực đại thì tuabin gió trung tâm vẫn hoạt động ở tốc độ cố định. Để điều chỉnh lượng không khí, người ta thường thực hiện bằng cách đóng van khí, điều này thực chất làm tăng lực cản để giảm lượng không khí, và là một phương pháp điều chỉnh tiết lưu cực kỳ lãng phí.
• Hệ thống FFU: áp dụng chiến lược chuyển đổi tần số + điều khiển nhóm.
• Định luật ái lực: Công suất tiêu thụ điện của quạt tỷ lệ thuận với lũy thừa bậc ba của tốc độ quay của nó (công suất ∝ tốc độ quay ³).
• Khi điện trở của bộ lọc tăng lên khi sử dụng, FFU sẽ tự động tăng nhẹ tốc độ để duy trì lượng không khí không đổi và mức tiêu thụ điện năng sẽ tăng từ từ.
• Khi nhu cầu sản xuất giảm (chẳng hạn như vào ban đêm hoặc cuối tuần) hoặc khi nhu cầu về không khí trong lành giảm, hệ thống điều khiển nhóm có thể giảm tốc độ chung của tất cả các FFU. Tốc độ quay giảm nhẹ sẽ làm giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng.
• Kết luận: Hệ thống FFU đạt được hiệu suất vận hành cực cao thông qua việc điều chỉnh tốc độ khi tải một phần, trong khi các hệ thống truyền thống thậm chí còn có hiệu suất thấp hơn khi tải một phần.
• Ưu điểm tiết kiệm năng lượng ở hiệu suất động cơ và tải nhiệt (FFU thắng)
• Hiệu suất động cơ: Hiệu suất của động cơ EC cao hơn nhiều so với động cơ AC truyền thống, đặc biệt là khi tải một phần, với những ưu điểm rõ ràng hơn.
• Tải nhiệt: Nhiệt lượng do động cơ EC tạo ra thấp hơn nhiều so với động cơ AC. Sự sắp xếp phân tán của FFU đảm bảo nhiệt được phân tán đều và dễ dàng được luồng không khí mang đi. Tuy nhiên, động cơ AC lớn và thiết bị truyền động của chúng trong tủ gió truyền thống tạo ra nhiệt tập trung, trở thành nguồn nhiệt bên trong đáng kể trong phòng sạch và cần thêm công suất làm mát điều hòa không khí để bù đắp, dẫn đến lãng phí năng lượng thứ cấp.

• Giả sử phòng sạch loại 10000, lượng cung cấp không khí cần thiết là 500000 mét khối mỗi giờ.
• Phương án A: Hệ thống tủ gió truyền thống
• Tổng cột áp của hệ thống cần khoảng 1000 Pa (trong đó khoảng 700 Pa dùng để khắc phục sức cản của đường ống).
• Tổng công suất quạt: 110 kW (hiệu suất tổng hợp của quạt và động cơ).
• Điện năng tiêu thụ hàng năm (ở mức 100% phụ tải, hoạt động quanh năm): 110 kW × 24 × 365=963600 kWh điện
• Tùy chọn B: Hệ thống FFU EC{0}}thông minh
• MAU yêu cầu cột áp chỉ 350 Pa (khắc phục được chính bộ phận điều hòa không khí và ống dẫn khí trong lành).
• Tổng số FFU: 500 đơn vị, với một đơn vị xử lý lưu lượng không khí là 1000m³/h.
• Mức tiêu thụ điện năng hoạt động trung bình của FFU: 0,12 kW/chiếc (động cơ EC hiệu suất cao, hoạt động ở tốc độ tối ưu hóa).
• Tổng công suất FFU: 500 × 0.12=60kW
• Công suất quạt MAU: 15 kW
• Tổng công suất hệ thống: 60+15=75kW
• Lượng điện tiêu thụ hàng năm: 75 kW × 24 × 365=657000 kWh
• Tiết kiệm năng lượng hàng năm: 963600-657000=306600 kWh
• Tỷ lệ tiết kiệm năng lượng: (306600/963600) × 100% ≈ 31,8%
• Tính ở mức 1 nhân dân tệ mỗi kilowatt giờ, nó có thể tiết kiệm khoảng 300.000 nhân dân tệ tiền điện hàng năm. Khoản đầu tư ban đầu cho hệ thống FFU có thể được thu hồi trong vòng vài năm nhờ tiết kiệm chi phí điện.