Cách Chọn Đơn Vị Xử Lý Không Khí Phù Hợp Để Tạo Môi Trường Sạch?

Cách Chọn Đơn Vị Xử Lý Không Khí Phù Hợp Để Tạo Môi Trường Sạch

Thiết Bị Xử Lý Không Khí Cho Môi Trường Sạch Là Gì?

• Hiệu suất lọc cao để loại bỏ các hạt bụi, vi sinh vật và khí độc hại
• Kiểm soát nghiêm ngặt lưu lượng không khí và chênh lệch áp suất
• Hạn chế tối đa việc tạo ra các hạt bụi từ chính thiết bị
• Dễ dàng vệ sinh và bảo trì để ngăn ngừa nhiễm bẩn bên trong
• Tích hợp với hệ thống giám sát để theo dõi hiệu suất liên tục

Các yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi lựa chọn đơn vị xử lý không khí

1. Yêu cầu về độ sạch và phân loại

• Kiểm soát hạt : Đối với môi trường ISO 5–7 (ví dụ: phòng sạch dược phẩm), đơn vị xử lý không khí phải bao gồm bộ lọc HEPA hoặc ULPA có khả năng loại bỏ 99,97% các hạt có kích thước 0,3μm hoặc lớn hơn.
• Kiểm soát vi sinh vật : Các bệnh viện hoặc phòng thí nghiệm sinh học yêu cầu đơn vị xử lý không khí phải có tính năng kháng khuẩn, chẳng hạn như bộ lọc phủ ion bạc hoặc tích hợp đèn UV-C để giảm vi khuẩn và virus.
• Điều khiển hóa chất : Các môi trường xử lý hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs) hoặc khí ăn mòn cần có hệ thống xử lý không khí đi kèm bộ lọc than hoạt tính hoặc thiết bị rửa khí hóa học.

2. Yêu cầu về lưu lượng và tuần hoàn không khí

• Tần suất thay đổi không khí (ACH) : Thông số này đo lường số lần không khí trong không gian được thay thế trong một giờ. Hệ thống xử lý không khí phải được lựa chọn phù hợp với yêu cầu ACH cho môi trường đó:
  • Phòng sạch ISO 5: 20–60 lần/h (ACH)
  • Phòng mổ bệnh viện: 15–25 lần/h (ACH)
  • Khu vực pha trộn dược phẩm: 30–40 lần/h (ACH)
    Tính toán lưu lượng không khí cần thiết bằng cách nhân thể tích phòng (dài × rộng × cao) với ACH mục tiêu, sau đó chọn hệ thống xử lý không khí có công suất tương ứng.
• Hướng dòng khí : Đơn vị xử lý không khí cần hỗ trợ kiểu dòng khí yêu cầu. Ví dụ, dòng khí một chiều (laminar) trong các khu vực quan trọng đòi hỏi đơn vị xử lý không khí phải có quạt áp suất cao và phân phối không khí đồng đều. Trong các khu vực cách ly, thiết bị phải duy trì áp suất âm để ngăn không khí nhiễm bẩn thoát ra ngoài.
• Chênh lệch áp suất : Môi trường sạch thường yêu cầu chênh lệch áp suất giữa các khu vực (ví dụ, áp suất cao hơn trong các khu vực sạch để ngăn sự xâm nhập). Đơn vị xử lý không khí phải cân bằng giữa lưu lượng cấp và lưu lượng thải để duy trì chênh lệch áp suất này (thường là 10–25 Pascal).

3. Thiết kế hệ thống lọc không khí

• Hiệu suất lọc : Chọn bộ lọc dựa trên nhu cầu của môi trường:
  • Bộ lọc sơ cấp (G3–F7) cho các hạt lớn (5μm+) nhằm bảo vệ các bộ lọc phía sau
  • Bộ lọc trung bình (F8–H10) cho các hạt nhỏ hơn (1–5μm)
  • Bộ lọc HEPA (H13–H14) để loại bỏ 99,97% hạt 0,3μm
  • Bộ lọc ULPA (U15–U17) để loại bỏ 99,999% hạt 0,12μm (cho môi trường siêu sạch)
• Vị trí đặt bộ lọc : Đơn vị xử lý không khí nên có các cụm lọc ở vị trí chiến lược, bao gồm:
  • Bộ lọc khí hồi để bảo vệ thiết bị khỏi bị nhiễm bẩn bên trong
  • Bộ lọc khí cấp để làm sạch không khí trước khi phân phối
  • Bộ lọc khí thải để xử lý không khí thoát ra khỏi cơ sở (cho môi trường nguy hiểm)
• Tiếp cận và thay thế bộ lọc : Chọn đơn vị xử lý không khí có khả năng tiếp cận dễ dàng đến bộ lọc để đơn giản hóa bảo trì. Các tính năng như màn hình theo dõi độ giảm áp suất của bộ lọc giúp xác định thời điểm cần thay thế, ngăn ngừa mất hiệu quả.

4. Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm

• Dải nhiệt độ : Phần lớn các môi trường sạch sẽ yêu cầu nhiệt độ từ 20–24°C (68–75°F) với dung sai chặt chẽ (±1–2°C). Các cuộn dây làm nóng và làm lạnh của bộ xử lý không khí phải duy trì nhiệt độ này ngay cả khi tải thay đổi.
• Kiểm soát độ ẩm : Độ ẩm tương đối thường nên ở mức 30–60%. Độ ẩm quá cao sẽ thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật; độ ẩm quá thấp gây ra tĩnh điện (gây hại cho thiết bị điện tử). Bộ xử lý không khí có thể cần sử dụng máy tạo ẩm (kiểu hơi nước hoặc sóng siêu âm) và máy hút ẩm (kiểu chất hút ẩm hoặc làm lạnh) để duy trì mức cài đặt.
• Độ chính xác kiểm soát : Hãy lựa chọn bộ xử lý không khí được trang bị bộ điều khiển tỷ lệ - tích phân - vi phân (PID) để duy trì điều kiện ổn định. Hệ thống điều khiển kỹ thuật số cho phép điều chỉnh chính xác và tích hợp với hệ thống quản lý tòa nhà (BMS).

5. Chất lượng vật liệu và xây dựng

• Vật liệu bên trong : Hãy chọn các bề mặt mịn, không thấm nước, chống ăn mòn và dễ làm sạch. Thép không gỉ (loại 304 hoặc 316) là lý tưởng cho môi trường ẩm ướt hoặc có tính ăn mòn. Tránh sử dụng các vật liệu phát sinh hạt bụi (ví dụ: lớp cách nhiệt bằng sợi thủy tinh tiếp xúc với luồng không khí).
• Làm kín và gioăng đệm : Thiết bị xử lý không khí cần có các mối nối kín khí để ngăn không khí chưa qua lọc đi qua bộ lọc. Gioăng đệm làm bằng EPDM hoặc silicone có độ bền cao và chịu được hóa chất làm sạch.
• Giảm thiểu khe hở bên trong : Chọn thiết bị xử lý không khí có các mối hàn hoặc mối nối được làm kín để ngăn bụi tích tụ trong các khe hở. Các bộ phận bên trong nên được thiết kế gọn, hạn chế sự rối loạn luồng không khí có thể làm bong các hạt bụi.
• Thiết kế vệ sinh : Các tính năng như khay thoát nước nghiêng (để ngăn nước đọng), tấm kiểm tra tháo rời và ống trao đổi nhiệt bằng thép không gỉ giúp việc làm sạch trở nên dễ dàng hơn, giảm sự phát triển của vi sinh vật bên trong thiết bị xử lý không khí.

6. Hiệu quả năng lượng và Tính bền vững

• Bộ biến tần (VSD) : Thiết bị xử lý không khí có quạt VSD điều chỉnh lưu lượng không khí dựa trên nhu cầu thực tế, giảm tiêu thụ năng lượng trong các giai đoạn tải thấp.
• Phục hồi nhiệt : Các thiết bị có bộ trao đổi nhiệt sẽ thu hồi năng lượng từ không khí thải để tiền xử lý không khí tươi đi vào, giảm chi phí sưởi và làm mát.
• Động cơ hiệu suất cao : Động cơ EC (được chuyển mạch điện tử) tiêu thụ ít năng lượng hơn tới 30% so với động cơ tiêu chuẩn và cung cấp khả năng điều khiển tốc độ tốt hơn.
• Thông gió điều khiển theo nhu cầu : Thiết bị xử lý không khí có thể điều chỉnh lưu lượng không khí dựa trên số lượng hạt trong không khí theo thời gian thực hoặc mức độ chiếm dụng không gian, tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng mà vẫn đảm bảo chất lượng không khí.

7. Khả năng tích hợp và giám sát

• Tương thích với BMS : Thiết bị nên kết nối với hệ thống quản lý tòa nhà để điều khiển tập trung, ghi nhận dữ liệu và giám sát từ xa.
• Cảm biến và Báo động : Cảm biến tích hợp để đo áp suất, nhiệt độ, độ ẩm và trạng thái bộ lọc cho phép theo dõi hiệu suất theo thời gian thực. Hệ thống báo động thông báo cho người vận hành về các sai lệch (ví dụ: tắc bộ lọc, lỗi quạt) để ngăn chặn thời gian dừng máy.
• Hỗ trợ xác thực : Đối với các ngành công nghiệp có quy định chặt chẽ (dược phẩm, chăm sóc sức khỏe), thiết bị xử lý không khí nên cung cấp nhật ký dữ liệu và báo cáo hiệu suất để hỗ trợ kiểm toán tuân thủ.
• Tính năng dự phòng : Các môi trường quan trọng có thể yêu cầu quạt, bơm hoặc hệ thống điều khiển dự phòng trong thiết bị xử lý không khí để ngăn chặn sự cố có thể làm ảnh hưởng đến chất lượng không khí.

Các loại thiết bị xử lý không khí cho môi trường sạch

1. Thiết bị xử lý không khí dạng khối

• Ưu điểm : Dễ dàng lắp đặt, chi phí ban đầu thấp hơn, hiệu suất được kiểm tra tại nhà máy.
• Nhược điểm : Tùy chỉnh hạn chế, có thể không đáp ứng được yêu cầu lưu lượng không khí lớn cho không gian rộng.

2. Thiết bị xử lý không khí dạng mô-đun

• Ưu điểm : Thiết kế có thể mở rộng, cấu hình tùy chỉnh linh hoạt, dễ dàng vận chuyển và lắp đặt trong không gian hẹp.
• Nhược điểm : Chi phí ban đầu cao hơn thiết bị dạng khối, yêu cầu lắp ráp bởi chuyên gia.

3. Bộ Xử Lý Không Khí Được Thiết Kế Riêng

• Ưu điểm : Được thiết kế theo đúng thông số kỹ thuật, phù hợp với các môi trường sạch phức tạp.
• Nhược điểm : Chi phí cao hơn, thời gian chờ đợi lâu hơn để thiết kế và sản xuất.

4. Bộ Xử Lý Không Khí Treo Trần

• Ưu điểm : Tiết kiệm diện tích sàn, đường dẫn không khí ngắn giúp giảm tổn thất áp suất.
• Nhược điểm : Công suất có hạn, khó tiếp cận để bảo trì.

Các Ví Dụ Thực Tế Về Lựa Chọn Bộ Xử Lý Không Khí

Phòng Sạch Dược Phẩm (ISO 5)

• Bộ lọc ULPA với hiệu suất 99,999%
• lưu lượng không khí 60 ACH với hướng gió cấp một chiều
• Cấu tạo bằng thép không gỉ với các mối hàn kín
• Quạt có biến tần và hệ thống tái sử dụng nhiệt để tiết kiệm năng lượng
• Giám sát hạt trong thời gian thực và tích hợp với hệ thống BMS

Phòng điều trị bệnh viện

• Bộ lọc HEPA trên cả đường cấp và thải
• 25 ACH với áp suất dương so với các khu vực lân cận
• Điều khiển nhiệt độ chính xác (22±1°C) và độ ẩm (50±5%)
• Lớp phủ kháng khuẩn và bề mặt dễ làm sạch
• Quạt dự phòng để đảm bảo hoạt động liên tục

Cơ sở sản xuất điện tử

• Lọc ULPA để loại bỏ các hạt dưới micrôn
• Thiết kế lưu lượng không khí áp suất thấp để ngăn phóng điện tĩnh
• Khử ẩm bằng chất hút ẩm để duy trì độ ẩm 30–40%
• Thu hồi năng lượng từ không khí thải
• Giám sát áp suất bộ lọc với cảnh báo tự động

Câu hỏi thường gặp

Tôi cần thiết bị xử lý không khí cỡ nào cho môi trường sạch của mình?

Bao lâu thì nên thay thế các bộ lọc trong thiết bị xử lý không khí một lần?

Sự khác biệt giữa thiết bị xử lý không khí cho môi trường sạch và các tòa nhà tiêu chuẩn là gì?

Đơn vị xử lý không khí có thể được nâng cấp để cải thiện hiệu suất môi trường sạch không?

Hiệu suất năng lượng quan trọng như thế nào đối với một đơn vị xử lý không khí trong môi trường sạch?