مقارنة توفير الطاقة بين وحدة إمداد الهواء بوحدة مرشح المروحة FFU ونظام إمداد الهواء التقليدي للخزانة

هذه مشكلة أساسية وعملية للغاية. تعد مقارنة توفير الطاقة- بين نظام إمداد الهواء بوحدة ترشيح مروحة FFU ونظام إمداد الهواء التقليدي للخزانة أحد الاعتبارات الرئيسية في التصميم الحديث للغرفة النظيفة.
بشكل عام، يتمتع نظام FFU للتحكم الجماعي الذكي باستخدام محركات التيار المستمر (محركات EC) بكفاءة طاقة أفضل على المدى الطويل-من أنظمة كابينة الرياح التقليدية في الغالبية العظمى من التطبيقات المتوسطة والكبيرة وعالية النظافة. وفيما يلي تحليل مقارن مفصل:

• إن التغلب على ميزة توفير الطاقة-في مقاومة النظام (فوز FFU) هو الميزة الأكثر أهمية والأساسية لتوفير الطاقة-لأنظمة FFU.
• نظام خزانة الرياح التقليدي: تحتاج المروحة إلى توفير رأس ضغط كافٍ (ضغط ثابت) للتغلب على مقاومة النظام بأكمله، بما في ذلك:
• مقاومة وحدة معالجة الهواء نفسها.
• مقاومة الاحتكاك لقنوات إمداد الهواء التي يبلغ طولها عشرات أو حتى مئات الأمتار.
• المقاومة المحلية لعدد لا يحصى من الانحناءات والمحملات والمخفضات والمخمدات على خطوط الأنابيب.
• المقاومة النهائية للمرشح عالي الكفاءة-.
• الاستنتاج: يتم إهدار كمية كبيرة من الطاقة في التغلب على احتكاك خطوط الأنابيب بدلاً من استخدامها مباشرة لتزويد الهواء.
• نظام ففو:
• تم القضاء تقريبًا على قناة إمداد الهواء. تحتاج وحدة معالجة الهواء النقي (MAU) فقط إلى إرسال الهواء النقي المعالج إلى صندوق الضغط الثابت الموجود في السقف، ويكون رأس الضغط المطلوب منخفضًا جدًا (عادةً 250-400Pa فقط).
• تأتي FFU مع مروحتها الخاصة، والتي تحتاج فقط للتغلب على مقاومة المرشح عالي الكفاءة-(HEPA/ULPA) (المقاومة الأولية حوالي 100-150 باسكال، والمقاومة النهائية حوالي 250-300 باسكال).
• الاستنتاج: يتم استخدام الطاقة بكفاءة وبشكل مباشر لدفع الهواء عبر المرشحات، مما يؤدي إلى تجنب الخسائر الكبيرة في نقل خطوط الأنابيب.
• ميزة توفير الطاقة في ظل عملية التحميل الجزئي (FFU يفوز)، حيث أن غرفة الأبحاث لا تعمل بأقصى حمل في معظم الأوقات.
• نظام خزانة الرياح التقليدي: حتى لو تم إيقاف تشغيل معدات الإنتاج جزئيًا ولم تصل مقاومة المرشح إلى القيمة القصوى، فإن توربينات الرياح المركزية لا تزال تعمل بسرعة ثابتة. من أجل تنظيم حجم الهواء، يتم ذلك عادةً عن طريق إغلاق صمام الهواء، مما يؤدي في الواقع إلى زيادة المقاومة لتقليل حجم الهواء، وهي طريقة تنظيم اختناق مضيعة للغاية.
• نظام FFU: يعتمد تحويل التردد + استراتيجية التحكم في المجموعة.
• قوانين التقارب: يتناسب استهلاك الطاقة للمروحة مع القوة الثالثة لسرعة دورانها (القوة ∝ سرعة الدوران ³).
• عندما تزيد مقاومة الفلتر مع الاستخدام، ستقوم وحدة FFU تلقائيًا بزيادة السرعة قليلاً للحفاظ على حجم هواء ثابت، وسيزداد استهلاك الطاقة ببطء.
• عندما ينخفض ​​الطلب على الإنتاج (كما هو الحال في الليل أو في عطلات نهاية الأسبوع)، أو عندما ينخفض ​​الطلب على الهواء النقي، يمكن لنظام التحكم في المجموعة تقليل السرعة الإجمالية لجميع وحدات FFU. سيؤدي الانخفاض الطفيف في سرعة الدوران إلى انخفاض كبير في استهلاك الطاقة.
• الاستنتاج: يحقق نظام FFU كفاءة تشغيل عالية للغاية من خلال تنظيم السرعة عند الأحمال الجزئية، في حين أن الأنظمة التقليدية لديها كفاءة أقل عند الأحمال الجزئية.
• مزايا توفير الطاقة في كفاءة المحرك والحمل الحراري (فوز FFU)
• كفاءة المحرك: كفاءة محركات EC أعلى بكثير من محركات التيار المتردد التقليدية، خاصة عند الأحمال الجزئية، مع مزايا أكثر وضوحًا.
• الحمل الحراري: الحرارة الناتجة عن محركات EC أقل بكثير من حرارة محركات التيار المتردد. يضمن الترتيب المشتت لـ FFU توزيع الحرارة بالتساوي وسهولة حملها بعيدًا عن طريق تدفق الهواء. ومع ذلك، فإن محركات التيار المتردد الكبيرة ومعدات القيادة الخاصة بها في خزانات الرياح التقليدية تولد حرارة مركزة، والتي تصبح مصدرًا مهمًا للحرارة الداخلية في الغرف النظيفة وتتطلب قدرة تبريد إضافية لتكييف الهواء لتعويضها، مما يؤدي إلى إهدار الطاقة الثانوية.

• بافتراض أن غرفة الأبحاث من فئة 10000، فإن حجم إمداد الهواء المطلوب هو 500000 متر مكعب في الساعة.
• الخطة أ: نظام خزانة الرياح التقليدي
• يتطلب رأس الضغط الإجمالي للنظام حوالي 1000 باسكال (منها حوالي 700 باسكال يستخدم للتغلب على مقاومة خطوط الأنابيب).
• الطاقة الإجمالية للمروحة: 110 كيلو واط (الكفاءة المجمعة للمروحة والمحرك).
• استهلاك الكهرباء السنوي (عند حمل 100%، تشغيل طوال العام): 110 كيلوواط × 24 × 365=963600 كيلوواط ساعة من الكهرباء
• الخيار ب: نظام EC-FFU الذكي
• يتطلب MAU رأس ضغط يبلغ 350 باسكال فقط (التغلب على وحدة تكييف الهواء نفسها وقناة الهواء النقي).
• إجمالي عدد وحدات FFU: 500 وحدة، مع حجم هواء معالجة لوحدة واحدة يبلغ 1000 متر مكعب في الساعة.
• متوسط ​​استهلاك طاقة التشغيل FFU: 0.12 كيلووات/وحدة (محرك EC عالي الكفاءة-، يعمل بسرعة محسنة).
• إجمالي طاقة FFU: 500 × 0.12=60 كيلوواط
• قوة المروحة MAU: 15 كيلو واط
• إجمالي طاقة النظام: 60+15=75كيلوواط
• استهلاك الكهرباء السنوي: 75 كيلوواط × 24 × 365=657000 كيلوواط ساعة
• توفير الطاقة السنوي: 963600-657000=306600 كيلووات ساعة
• معدل توفير الطاقة: (306600/963600) × 100% ≈ 31.8%
• وباحتسابه 1 يوان لكل كيلوواط ساعة، فإنه يمكن أن يوفر حوالي 300000 يوان من فواتير الكهرباء سنويًا. يمكن استرداد الاستثمار الأولي لنظام FFU في غضون بضع سنوات من خلال توفير تكاليف الكهرباء.