Porównanie oszczędności energii pomiędzy systemem zasilania powietrzem jednostki filtrującej FFU a tradycyjnym systemem zasilania powietrzem w szafie

Jest to bardzo istotny i praktyczny problem. Porównanie-oszczędności energii pomiędzy systemem zasilania powietrzem jednostki filtrującej FFU a tradycyjnym systemem zasilania powietrzem w szafie jest kluczowym czynnikiem przy projektowaniu nowoczesnych pomieszczeń czystych.
Ogólnie rzecz biorąc, inteligentny system sterowania grupowego FFU wykorzystujący silniki prądu stałego (silniki EC) charakteryzuje się znacznie lepszą-w dłuższej perspektywie efektywnością energetyczną niż tradycyjne systemy szaf wiatrowych w zdecydowanej większości średnich i dużych zastosowań charakteryzujących się wysokim poziomem czystości. Poniżej znajduje się szczegółowa analiza porównawcza:

• Pokonanie-przewagi w zakresie oszczędzania energii w postaci oporu systemu (zwycięża FFU) to najważniejsza i podstawowa-zaleta w zakresie oszczędzania energii systemów FFU.
• Tradycyjny system szaf wiatrowych: Wentylator musi zapewnić wystarczającą wysokość ciśnienia (ciśnienie statyczne), aby pokonać opór całego systemu, w tym:
• Opór samej centrali wentylacyjnej.
• Opory tarcia przewodów nawiewnych o długości kilkudziesięciu, a nawet setek metrów.
• Lokalny opór niezliczonych kolan, trójników, redukcji i tłumików na rurociągach.
• Końcowy opór filtra o wysokiej-wydajności.
• Wniosek: Duża ilość energii jest marnowana na pokonywanie tarcia w rurociągu, a nie bezpośrednio wykorzystywana do zasilania powietrzem.
• System FFU:
• Prawie wyeliminowano kanał doprowadzający powietrze. Centrala wentylacyjna świeżego powietrza (MAU) musi jedynie przesłać przetworzone świeże powietrze do skrzynki ciśnienia statycznego na suficie, a wymagana wysokość ciśnienia jest bardzo niska (zwykle tylko 250-400Pa).
• FFU ma własny wentylator, który musi jedynie pokonać opór-filtra o wysokiej wydajności (HEPA/ULPA) (opór początkowy wynosi około 100–150 Pa, opór końcowy wynosi około 250–300 Pa).
• Wniosek: Energia jest efektywnie i bezpośrednio wykorzystywana do przepychania powietrza przez filtry, co pozwala uniknąć znacznych strat w transporcie rurociągowym.
• Oszczędność energii przy częściowym obciążeniu (wygrywa FFU), ponieważ pomieszczenie czyste nie działa przy maksymalnym obciążeniu przez większość czasu.
• Tradycyjny system szaf wiatrowych: Nawet jeśli urządzenia produkcyjne są częściowo wyłączone, a rezystancja filtra nie osiąga wartości maksymalnej, centralna turbina wiatrowa nadal pracuje ze stałą prędkością. Aby wyregulować ilość powietrza, zwykle robi się to poprzez zamknięcie zaworu powietrza, co w rzeczywistości zwiększa opór przy zmniejszaniu objętości powietrza i jest wyjątkowo marnotrawną metodą regulacji dławiącej.
• System FFU: przyjmuje strategię konwersji częstotliwości + sterowania grupowego.
• Prawa powinowactwa: Pobór mocy przez wentylator jest proporcjonalny do trzeciej potęgi jego prędkości obrotowej (moc ∝ prędkość obrotowa 3).
• Gdy w miarę użytkowania opór filtra wzrasta, FFU automatycznie nieznacznie zwiększy prędkość, aby utrzymać stałą objętość powietrza, a zużycie energii będzie powoli wzrastać.
• Kiedy zapotrzebowanie na produkcję maleje (np. w nocy lub w weekendy) lub gdy zmniejsza się zapotrzebowanie na świeże powietrze, grupowy system sterowania może zmniejszyć ogólną prędkość wszystkich FFU. Niewielki spadek prędkości obrotowej spowoduje znaczne zmniejszenie zużycia energii.
• Wniosek: System FFU osiąga wyjątkowo wysoką wydajność roboczą poprzez regulację prędkości przy częściowym obciążeniu, podczas gdy tradycyjne systemy mają jeszcze niższą wydajność przy częściowym obciążeniu.
• Korzyści w zakresie oszczędności energii w zakresie wydajności silnika i obciążenia termicznego (zwycięstwa FFU)
• Sprawność silnika: Sprawność silników EC jest znacznie wyższa niż tradycyjnych silników prądu przemiennego, zwłaszcza przy częściowych obciążeniach, co ma bardziej oczywiste zalety.
• Obciążenie cieplne: Ciepło wytwarzane przez silniki EC jest znacznie niższe niż w przypadku silników prądu przemiennego. Rozproszony układ FFU zapewnia równomierne rozproszenie ciepła i łatwe odprowadzanie go przez przepływ powietrza. Jednakże duże silniki prądu przemiennego i ich urządzenia napędowe w tradycyjnych szafach wiatrowych generują skoncentrowane ciepło, które staje się znaczącym wewnętrznym źródłem ciepła w pomieszczeniach czystych i wymaga dodatkowej wydajności chłodzenia klimatyzacji, aby je zrównoważyć, co powoduje marnowanie energii wtórnej.

• Zakładając pomieszczenie czyste klasy 10000, wymagana objętość dostarczanego powietrza wynosi 500000 metrów sześciennych na godzinę.
• Plan A: Tradycyjny system szaf wiatrowych
• Całkowita wysokość ciśnienia systemu wymaga około 1000 Pa (z czego około 700 Pa jest wykorzystywane do pokonania oporu rurociągu).
• Całkowita moc wentylatora: 110 kW (łączna wydajność wentylatora i silnika).
• Roczne zużycie energii elektrycznej (przy 100% obciążeniu, praca przez cały rok): 110 kW × 24 × 365=963600 kWh energii elektrycznej
• Opcja B: Inteligentny system EC-FFU
• MAU wymaga ciśnienia wynoszącego zaledwie 350 Pa (pokonując samą jednostkę klimatyzacyjną i kanał świeżego powietrza).
• Całkowita liczba FFU: 500 jednostek, przy czym pojedyncza jednostka przetwarza powietrze o wydajności 1000 m 3/h.
• Średnie zużycie energii roboczej FFU: 0,12 kW/jednostkę (silnik EC-o wysokiej sprawności, pracujący ze zoptymalizowaną prędkością).
• Całkowita moc FFU: 500 × 0.12=60kW
• Moc wentylatora MAU: 15 kW
• Całkowita moc systemu: 60+15=75kW
• Roczne zużycie energii elektrycznej: 75 kW × 24 × 365=657000 kWh
• Roczne oszczędności energii: 963600-657000=306600 kWh
• Współczynnik oszczędności energii: (306600/963600) × 100% ≈ 31,8%
• W przeliczeniu na 1 juana za kilowatogodzinę pozwala zaoszczędzić około 300 000 juanów na rachunkach za energię elektryczną rocznie. Początkowa inwestycja w system FFU może się zwrócić w ciągu kilku lat dzięki oszczędnościom w kosztach energii elektrycznej.