1. Cột Áp Ngoài FFU Là Gì?

Cột áp ngoài FFU, tiếng Anh là External Static Pressure và viết tắt là ESP, thường được biểu diễn bằng đơn vị Pascal (Pa).

Đây là thông số mô tả chênh lệch áp suất tĩnh mà cụm FFU có thể đáp ứng tại các mặt phẳng tham chiếu do nhà sản xuất xác định, ở một lưu lượng và chế độ vận hành cụ thể.

Nói đơn giản: ESP cho biết FFU có thể cấp khí trong điều kiện phải khắc phục thêm bao nhiêu trở lực bên ngoài phạm vi đã được tính trong đường đặc tính thiết bị.

1.1. Đơn vị đo cột áp

Cột áp thường được thể hiện bằng:

• Pa – Pascal.
• mmH₂O – milimét cột nước.
• in.w.g. – inch cột nước.

Khi so sánh thiết bị, cần quy đổi về cùng đơn vị và cùng điều kiện đo.

1.2. ESP là một phần của điểm làm việc

Ví dụ một FFU được công bố:

Nghĩa là nhà sản xuất công bố khả năng đạt lưu lượng 1.000 m³/h tại cột áp ngoài 100 Pa với cấu hình và chế độ được xác định.

Điều này khác với thông số 1.000 m³/h được đo tại ESP 0 Pa.

1.3. ESP có phải áp suất tối đa?

Không.

Giá trị cột áp tối đa hoặc áp suất tại lưu lượng gần bằng 0 không chứng minh thiết bị đạt lưu lượng thiết kế ở chính áp suất đó.

2. Phân Biệt ESP, Cột Áp Quạt Và Chênh Áp HEPA

Đây là vấn đề dễ gây nhầm lẫn nhất khi tính toán FFU.

2.1. Nếu HEPA đã nằm trong FFU

Khi nhà sản xuất công bố đường đặc tính của cụm FFU đã bao gồm đúng HEPA, trở lực HEPA thường đã được tính trong đặc tính cụm.

Khi đó, không cộng thêm chênh áp HEPA vào ESP ngoài một lần nữa.

2.2. Nếu chỉ có đường đặc tính quạt

Nếu dữ liệu chỉ thể hiện đặc tính quạt trần chưa bao gồm HEPA, cần tính thêm tổn thất của HEPA, vỏ FFU và các bộ phận liên quan chưa có trong dữ liệu.

2.3. Tại sao phải xác nhận phạm vi đo?

Hai nhà cung cấp cùng công bố FFU 100 Pa nhưng sử dụng cấu hình HEPA, mặt phẳng đo hoặc điều kiện thử khác nhau có thể không tương đương về hiệu năng.

3. Những Nguồn Tạo Trở Lực Ngoài FFU

Tùy cấu tạo hệ thống, FFU có thể phải khắc phục các tổn thất:

• Buồng plenum cấp khí.
• Ống gió cấp hoặc hồi.
• Cửa lấy gió và lưới bảo vệ.
• Lọc sơ bộ lắp bên ngoài FFU.
• Van gió và phụ kiện.
• Các bộ phận xử lý khí khác.

3.1. Plenum và đường gió

Buồng plenum, đường ống và các mối chuyển tiếp có thể tạo ra tổn thất áp suất, phụ thuộc thiết kế và lưu lượng.

3.2. Lọc trước FFU

Nếu lọc trước được lắp ở bên ngoài cụm FFU thử nghiệm, trở lực của cấp lọc đó cần được tính.

Nếu lọc trước đã nằm trong cấu hình FFU công bố, không nên tính trùng.

3.3. Áp suất khu vực cấp và hút

Điều kiện áp suất giữa khu vực hút và khu vực cấp có thể ảnh hưởng đến chênh lệch áp suất mà FFU cần đáp ứng.

Cần lập sơ đồ đường khí và mặt phẳng tham chiếu rõ ràng khi tính toán.

4. Công Thức Tính Cột Áp Ngoài FFU

Đối với một đường khí có các phần tử nối tiếp nằm ngoài phạm vi cụm FFU công bố, có thể tính sơ bộ:

Trong đó:

Cách tính này cần sử dụng đúng chênh lệch áp suất tĩnh tương ứng với điều kiện tham chiếu của nhà sản xuất, và tính đến các thành phần áp suất khác khi cần thiết.

4.1. Tính ở lưu lượng thiết kế

Các tổn thất phải được xác định ở lưu lượng làm việc, không cộng những giá trị Pa được ghi tại các lưu lượng khác nhau.

4.2. Có nên cộng dự phòng?

Có thể xem xét mức dự phòng được xác định theo đánh giá thiết kế và sự không chắc chắn của hệ thống.

Không tồn tại một mức dự phòng Pa hoặc phần trăm cố định phù hợp với mọi FFU.

4.3. Lưu ý bộ lọc bám bụi

Nếu HEPA hoặc lọc trước tăng trở lực theo thời gian, cần xác định FFU có tiếp tục duy trì lưu lượng yêu cầu trong điều kiện được thiết kế hay không.

5. Ví Dụ Chọn FFU 600 m³/h Theo Cột Áp Ngoài

Giả sử một hệ thống cần FFU cấp lưu lượng 600 m³/h.

Cấu hình FFU đã bao gồm đúng bộ lọc HEPA H13 và các tổn thất nội bộ thiết bị.

5.1. Các tổn thất bên ngoài

5.2. Tính tổng ESP

5.3. Xác định điểm chọn thiết bị

Giả sử phương án thiết kế lựa chọn mức dự phòng 20 Pa để đánh giá.

Khi đó, cần tìm FFU có khả năng đạt:

5.4. Có thể chọn FFU 100 Pa?

Không thể xác nhận đạt nếu FFU chỉ được công bố đáp ứng 600 m³/h tại ESP tối đa 100 Pa.

Cần xem đường đặc tính để xác định FFU có thể cấp bao nhiêu lưu lượng ở ESP 125 Pa.

Số liệu minh họa, không đại diện cho một model thương mại. Mức dự phòng 20 Pa là giả định của bài toán.

6. So Sánh FFU 50 Pa, 100 Pa Và 150 Pa

Các FFU trên thị trường có thể được công bố ở những mức cột áp ngoài khác nhau, ví dụ 50 Pa, 100 Pa hoặc 150 Pa.

Tuy nhiên, chỉ số Pa chỉ có ý nghĩa khi đi kèm mức lưu lượng, cấu hình lọc và điều kiện thử.

Các giá trị trên được giả định là khả năng ESP tại cùng lưu lượng 600 m³/h, không phải cột áp cực đại của từng quạt.

6.1. FFU ESP cao có luôn tốt hơn?

Không.

FFU có khả năng cột áp cao hơn chưa chắc có điện năng, độ ồn hoặc chi phí vòng đời tốt hơn.

6.2. Có nên chọn FFU 150 Pa cho mọi hệ thống?

Không cần thiết.

Cần lựa chọn theo trở lực thực tế, lưu lượng yêu cầu và phạm vi điều khiển.

7. Cách Đọc Fan Curve Khi Chọn FFU

Fan Curve là đường đặc tính thể hiện mối quan hệ giữa lưu lượng, áp suất và chế độ hoạt động của quạt hoặc cụm FFU.

7.1. Trục lưu lượng

Thông thường biểu diễn theo m³/h, CFM hoặc đơn vị tương đương.

7.2. Trục áp suất

Có thể biểu diễn Pa. Cần xác nhận đó là Fan Static Pressure, Total Pressure hay FFU ESP.

7.3. Xác định điểm làm việc

Ví dụ yêu cầu:

Trên đường đặc tính FFU phù hợp, tìm giao điểm tương ứng với 600 m³/h và 125 Pa.

Kiểm tra điểm đó có nằm trong phạm vi vận hành được nhà sản xuất cho phép hay không.

7.4. Kiểm tra tốc độ và điện năng

Sau khi xác định điểm làm việc, tiếp tục đối chiếu:

• Tốc độ động cơ.
• Công suất điện đầu vào.
• Dòng điện.
• Độ ồn.
• Khả năng điều khiển.
• Điều kiện giới hạn.

7.5. Chỉ có lưu lượng tối đa có đủ không?

Không.

Lưu lượng cực đại có thể được đo ở trở lực rất thấp và không đại diện cho điều kiện lắp đặt thực tế.

8. HEPA H13 Và H14 Ảnh Hưởng Đến Lựa Chọn FFU Thế Nào?

Bộ lọc HEPA tạo tổn thất áp suất khi dòng khí đi qua vật liệu.

Tổn thất này phụ thuộc loại vật liệu, diện tích lọc, cấu trúc nếp gấp và lưu lượng.

8.1. H14 có luôn chênh áp cao hơn H13?

Không nhất thiết. Cần so sánh đúng datasheet ở cùng lưu lượng.

8.2. Nếu thay HEPA có trở lực cao hơn

Khi bộ lọc mới có chênh áp tăng, điểm làm việc của FFU có thể thay đổi.

Nếu quạt không đủ khả năng bù áp suất, lưu lượng cấp có thể giảm.

8.3. Ví dụ trở lực tăng

Giả sử bộ lọc cũ có chênh áp 110 Pa và bộ lọc mới có chênh áp 170 Pa tại cùng lưu lượng.

Nếu dữ liệu FFU ban đầu bao gồm bộ lọc cũ, cần đánh giá khả năng vận hành của cụm với trở lực tăng thêm này.

Không thể giữ nguyên đường đặc tính cụm cũ mà bỏ qua sự thay đổi của HEPA.

8.4. Kiểm tra chứng chỉ

Cần xác nhận bộ lọc mới đáp ứng cấp hiệu suất được yêu cầu và phù hợp cấu trúc lắp đặt.

9. Chọn FFU Motor EC Hay AC Khi Cần ESP Cao?

Cả motor EC và AC đều có thể được thiết kế cho FFU có áp suất cao, tùy loại quạt.

9.1. EC có tự động bù áp suất không?

Không phải tất cả FFU motor EC đều có chức năng duy trì lưu lượng không đổi.

Phải xác nhận đặc tính bộ điều khiển và khả năng tăng tốc trong giới hạn motor.

9.2. Khi nào nên xem xét EC?

FFU EC phù hợp để đánh giá khi hệ thống chạy liên tục, cần điều khiển linh hoạt và tối ưu điện năng.

9.3. Nguyên tắc quyết định

Không chọn chỉ theo EC hay AC.

Hãy chọn FFU có đường đặc tính phù hợp ở điểm Q–ESP yêu cầu.

10. Dự Phòng ESP Khi Bộ Lọc Bám Bụi

Khi lọc trước hoặc HEPA tích tụ bụi, trở lực thường tăng theo thời gian.

Nếu FFU chỉ vừa đủ khả năng ở trạng thái lọc mới, lưu lượng có thể giảm khi trở lực tăng.

10.1. Trường hợp lọc trước ngoài FFU

Cần xem xét trở lực đầu kỳ và giới hạn thay lọc trước.

Nếu lọc trước tăng từ 35 Pa lên 85 Pa tại cùng lưu lượng:

Cột áp ngoài của đường khí sẽ tăng tương ứng nếu các thành phần khác không đổi.

10.2. Trường hợp HEPA nằm trong FFU

Nếu HEPA là thành phần đã được tính trong đặc tính cụm, cần sử dụng đường đặc tính ở trạng thái lọc đã tăng trở lực hoặc dữ liệu dự phòng của nhà sản xuất.

Không đơn giản cộng thêm trở lực HEPA vào ESP bên ngoài rồi vẫn sử dụng đường đặc tính cụm ở trạng thái lọc mới.

10.3. Điều kiện cuối kỳ

Đối với hệ thống cần duy trì lưu lượng ổn định, nên xác minh khả năng FFU tại giới hạn chênh áp đã thiết kế cho các cấp lọc.

11. Những Sai Lầm Khi Chọn FFU Theo Cột Áp

11.1. Chỉ chọn theo lưu lượng danh nghĩa

Không xác nhận cột áp tại lưu lượng yêu cầu.

11.2. Nhầm ESP với cột áp tối đa

Chọn quạt theo áp suất cực đại nhưng không kiểm tra fan curve.

11.3. Cộng trùng chênh áp HEPA

HEPA đã nằm trong đường đặc tính cụm nhưng vẫn cộng thêm vào ESP.

11.4. Bỏ qua lọc trước

Không tính lọc trước nằm ngoài phạm vi thiết bị.

11.5. Chỉ tính khi HEPA mới

Không xác minh khả năng vận hành khi bộ lọc tăng trở lực.

11.6. Không kiểm tra tốc độ và công suất

FFU có thể đạt mục tiêu nhưng vận hành gần giới hạn motor.

11.7. Cho rằng motor EC luôn đủ áp hơn AC

Khả năng tạo áp suất phụ thuộc cấu hình quạt và đường đặc tính.

11.8. Không xác nhận điều kiện đo

So sánh các model ở những cấu hình lọc hoặc tiêu chuẩn đo khác nhau.

12. Quy Trình Chọn FFU Theo Cột Áp Ngoài Trong 10 Bước

13. Checklist 18 Thông Số Khi Yêu Cầu Báo Giá FFU

Bảng trên có thể được sử dụng làm phiếu yêu cầu kỹ thuật khi gửi nhà cung cấp để báo giá FFU theo điều kiện thực tế.

14. Câu Hỏi Thường Gặp Về Cột Áp Ngoài FFU

15. Tư Vấn Lựa Chọn FFU Theo Cột Áp Từ VIETPHAT

CÔNG TY CỔ PHẦN KỸ THUẬT VIỆT PHÁT – VIETPHAT cung cấp các giải pháp lọc không khí, thiết bị và phụ tùng cho hệ thống HVAC, AHU, PAU, FFU, HEPA Box và phòng sạch.

VIETPHAT hướng đến việc lựa chọn FFU dựa trên yêu cầu lưu lượng, áp suất, hiệu suất lọc và điều kiện lắp đặt thực tế.

15.1. Những thông số cần đối chiếu

• Lưu lượng thiết kế mỗi FFU.
• ESP tại lưu lượng yêu cầu.
• Đường đặc tính quạt/cụm FFU.
• Hiệu suất HEPA H13/H14.
• Chênh áp HEPA ban đầu và cuối kỳ.
• Motor EC hoặc AC.
• Công suất điện và độ ồn.
• Kích thước, khung lắp và phương pháp làm kín.

15.2. Thông tin khách hàng nên gửi

• Bản vẽ thiết kế phòng sạch.
• Số lượng FFU cần sử dụng.
• Kích thước trần và FFU.
• Lưu lượng và ESP mục tiêu.
• Loại HEPA và datasheet.
• Cấu hình plenum, lọc trước, đường gió.
• Yêu cầu điều khiển và nghiệm thu.

16. Kết Luận

Chọn FFU theo cột áp ngoài phải dựa trên điểm làm việc lưu lượng – áp suất, không chỉ dựa vào cột áp tối đa hoặc lưu lượng danh nghĩa.

Muốn lựa chọn chính xác, cần phân biệt rõ trở lực HEPA đã được tính trong FFU hay chưa, xác định tổn thất hệ thống và kiểm tra đường đặc tính thiết bị.

Đồng thời cần đánh giá khả năng vận hành khi bộ lọc tăng trở lực, công suất điện và những điều kiện nghiệm thu của phòng sạch.

VIETPHAT khuyến nghị khách hàng yêu cầu nhà cung cấp xác nhận lưu lượng thực tế tại ESP yêu cầu, với đúng loại HEPA và cấu hình FFU được sử dụng trong dự án.