การฟอกอากาศ (Clean) วิศวกรรมเครื่องปรับอากาศ ตัวกรองอากาศ

การฟอกอากาศ (Clean) วิศวกรรมเครื่องปรับอากาศ ตัวกรองอากาศเป็นจุดเชื่อมโยงที่สำคัญมาก ซึ่งจะกำหนดคุณสมบัติของโครงการฟอกอากาศโดยตรง เรียกได้ว่าเป็นงานหลักของโครงการฟอกอากาศเลยก็ว่าได้
มาตรฐานการออกแบบสำหรับห้องปฏิบัติการที่สะอาดในอุตสาหกรรมยา (GB50457-2019); “ข้อกำหนดการออกแบบสำหรับห้องปฏิบัติการที่สะอาดในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์” (GB50472-2008); “ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการก่อสร้างแผนกศัลยกรรมที่สะอาดของโรงพยาบาล” (GB50333-2013) และข้อกำหนดการออกแบบอุตสาหกรรมอื่นๆ ยังมีข้อกำหนดพิเศษเกี่ยวกับความเข้มข้นของอนุภาคแขวนลอยในอากาศในห้องสะอาด (ห้องผ่าตัด) อีกด้วย

จะเห็นได้ว่าความเข้มข้นของอนุภาคแขวนลอยในอากาศมีผลกระทบสำคัญต่อห้องปลอดเชื้อ

ดังนั้นในโครงการฟอกอากาศและปรับอากาศ เราใช้มาตรการใดในการควบคุมความเข้มข้นของอนุภาคแขวนลอยในอากาศ และจะควบคุมผลทีละขั้นตอนได้อย่างไร มาตรการนี้แยกไม่ออกจากตัวกรองอากาศที่เราจะพูดถึงในวันนี้

ในโครงการฟอกอากาศ อากาศส่วนใหญ่จะผ่านตัวกรองประสิทธิภาพหยาบ (หลัก) และตัวกรองประสิทธิภาพปานกลางในเครื่องปรับอากาศรวม จากนั้นจึงถูกส่งไปยังห้องปลอดเชื้อผ่านตัวกรองประสิทธิภาพสูงที่ปลายท่อระบายอากาศ ผ่านการกรองทั้งสามระดับนี้ อากาศสามารถกรองอนุภาคขนาดใหญ่กว่า 0.5 ไมโครเมตรได้มากที่สุด

สำหรับห้องสะอาดที่มีความต้องการความสะอาดสูง มักมีการติดตั้งตัวกรองประสิทธิภาพต่ำกว่ามาตรฐานในเครื่องปรับอากาศแบบรวม เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดในการกรองที่แม่นยำยิ่งขึ้น

แล้วกรองอากาศทำหน้าที่กรองอะไร?

คุณลักษณะของตัวกรองอากาศ เช่น ความเร็วพื้นผิว ความเร็วในการกรอง ประสิทธิภาพ การส่งผ่าน ความต้านทาน และความสามารถในการกักเก็บฝุ่น เป็นต้น

ความเร็วพื้นผิวหมายถึงความเร็วของการไหลของอากาศ (ม./วินาที) บนส่วนของตัวกรอง ซึ่งสะท้อนถึงความสามารถของวัสดุตัวกรองในการผ่านการไหลของอากาศ โดยทั่วไปจะกำหนดโดยตัวแยกแยะ: u=Q/(Fx3600)

โดยที่ u คือความเร็วพื้นผิวตัวกรอง (m/s); Q คือปริมาตรอากาศที่ผ่านตัวกรอง (m³/s); F คือพื้นที่หน้าตัดของตัวกรอง (㎡)

ความเร็วในการกรองหมายถึงความเร็วของการไหลของอากาศเหนือพื้นที่ของวัสดุกรอง (ซม./วินาที) ซึ่งสะท้อนถึงความสามารถของวัสดุกรองในการผ่านการไหลของอากาศ โดยทั่วไปจะกำหนดโดยตัวแยกแยะ: V=0.028Q/f

โดยที่ V คือความเร็วของตัวกรอง (ซม./วินาที) และ f คือพื้นที่สุทธิของวัสดุตัวกรอง (㎡) คุณลักษณะนี้เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการตัดสินตัวกรอง โดยทั่วไปแล้ว ความเร็วในการกรองของตัวกรองประสิทธิภาพสูงและประสิทธิภาพสูงพิเศษที่เรามักพูดถึงคือ 2-3ซม./วินาที และความเร็วในการกรองของตัวกรองประสิทธิภาพต่ำกว่าคือ 5-7ซม./วินาที

----------------------------ประสิทธิภาพของตัวกรองแบ่งออกเป็นประสิทธิภาพน้ำหนักและประสิทธิภาพการนับ----------------------------

 

เมื่อความเข้มข้นของฝุ่นของก๊าซที่กรองขึ้นอยู่กับความเข้มข้นตามน้ำหนัก จะเป็นประสิทธิภาพตามน้ำหนัก เมื่อความเข้มข้นของฝุ่นของก๊าซที่กรองแสดงอยู่ในความเข้มข้นในการนับ จะเป็นประสิทธิภาพการนับ

การแสดงออกทั่วไปของประสิทธิภาพการนับคือ: n=(N1-N2)/N1=1-N1/N2

โดย N1 และ N2 คือความเข้มข้นของอนุภาคฝุ่น (อนุภาค/ลิตร) ในกระแสอากาศที่ทางเข้าและทางออกของตัวกรอง

สิ่งที่สอดคล้องกับประสิทธิภาพการกรองคือ ค่าการส่งผ่าน

นิพจน์คือ: K=N2/N1=(1-n)x100%

K คือค่าการส่งผ่านของตัวกรอง ตามชื่อ ค่าการส่งผ่านหมายถึงอัตราที่อนุภาคฝุ่นผ่านตัวกรอง

 

----------------------------ความต้านทานของตัวกรอง----------------------------

ตัวกรองมีค่าความต้านทาน ในโครงการจริง เราจะตรวจสอบค่าความต้านทานของตัวกรองเพื่อตัดสินใจว่าควรเปลี่ยนตัวกรองหรือไม่ ถือได้ว่าเป็นพื้นฐานของพารามิเตอร์ที่สำคัญมาก
ค่าความต้านทานของแผ่นกรองประกอบด้วยค่าความต้านทานของวัสดุแผ่นกรองและค่าความต้านทานของโครงสร้างแผ่นกรอง โดยทั่วไปจะมีค่าดังนี้

P=P1+P2=CV(กำลังเดือน)

พี1=เอวี

P2=Bu(กำลังที่ n)

โดย P1 คือความต้านทานของวัสดุกรอง △P2 คือความต้านทานโครงสร้างของตัวกรอง V คือความเร็วในการกรอง u คือความเร็วพื้นผิว P คือความต้านทานรวมของตัวกรอง A, B, C, n และ m คือค่าสัมประสิทธิ์

จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าความต้านทานของวัสดุกรองเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความเร็วการกรอง และความต้านทานรวมมีความสัมพันธ์แบบเลขชี้กำลังกับความเร็วการกรอง

 

----------------------------ความจุในการเก็บฝุ่น----------------------------

โดยปกติแล้ว เราจะรับน้ำหนักของฝุ่นละอองที่เกาะบนตัวกรองเมื่อตัวกรองทำงานถึงค่าความต้านทานขั้นสุดท้าย (โดยมากจะเป็น 2 เท่าของค่าความต้านทานเริ่มต้น) เป็นค่าความสามารถในการกักเก็บฝุ่นของตัวกรอง

ในโครงการจริง การเลือกความต้านทานขั้นสุดท้ายของตัวกรองจะต้องพิจารณาจากลักษณะของโครงการและการเปรียบเทียบทางเทคนิคและเศรษฐกิจ สำหรับโครงการเดียวกันการฟอกอากาศ (Clean) วิศวกรรมเครื่องปรับอากาศ ตัวกรองอากาศหากค่าความต้านทานสุดท้ายที่เลือกไว้สูง ความสามารถในการเก็บฝุ่นก็จะสูง หากตัวกรองเดียวกันมีขนาดต่างกัน ความสามารถในการเก็บฝุ่นก็จะแตกต่างกันด้วย

ในการออกแบบทางวิศวกรรมจริง สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าจะเลือกค่าความต้านทานสุดท้ายของตัวกรองให้ถูกต้องได้อย่างไร

โดยปกติเมื่อนักออกแบบออกแบบ ค่าที่แนะนำสำหรับความต้านทานเริ่มต้นและสุดท้ายของตัวกรองจะเป็นดังนี้:

ตัวกรองหยาบ (G4): ความต้านทานเริ่มต้น น้อยกว่าหรือเท่ากับ 50pa, ความต้านทานสุดท้าย น้อยกว่าหรือเท่ากับ 100pa

ตัวกรองประสิทธิภาพปานกลาง (F8): ความต้านทานเริ่มต้น น้อยกว่าหรือเท่ากับ 120pa, ความต้านทานสุดท้าย น้อยกว่าหรือเท่ากับ 250pa

ตัวกรองประสิทธิภาพสูง (H14): ความต้านทานเริ่มต้น น้อยกว่าหรือเท่ากับ 220pa, ความต้านทานสุดท้าย น้อยกว่าหรือเท่ากับ 450pa

อายุการใช้งานของแผ่นกรองอากาศ: เวลาที่ใช้เพื่อให้แผ่นกรองอากาศถึงความสามารถในการเก็บฝุ่นที่กำหนดไว้คืออายุการใช้งานของแผ่นกรองอากาศ

เมื่อตัวกรองถึงความสามารถในการเก็บฝุ่นที่กำหนดไว้แล้ว ตัวกรองแบบหยาบไม่ทอและตัวกรองประสิทธิภาพปานกลางสามารถทำความสะอาดได้ (ยกเว้นการทดลองด้านความปลอดภัยทางชีวภาพ) สามารถใช้ซ้ำได้โดยไม่เกิดความเสียหายหลังจากการทำให้แห้ง ตัวกรองประสิทธิภาพสูงและตัวกรองประสิทธิภาพต่ำกว่ามาตรฐานจะไม่เป็นที่ยอมรับ และจะต้องเปลี่ยนใหม่

การแสดงออกของอายุการใช้งานคือ: T=P/(N1x10(-3rd power)Qtn)

โดย T คือ อายุการใช้งานของตัวกรอง (d); P คือ ความสามารถในการกักเก็บฝุ่นของตัวกรอง (g); N1 คือ ความเข้มข้นของฝุ่นในอากาศด้านหน้าตัวกรอง (mg/m³); Q คือ ปริมาตรอากาศของตัวกรอง (m³/ชม.); t คือ เวลาทำงานของตัวกรองในหนึ่งวัน (ชม.); n คือ ประสิทธิภาพการชั่งน้ำหนักของตัวกรอง

ในโครงการจริง เนื่องจากความไม่แน่นอนและความไม่สม่ำเสมอของพารามิเตอร์หลายตัว จึงทำให้ยากต่อการวัดอายุการใช้งานของตัวกรองเพื่อเปลี่ยนตัวกรองและทำความสะอาดเวลา ดังนั้น จึงมักใช้เครื่องตรวจจับความแตกต่างของแรงดันของตัวกรองเพื่อตรวจจับว่าค่าความต้านทานของตัวกรองถึงค่าความต้านทานสุดท้ายที่ออกแบบไว้หรือไม่ เพื่อกำหนดพื้นฐานสำหรับการเปลี่ยนตัวกรองและทำความสะอาด
นอกจากนี้ เมื่อปริมาณอากาศในห้องคลีนรูมลดลง ความสะอาดลดลง และความเข้มข้นของแบคทีเรียที่มีชีวิตเกินมาตรฐาน ควรทำความสะอาดตัวกรองประสิทธิภาพหยาบและประสิทธิภาพปานกลางทันเวลา และเปลี่ยนตัวกรองประสิทธิภาพสูง

 

คำสำคัญ: การระบายอากาศ|การไหลเวียนของอากาศบริสุทธิ์|ตัวกรองเตาเผาการไหลเวียนของอากาศ|ไอคอนการไหลเวียนของอากาศ|ราคาเครื่องวัดการไหลของอากาศ|อากาศไหลบริสุทธิ์