Energiebesparende vergelijking tussen de luchttoevoer van de FFU-ventilatorfilterunit en het traditionele kastluchttoevoersysteem

Dit is een zeer fundamenteel en praktisch probleem. De energiebesparende vergelijking tussen het luchttoevoersysteem van de FFU-ventilatorfiltratie-eenheid en het traditionele luchttoevoersysteem in een kast is een belangrijke overweging bij het ontwerpen van moderne cleanrooms.
Over het geheel genomen heeft het intelligente FFU-systeem voor groepsbesturing dat gebruikmaakt van DC-motoren (EC-motoren) een veel betere energie-efficiëntie op de lange- termijn dan traditionele windkastsystemen in de overgrote meerderheid van middelgrote tot grote toepassingen met hoge zuiverheid. Het volgende is een gedetailleerde vergelijkende analyse:

• Het overwinnen van het energiebesparende voordeel in systeemweerstand (FFU-overwinningen) is het belangrijkste en fundamentele energiebesparende voordeel van FFU-systemen.
• Traditioneel windkastsysteem: De ventilator moet voldoende drukhoogte (statische druk) leveren om de weerstand van het hele systeem te overwinnen, inclusief:
• Weerstand van de luchtbehandelingskast zelf.
• Wrijvingsweerstand van luchttoevoerkanalen van tientallen of zelfs honderden meters lang.
• Lokale weerstand van talloze bochten, T-stukken, verloopstukken en dempers op pijpleidingen.
• Eindweerstand van hoog-efficiëntiefilter.
• Conclusie: Er wordt een grote hoeveelheid energie verspild aan het overwinnen van pijpleidingwrijving in plaats van direct te worden gebruikt voor luchttoevoer.
• FFU-systeem:
• Bijna het luchttoevoerkanaal geëlimineerd. De verse luchtbehandelingsunit (MAU) hoeft de verwerkte verse lucht alleen maar naar de statische drukkast aan het plafond te sturen, en de vereiste drukhoogte is zeer laag (meestal slechts 250-400 Pa).
• FFU wordt geleverd met een eigen ventilator, die alleen de weerstand van het hoog{0}}efficiëntiefilter (HEPA/ULPA) hoeft te overwinnen (aanvankelijke weerstand is ongeveer 100-150 Pa, uiteindelijke weerstand is ongeveer 250-300 Pa).
• Conclusie: Energie wordt efficiënt en direct gebruikt om lucht door filters te duwen, waardoor aanzienlijke verliezen bij transport via pijpleidingen worden vermeden.
• Energiebesparend voordeel bij gedeeltelijke belasting (FFU wint), omdat de cleanroom het grootste deel van de tijd niet op maximale belasting werkt.
• Traditioneel windkastsysteem: Zelfs als de productieapparatuur gedeeltelijk wordt uitgeschakeld en de filterweerstand niet de maximale waarde bereikt, draait de centrale windturbine nog steeds op een vaste snelheid. Om het luchtvolume te regelen, wordt dit meestal gedaan door de luchtklep te sluiten, wat feitelijk de weerstand verhoogt om het luchtvolume te verminderen, en dit is een uiterst verspillende methode voor het regelen van de smoring.
• FFU-systeem: keurt frequentieomzetting + groepsbesturingsstrategie goed.
• Affiniteitswetten: Het energieverbruik van een ventilator is evenredig met de derde macht van zijn rotatiesnelheid (vermogen ∝ rotatiesnelheid ³).
• Wanneer de weerstand van het filter toeneemt bij gebruik, zal de FFU automatisch de snelheid iets verhogen om een ​​constant luchtvolume te behouden, en zal het stroomverbruik langzaam toenemen.
• Wanneer de productievraag afneemt (zoals 's nachts of in het weekend), of wanneer de vraag naar frisse lucht afneemt, kan het groepsbesturingssysteem de algehele snelheid van alle FFU's verlagen. Een kleine afname van de rotatiesnelheid zal resulteren in een aanzienlijke vermindering van het energieverbruik.
• Conclusie: Het FFU-systeem bereikt een extreem hoog bedrijfsrendement door snelheidsregeling bij deellast, terwijl traditionele systemen een nog lager rendement hebben bij deellast.
• Energiebesparende voordelen op het gebied van motorefficiëntie en thermische belasting (FFU-overwinningen)
• Motorefficiëntie: De efficiëntie van EC-motoren is veel hoger dan die van traditionele AC-motoren, vooral bij deellast, met duidelijkere voordelen.
• Warmtebelasting: De warmte die door EC-motoren wordt gegenereerd, is veel lager dan die van AC-motoren. De verspreide opstelling van FFU zorgt ervoor dat de warmte gelijkmatig wordt verspreid en gemakkelijk wordt afgevoerd door de luchtstroom. De grote AC-motoren en hun aandrijfapparatuur in traditionele windkasten genereren echter geconcentreerde warmte, die een belangrijke interne warmtebron wordt in cleanrooms en waarvoor extra koelcapaciteit van de airconditioning nodig is om dit te compenseren, wat resulteert in verspilling van secundaire energie.

• Uitgaande van een cleanroom van klasse 10000 bedraagt ​​het vereiste luchttoevoervolume 500.000 kubieke meter per uur.
• Plan A: Traditioneel windkastsysteem
• De totale drukhoogte van het systeem vereist ongeveer 1000 Pa (waarvan ongeveer 700 Pa wordt gebruikt om de pijpleidingweerstand te overwinnen).
• Totaal ventilatorvermogen: 110 kW (gecombineerd rendement van ventilator en motor).
• Jaarlijks elektriciteitsverbruik (bij 100% belasting, het hele jaar door in bedrijf): 110 kW × 24 × 365=963600 kWh elektriciteit
• Optie B: Intelligent EC-FFU-systeem
• MAU vereist een drukhoogte van slechts 350 Pa (waarbij de airconditioning zelf en het verseluchtkanaal worden overwonnen).
• Totaal aantal FFU's: 500 eenheden, met een verwerkingsluchtvolume van één eenheid van 1000 m³/u.
• Gemiddeld stroomverbruik FFU: 0,12 kW/eenheid (EC-motor met hoog-rendement, werkt op geoptimaliseerde snelheid).
• Totaal FFU-vermogen: 500 × 0.12=60kW
• MAU-ventilatorvermogen: 15 kW
• Totaal systeemvermogen: 60+15=75kW
• Jaarlijks elektriciteitsverbruik: 75 kW × 24 × 365=657000 kWh
• Jaarlijkse energiebesparing: 963600-657000=306600 kWh
• Energiebesparingspercentage: (306600/963600) × 100% ≈ 31,8%
• Berekend op 1 yuan per kilowattuur, kan dit jaarlijks ongeveer 300.000 yuan aan elektriciteitsrekeningen besparen. De initiële investering van het FFU-systeem kan binnen een paar jaar worden terugverdiend door besparingen op de elektriciteitskosten.