Primerjava varčevanja z energijo med ventilatorsko filtrirno enoto FFU za dovod zraka in tradicionalnim sistemom za dovod zraka v omarico

To je zelo bistven in praktičen problem. Primerjava-varčevanja z energijo med sistemom za dovod zraka ventilatorske filtrirne enote FFU in tradicionalnim sistemom za dovod zraka v kabine je ključnega pomena pri oblikovanju sodobne čiste sobe.
Na splošno ima inteligentni skupinski krmilni sistem FFU, ki uporablja motorje na enosmerni tok (motorji EC), veliko boljšo dolgoročno-energijsko učinkovitost kot tradicionalni sistemi vetrnih omar v veliki večini srednje velikih do velikih aplikacij z visoko stopnjo čistoče. Sledi podrobna primerjalna analiza:

• Preseganje prednosti-varčevanja z energijo pri odpornosti sistema (FFU zmaga) je najpomembnejša in temeljna prednost -prihranka energije sistemov FFU.
• Tradicionalni sistem vetrne komore: Ventilator mora zagotoviti zadostno tlačno višino (statični tlak), da premaga upor celotnega sistema, vključno z:
• Odpornost same klimatske naprave.
• Odpornost proti trenju več deset ali celo sto metrov dolgih kanalov za dovod zraka.
• Lokalni upor neštetih zavojev, T-cev, reduktorjev in blažilnikov na cevovodih.
• Končna odpornost filtra z visoko-učinkovitostjo.
• Zaključek: Velika količina energije se porabi za premagovanje trenja v cevovodu, namesto da bi se neposredno porabila za dovod zraka.
• FFU sistem:
• Skoraj odpravljen kanal za dovod zraka. Enota za ravnanje s svežim zrakom (MAU) mora poslati samo obdelan svež zrak v škatlo s statičnim tlakom na stropu, zahtevana tlačna višina pa je zelo nizka (običajno le 250-400 Pa).
• FFU je opremljen z lastnim ventilatorjem, ki mora premagati samo upor visoko-učinkovitega filtra (HEPA/ULPA) (začetni upor je približno 100–150 Pa, končni upor je približno 250–300 Pa).
• Zaključek: energija se učinkovito in neposredno uporablja za potiskanje zraka skozi filtre, s čimer se izognemo znatnim izgubam pri transportu po cevovodih.
• Prednost varčevanja z energijo pri delovanju z delno obremenitvijo (FFU zmaga), saj čisti prostor večino časa ne deluje pri največji obremenitvi.
• Tradicionalni sistem vetrne omare: tudi če je proizvodna oprema delno ustavljena in upor filtra ne doseže največje vrednosti, centralna vetrna turbina še vedno deluje s fiksno hitrostjo. Za uravnavanje količine zraka se navadno izvede z zapiranjem zračnega ventila, kar dejansko poveča upor za zmanjšanje količine zraka in je izjemno potraten način regulacije dušenja.
• Sistem FFU: sprejme pretvorbo frekvence + strategijo skupinskega nadzora.
• Zakoni afinitete: Poraba energije ventilatorja je sorazmerna s tretjo potenco njegove vrtilne hitrosti (moč ∝ vrtilna hitrost ³).
• Ko se upor filtra z uporabo poveča, FFU samodejno rahlo poveča hitrost, da ohrani konstanten volumen zraka, poraba energije pa se bo počasi povečala.
• Ko se povpraševanje po proizvodnji zmanjša (na primer ponoči ali ob vikendih) ali ko se povpraševanje po svežem zraku zmanjša, lahko skupinski nadzorni sistem zmanjša skupno hitrost vseh FFU-jev. Rahlo zmanjšanje hitrosti vrtenja bo povzročilo znatno zmanjšanje porabe energije.
• Zaključek: Sistem FFU dosega izjemno visoko učinkovitost delovanja z regulacijo vrtljajev pri delnih obremenitvah, medtem ko imajo tradicionalni sistemi učinkovitost pri delnih obremenitvah še nižjo.
• Prednosti varčevanja z energijo pri učinkovitosti motorja in toplotni obremenitvi (FFU zmaga)
• Učinkovitost motorja: Učinkovitost EC motorjev je veliko višja od učinkovitosti tradicionalnih AC motorjev, zlasti pri delnih obremenitvah, z očitnejšimi prednostmi.
• Toplotna obremenitev: Toplota, ki jo ustvarijo EC motorji, je veliko nižja kot pri izmeničnih motorjih. Razpršena razporeditev FFU zagotavlja, da se toplota enakomerno razprši in zračni tok zlahka odnese. Vendar pa veliki motorji na izmenični tok in njihova pogonska oprema v tradicionalnih vetrnih omarah ustvarjajo koncentrirano toploto, ki postane pomemben notranji vir toplote v čistih prostorih in zahteva dodatno hladilno zmogljivost klimatske naprave, da jo izravna, kar povzroči izgubo sekundarne energije.

• Ob predpostavki čistega prostora razreda 10000 je zahtevana prostornina dovoda zraka 500000 kubičnih metrov na uro.
• Načrt A: Tradicionalni sistem vetrne kabine
• Skupna tlačna višina sistema zahteva približno 1000 Pa (od tega se približno 700 Pa porabi za premagovanje upora cevovoda).
• Skupna moč ventilatorja: 110 kW (skupni izkoristek ventilatorja in motorja).
• Letna poraba električne energije (pri 100% obremenitvi, delovanje skozi vse leto): 110 kW × 24 × 365=963600 kWh električne energije
• Možnost B: Inteligentni sistem EC-FFU
• MAU zahteva tlačno višino le 350 Pa (premage samo klimatsko napravo in kanal svežega zraka).
• Skupno število FFU-jev: 500 enot, s prostornino obdelovalnega zraka ene enote 1000 m³/h.
• FFU povprečna delovna poraba energije: 0,12 kW/enoto (viso-učinkovit EC motor, ki deluje pri optimizirani hitrosti).
• Skupna moč FFU: 500 × 0.12=60kW
• MAU moč ventilatorja: 15 kW
• Skupna moč sistema: 60+15=75kW
• Letna poraba električne energije: 75 kW × 24 × 365=657000 kWh
• Letni prihranek energije: 963600-657000=306600 kWh
• Stopnja varčevanja z energijo: (306600/963600) × 100 % ≈ 31,8 %
• Preračunano na 1 juan na kilovatno uro lahko letno prihrani približno 300.000 juanov pri računih za elektriko. Začetna naložba v sistem FFU se lahko povrne v nekaj letih s prihranki stroškov električne energije.