Chúng ta đều hiểu rằng thiết kế 1 hệ thống HVAC hoàn chỉnh và đạt hiệu quả trong phòng sạch là không hề đơn giản với cả các chuyên gia kinh nghiệm đầy mình chứ chưa nói đến những kỹ thuật viên mới ra trường.
Bởi lẽ sẽ có những vấn đề mà chúng ta bỏ sót ở đâu đó khi thiết kế, khi thi công hoặc đơn giản là khi lắp đặt gặp phải vấn đề do đơn vị thi công trước để lại. Chính vì thế, ta cần nắm rõ những yếu tố quan trọng nhất, những thứ bắt buộc không được phép quên, để đỡ tốn thời gian và công sức. Bài viết dưới đây sẽ làm rõ hơn những nội dung trên về HVAC mà những người làm việc trong phòng sạch và thiết kế hệ thống HVAC phải nắm rõ.
Tất nhiên rồi, hệ thống HVAC là trái tim của 1 phòng sạch. Mặc dù nhiều khách hàng không hào hứng lắm khi nhắc đến HVAC nhưng vai trò trung tâm của nó không thể bị bỏ qua. HVAC thực sự là hệ thống phức tạp và quan trọng nhất của 1 cơ sở phòng sạch bởi HVAC chịu trách nhiệm kiểm soát độ sạch của không khí, nhiệt độ, độ ẩm và áp suất. Mục đích của bài viết này là để đơn giản hóa khái niệm HVAC trong phòng sạch, tạo điều kiện cho những cuộc trao đổi với nhà cung cấp thiết bị phòng sạch của bạn trong những dự án tiếp theo.
Đầu tiên, HVAC trong phòng sạch là gì?
HVAC là viết tắt của Heating, Ventilation và Air Conditioning; nghĩa là hệ thống Sưởi, thông gió và điều hòa không khí. Đây là 1 thuật ngữ thông dụng thể hiện sự thoái trong môi trường trong nhà với không khí chất lượng được kiểm soát (thay đổi không khí, nhiệt độ, độ ẩm mỗi giờ).
Hệ thống HVAC thông thường và HVAC trong phòng sạch
Tương tự với HVAC tiêu chuẩn, HVAC của phòng sạch kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm với các mức độ chính xác khác nhau để tạo ra một môi trường thoải mái. Cùng với nó, HVAC trong phòng sạch khác biệt ở chỗ chúng tăng cường cung cấp không khí, luồng khí bằng các bộ lọc hiệu quả cao. Việc tăng cường trao đổi không khí mang lại nhiều thay đổi không khí mỗi giờ bằng việc liên tục lọc không khí nhiều lần thông qua các bộ lọc HEPA. Để so sánh, 1 hệ thống HVAC thông thường sẽ thay đổi từ 2 đến 4 lần không khí mỗi giờ, trong khí đó, không khí trong phòng sạch có thể thay đổi từ 15 đến 250 lần, thậm chí nhiều hơn.
Thiết kế hệ thống HVAC phòng sạch đòi hỏi kiến thức về các quy định, hướng dẫn mức độ sạch, luồng không khí, áp suất phòng, kiểm soát nhiệt độ, kiểm soát độ ẩm và tính toán các quy trình diễn ra bên trong.
Các ống thông gió cũng khác nhau và đòi hỏi hiểu biết về kỹ thuật của nhân viên vận hành. HVAC cũng phải duy trì chênh lệch áp suất phù hợp để ngăn không khí rò rỉ từ vùng kém sạch sang vùng sạch hơn.
Hệ thống HVAC so với đơn vị HVAC
Mọi người thường nhầm lẫn giữa các hệ thống HVAC và các đơn vị xử lý không khí HVAC (AHU). Bộ xử lý không khí đơn giản là lớp vỏ mà trong đó, không khí được làm nóng, lọc và làm mát. Nó bao gồm các cuộn làm mát DX, cuộn nước lạnh, cuộn nước nóng hoặc cuộn nhiệt điện và máy tạo độ ẩm. Đúng như tên gọi, 1 hệ thống HVAC bao gồm bộ xử lý không khí, hệ thống ống dẫn, bộ khuếch tán, bộ lọc HEPA, bộ hoàn lưu khí và hệ thống giám sát - điều khiển.
Một bộ xử lý không khí (thường được gọi là HVAC) là 1 bộ phận của hệ thống HVAC trong phòng sạch
Chọn và thiết kế hệ thống phù hợp
Thiết kế của 1 hệ thống HVAC phụ thuộc vào tiêu chuẩn của phòng sạch cần lắp đặt (có thể theo tiêu chuẩn ISO) và các yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm và chênh lệch áp suất. Những điều kiện này được quyết định bởi những yêu cầu về hoạt động sẽ diễn ra trong phòng sạch và sự thoải mái của các nhân viên sẽ làm việc ở trong phòng.
Lưu lượng không khí
Câu hỏi đầu tiên mà nhà cung cấp hoặc sản xuất thiết bị cho phòng sạch của bạn sẽ hỏi là bạn cần bao nhiêu lượt thay đổi không khí trong phòng mỗi giờ để tính lưu lượng không khí cần thiết (CFM: feet khối mỗi phút). Đây là câu hỏi không dễ trả lời.
Chắc chắn là việc tính toán lượng không khí thay đổi mỗi giờ có thể thực hiện dễ dàng bằng các công cụ trên internet - nhưng hãy nhớ rằng chúng chỉ là con số ước tính. Trong thực tế, nhiều dữ liệu phải được thu thập bởi các kỹ sư HVAC để tính toán được CFM thích hợp và chính xác nhất. Lý do tại sao CFM khó xác định là vì nó phải tính đến các yếu tố sau:
- Mức độ sạch của 1 phòng sạch phải giữ được (số hạt trên 1 khối không khí): thường được xác định bằng tiêu chuẩn của phòng sạch (ISO 5-6-7-8, GMP EU, PIC/S, WHO,....)
- Số lượng người làm việc trong phòng sạch: 70 đến 80 phần trăm ô nhiễm trong phòng sạch được tạo ra bởi các nhân viên vận hành, càng nhiều người thì càng bẩn và số lượng lượt trao đổi khí trong mỗi giờ càng nhiều càng tốt.
- Kích thước của phòng sạch và số lượng phòng bên trong.
- Thiết bị, đồ nội thất và vật tư bên trong phòng sạch vì chúng có thể tạo ra các hạt và gây ô nhiễm.
- Nền nhiệt.
- Hoạt động của người và vật đi ra và đi vào phòng sạch.
Áp suất dương sẽ khiến cho không khí đi ra khỏi phòng sạch thay vì đi vào. Áp suất của khu vực sạch sẽ cao hơn khu trung gian và áp suất của khu trung gian sẽ cao hơn khu hỗ trợ
Nhiệt độ và độ ẩm
Độ chính xác của nhiệt độ và độ ẩm tương đối (+/-) cũng là 1 yếu tố quan trọng khi thiết kế hệ thống HVAC.
Nhiệt do cả người sử dụng và thiết bị tạo ra phải được trung hòa bởi điều hòa không khí. Do đó, điều quan trọng là phải biết có bao nhiêu người sẽ làm việc trong phòng sạch, thiết bị tại chỗ và nhiệt lượng mà nó tạo ra (watt).
Ngoài ra, tùy thuộc vào hoạt động diễn ra trong phòng sạch, đôi khi việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm là rất quan trọng và phải chính xác đến ±0.25°C và ±2%.
Chênh lệch áp suất
Hầu hết các phòng sạch đều được giữ ở áp suất dương (trừ khi xử lý các sản phẩm độc hại thì phải được giữ ở áp suất âm). Điều này có nghĩa là không khí sẽ đi ra khỏi phòng thay vì hướng vào trong, do đó ngăn không khí chưa được lọc và các loại hạt thâm nhập vào trong phòng sạch. Hệ thống HVAC chịu trách nhiệm tạo ra các chênh lệch áp suất để giữ các tầng áp suất giữa các bộ phận của phòng sạch và bên ngoài phòng sạch.
Sự hiện diện của tủ hút hoặc tủ an toàn sinh học (BSC) phải được tính đến khi thiết kế hệ thống HVAC, vì 1 số BSC xả khí ra bên ngoài (thuốc độc hại hoặc hóa chất khác), làm mất cân bằng áp suất phòng. Để duy trì áp suất chính xác trong phòng sạch, lượng khí phải được bù bằng không khí tươi.
1 Bộ xử lý không khí được tùy chỉnh công suất 160.000BTU
Giới hạn không gian
Bộ xử lý không khí có thể được thiết kế để đứng theo chiều ngang hoặc chiều dọc. Nó cũng có thể được đặt trên sàn cạnh phòng sạch hoặc trên mái của phòng sạch.
Một lựa chọn khác là nhà cung cấp HVAC sẽ lắp ráp sẵn và vận chuyển toàn bộ thành 1 khối để lắp đặt hoàn chính. Một số nhà sản xuất cũng cung cấp khả năng lắp ráp tận nơi, điều này khá thú vị với những nơi có hạn chế về không gian. Để dễ bảo trì, một số thiết bị HVAC thậm chí còn được sản xuất sẵn trên thị trường.
Hy vọng rằng, những lời khuyên trên đây đã làm rõ vai trò quan trọng của HVAC trong bất kỳ phòng sạch nào và bạn sẽ tránh được bất kỳ thiệt hại đáng tiếc nào trong tương lai khi xây dựng 1 phòng sạch.
Nguồn: Rdmag.com
Nhiệt độ
