השוואה לחיסכון באנרגיה בין אספקת אוויר ליחידת מסנן מאוורר FFU לבין מערכת אספקת אוויר מסורתית בארון

זו בעיה מאוד מרכזית ומעשית. ההשוואה-לחיסכון באנרגיה בין מערכת אספקת האוויר של יחידת סינון מאוורר FFU לבין מערכת אספקת האוויר המסורתית בארון היא שיקול מרכזי בעיצוב מודרני של חדרים נקיים.
בסך הכל, מערכת FFU הבקרה הקבוצתית החכמה המשתמשת במנועי DC (מנועי EC) היא בעלת יעילות אנרגטית-לטווח ארוך טובה בהרבה ממערכות ארון רוח מסורתיות ברוב המכריע של יישומי ניקיון בינוניים עד גדולים, גבוהים. להלן ניתוח השוואתי מפורט:

• התגברות על יתרון-חיסכון באנרגיה בהתנגדות המערכת (FFU מנצחת) היא היתרון החיסכון-הבסיסי ביותר באנרגיה של מערכות FFU.
• מערכת ארון רוח מסורתית: המאוורר צריך לספק ראש לחץ מספיק (לחץ סטטי) כדי להתגבר על ההתנגדות של המערכת כולה, כולל:
• התנגדות של יחידת טיפול האוויר עצמה.
• התנגדות חיכוך של תעלות אספקת אוויר באורך עשרות ואף מאות מטרים.
• התנגדות מקומית של אינספור עיקולים, טי, מפחיתים ומדפרים על צינורות.
• התנגדות סופית של מסנן-ביעילות גבוהה.
• מסקנה: כמות גדולה של אנרגיה מבוזבזת על התגברות על חיכוך בצנרת במקום על שימוש ישיר לאספקת אוויר.
• מערכת FFU:
• כמעט חיסל את צינור אספקת האוויר. יחידת הטיפול באוויר הצח (MAU) צריכה לשלוח רק את האוויר הצח המעובד אל תיבת הלחץ הסטטי בתקרה, וראש הלחץ הנדרש נמוך מאוד (בדרך כלל רק 250-400Pa).
• FFU מגיע עם מאוורר משלו, שרק צריך להתגבר על ההתנגדות של המסנן היעיל-הגבוה (HEPA/ULPA) (ההתנגדות הראשונית היא בערך 100-150Pa, ההתנגדות הסופית היא בערך 250-300Pa).
• מסקנה: אנרגיה משמשת ביעילות וישירה לדחיפת אוויר דרך מסננים, תוך הימנעות מהפסדים משמעותיים בהובלת צינורות.
• יתרון חיסכון באנרגיה בהפעלת עומס חלקי (FFU מנצח), מכיוון שהחדר הנקי אינו פועל בעומס מרבי במשך רוב הזמן.
• מערכת ארון רוח מסורתית: גם אם ציוד הייצור מושבת חלקית והתנגדות המסנן אינה מגיעה לערך המקסימלי, טורבינת הרוח המרכזית עדיין פועלת במהירות קבועה. על מנת לווסת את נפח האוויר, הדבר נעשה לרוב על ידי סגירת שסתום האוויר, מה שלמעשה מגביר את ההתנגדות להפחתת נפח האוויר, וזו שיטת ויסות מצערת בזבזנית ביותר.
• מערכת FFU: מאמצת המרת תדר + אסטרטגיית בקרה קבוצתית.
• חוקי זיקה: צריכת החשמל של מאוורר פרופורציונלית לחזק השלישי של מהירות הסיבוב שלו (הספק ∝ מהירות סיבוב ³).
• כאשר ההתנגדות של המסנן עולה עם השימוש, ה-FFU יעלה באופן אוטומטי מעט את המהירות כדי לשמור על נפח אוויר קבוע, וצריכת החשמל תגדל לאט.
• כאשר הביקוש לייצור פוחת (כגון בלילה או בסופי שבוע), או כאשר הביקוש לאוויר צח פוחת, מערכת הבקרה הקבוצתית יכולה להפחית את המהירות הכוללת של כל ה-FFUs. ירידה קלה במהירות הסיבוב תגרום להפחתה משמעותית בצריכת החשמל.
• מסקנה: מערכת FFU משיגה יעילות תפעולית גבוהה במיוחד באמצעות ויסות מהירות בעומסים חלקיים, בעוד שלמערכות מסורתיות יש יעילות נמוכה עוד יותר בעומסים חלקיים.
• יתרונות חיסכון באנרגיה ביעילות המנוע ובעומס התרמי (FFU מנצח)
• יעילות מנוע: היעילות של מנועי EC גבוהה בהרבה מזו של מנועי AC מסורתיים, במיוחד בעומסים חלקיים, עם יתרונות ברורים יותר.
• עומס חום: החום שנוצר על ידי מנועי EC נמוך בהרבה מזה של מנועי AC. הסידור המפוזר של FFU מבטיח שהחום יתפזר בצורה אחידה ונסחף בקלות על ידי זרימת האוויר. עם זאת, מנועי ה-AC הגדולים וציוד ההנעה שלהם בארונות רוח מסורתיים מייצרים חום מרוכז, שהופך למקור חום פנימי משמעותי בחדרים נקיים ודורש יכולת קירור נוספת של מיזוג האוויר כדי לקזז אותו, וכתוצאה מכך לבזבוז אנרגיה משנית.

• בהנחה של חדר נקי בדרגה 10000, נפח אספקת האוויר הנדרש הוא 500000 מטר מעוקב לשעה.
• תוכנית א': מערכת ארון רוח מסורתית
• ראש הלחץ הכולל של המערכת דורש כ-1000 Pa (מתוכם כ-700 Pa משמש להתגבר על התנגדות הצינור).
• הספק כולל של המאוורר: 110 קילוואט (יעילות משולבת של מאוורר ומנוע).
• צריכת חשמל שנתית (בעומס של 100%, פועל לאורך כל השנה): 110 קילוואט × 24 × 365=963600 קילוואט חשמל
• אפשרות ב': מערכת FFU חכמה-EC
• MAU דורש ראש לחץ של 350 Pa בלבד (התגברות על יחידת המיזוג עצמה ועל צינור האוויר הצח).
• מספר כולל של FFUs: 500 יחידות, עם יחידה אחת לעיבוד נפח אוויר של 1000m ³/h.
• צריכת חשמל ממוצעת של FFU: 0.12 קילוואט ליחידה (מנוע EC ביעילות-גבוהה, פועל במהירות אופטימלית).
• הספק כולל של FFU: 500 × 0.12=60 קילוואט
• הספק מאוורר MAU: 15 קילוואט
• הספק מערכת כולל: 60+15=75kW
• צריכת חשמל שנתית: 75 קילוואט × 24 × 365=657000 קילוואט
• חיסכון שנתי באנרגיה: 963600-657000=306600 קוט"ש
• שיעור חיסכון באנרגיה: (306600/963600) × 100% ≈ 31.8%
• מחושב ב-1 יואן לקילווואט שעה, זה יכול לחסוך כ-300000 יואן בחשבונות החשמל בשנה. ניתן להחזיר את ההשקעה הראשונית של מערכת FFU תוך מספר שנים באמצעות חיסכון בעלויות החשמל.