Poređenje uštede energije između dovoda zraka FFU ventilatorske jedinice i tradicionalnog sistema za dovod zraka u ormarićima

Ovo je veoma suštinski i praktičan problem. Poređenje-uštede energije između sistema za dovod zraka jedinice za filtriranje FFU ventilatora i tradicionalnog sistema za dovod zraka u ormarićima ključno je razmatranje u modernom dizajnu čistih prostorija.
Sve u svemu, inteligentni sistem grupne kontrole FFU koji koristi DC motore (EC motori) ima daleko bolju dugoročnu-ekonomičnu efikasnost od tradicionalnih sistema vjetrenjača u velikoj većini srednjih i velikih aplikacija visoke čistoće. U nastavku slijedi detaljna komparativna analiza:

• Prevazilaženje prednosti{0}}uštede energije u otpornosti sistema (FFU pobjeđuje) je najznačajnija i fundamentalna prednost{1}}uštede energije FFU sistema.
• Tradicionalni sistem vetrenjača: Ventilator treba da obezbedi dovoljan pritisak (statički pritisak) da savlada otpor celog sistema, uključujući:
• Otpor same jedinice za obradu zraka.
• Otpor trenja cijevi za dovod zraka dugih desetine ili čak stotine metara.
• Lokalni otpor bezbrojnih krivina, T-ak, reduktora i amortizera na cjevovodima.
• Konačni otpor visokoefikasnog-filtra.
• Zaključak: Velika količina energije se gubi na prevazilaženje trenja u cjevovodu, a ne direktno se koristi za dovod zraka.
• FFU sistem:
• Skoro eliminisan kanal za dovod vazduha. Jedinica za rukovanje svježim zrakom (MAU) samo treba da pošalje obrađeni svježi zrak u kutiju za statički pritisak na plafonu, a potrebna visina pritiska je vrlo niska (obično samo 250-400Pa).
• FFU dolazi sa vlastitim ventilatorom, koji samo treba da savlada otpor svog visoko{0}}efikasnog filtera (HEPA/ULPA) (početni otpor je oko 100-150Pa, konačni otpor je oko 250-300Pa).
• Zaključak: Energija se efikasno i direktno koristi za guranje vazduha kroz filtere, izbegavajući značajne gubitke u transportu cevovoda.
• Prednost uštede energije pod djelomičnim opterećenjem (FFU pobjeđuje), jer čista soba većinu vremena ne radi pri maksimalnom opterećenju.
• Tradicionalni sistem vjetrenjača: čak i ako je proizvodna oprema djelimično isključena i otpor filtera ne dostigne maksimalnu vrijednost, centralna vjetroturbina i dalje radi fiksnom brzinom. Da bi se regulisao zapremina vazduha, to se obično radi zatvaranjem ventila za vazduh, što zapravo povećava otpor da bi se smanjila zapremina vazduha, i izuzetno je rasipna metoda regulacije prigušenja.
• FFU sistem: usvaja konverziju frekvencije + strategiju grupne kontrole.
• Zakoni afiniteta: Potrošnja energije ventilatora je proporcionalna trećoj potenciji njegove brzine rotacije (snaga ∝ brzina rotacije ³).
• Kada se otpor filtera poveća upotrebom, FFU će automatski lagano povećati brzinu kako bi održao konstantnu količinu zraka, a potrošnja energije će se polako povećavati.
• Kada se potražnja za proizvodnjom smanji (kao što je noću ili vikendom), ili kada se smanji potražnja za svježim zrakom, sistem grupne kontrole može smanjiti ukupnu brzinu svih FFU. Blago smanjenje brzine rotacije rezultirat će značajnim smanjenjem potrošnje energije.
• Zaključak: FFU sistem postiže izuzetno visoku radnu efikasnost kroz regulaciju brzine pri delimičnim opterećenjima, dok tradicionalni sistemi imaju još nižu efikasnost pri delimičnim opterećenjima.
• Prednosti uštede energije u efikasnosti motora i termičkom opterećenju (FFU pobjeđuje)
• Efikasnost motora: Efikasnost EC motora je mnogo veća od one kod tradicionalnih AC motora, posebno pri parcijalnim opterećenjima, sa očiglednijim prednostima.
• Toplotno opterećenje: Toplina koju generiraju EC motori je mnogo niža od topline AC motora. Raspršeni raspored FFU osigurava ravnomjerno raspršivanje topline i lako odnošenje strujom zraka. Međutim, veliki motori na izmjeničnu struju i njihova pogonska oprema u tradicionalnim ormarićima za vjetar generiraju koncentriranu toplinu, koja postaje značajan unutarnji izvor topline u čistim prostorijama i zahtijeva dodatni kapacitet hlađenja klima uređaja da bi ga nadoknadio, što rezultira rasipanjem sekundarne energije.

• Pod pretpostavkom da je čista prostorija klase 10000, potrebna zapremina dovoda vazduha je 500000 kubnih metara na sat.
• Plan A: Tradicionalni sistem vjetrenjača
• Za ukupni pritisak sistema potrebno je oko 1000 Pa (od čega se oko 700 Pa koristi za prevazilaženje otpora cevovoda).
• Ukupna snaga ventilatora: 110 kW (kombinovana efikasnost ventilatora i motora).
• Godišnja potrošnja električne energije (pri 100% opterećenju, radi tokom cijele godine): 110 kW × 24 × 365=963600 kWh električne energije
• Opcija B: Inteligentni EC-FFU sistem
• MAU zahtijeva pritisak od samo 350 Pa (prevazilaženje same jedinice za klimatizaciju i kanala svježeg zraka).
• Ukupan broj FFU: 500 jedinica, sa jednom jedinicom zapremine zraka za obradu od 1000m³/h.
• Prosječna radna potrošnja FFU: 0,12 kW/jedinici (visoko efikasan EC motor, radi pri optimiziranoj brzini).
• Ukupna snaga FFU: 500 × 0.12=60kW
• MAU snaga ventilatora: 15 kW
• Ukupna snaga sistema: 60+15=75kW
• Godišnja potrošnja električne energije: 75 kW × 24 × 365=657000 kWh
• Godišnja ušteda energije: 963600-657000=306600 kWh
• Stopa uštede energije: (306600/963600) × 100% ≈ 31,8%
• Izračunato na 1 juan po kilovat satu, može uštedjeti oko 300 000 juana na računima za struju godišnje. Početna investicija u FFU sistem može se povratiti u roku od nekoliko godina kroz uštedu električne energije.