Những sai lầm phổ biến khi thiết kế hệ thống gió hồi trong phòng sạch

Vì sao hệ thống hồi gió có thể quyết định hiệu suất phòng sạch?

Khi thiết kế phòng sạch, sự chú ý thường tập trung vào AHU, số lần trao đổi không khí, bộ lọc HEPA, FFU, miệng cấp gió và cấp độ sạch cần đạt. Hệ thống hồi gió đôi khi chỉ được xem là phần đường ống có nhiệm vụ đưa không khí trở lại AHU. Cách nhìn này chưa phản ánh đầy đủ vai trò của gió hồi đối với hiệu suất thực tế của phòng sạch.

Gió cấp quyết định không khí sạch được đưa vào phòng như thế nào, nhưng gió hồi lại ảnh hưởng trực tiếp đến đường đi của dòng khí sau khi rời miệng cấp. Vị trí và lưu lượng tại cửa hồi quyết định không khí có quét qua khu vực thao tác hay đi tắt về AHU, chất ô nhiễm có được thu gom hiệu quả hay tiếp tục lưu lại trong phòng, đồng thời ảnh hưởng đến sự phân bố nhiệt độ, độ ẩm và nồng độ hạt tại các vị trí khác nhau.

Một phòng có đủ tổng lưu lượng cấp nhưng bố trí hồi gió không phù hợp vẫn có thể xuất hiện vùng khí tù đọng phía sau máy móc, dưới bàn thao tác hoặc tại những góc xa cửa hồi. Ngược lại, một cửa hồi hút quá mạnh tại vị trí không hợp lý có thể kéo dòng khí sạch rời khỏi vùng cần bảo vệ trước khi hoàn thành chức năng pha loãng và cuốn hạt ra khỏi khu vực thao tác.

WHO nhấn mạnh rằng hướng dòng khí phải được xác định và chứng minh phù hợp, không bị cản trở bởi thiết bị, vật tư hoặc con người. Vị trí của miệng cấp và cửa hồi hoặc cửa thải phải hỗ trợ hướng dòng khí thích hợp trong từng khu vực. FDA cũng yêu cầu đánh giá dòng khí thực tế để phát hiện vùng xoáy, nhiễu loạn hoặc không khí tù đọng có khả năng trở thành nơi lưu giữ và vận chuyển chất ô nhiễm.

Hệ thống hồi gió còn tham gia trực tiếp vào cân bằng không khí của phòng. Chênh lệch giữa gió cấp, gió hồi, gió thải và lượng khí đi qua khe cửa tạo nên áp suất dương hoặc áp suất âm. Nếu lưu lượng hồi được tính sai hoặc dao động theo trạng thái vận hành, chuỗi chênh áp giữa các phòng có thể suy giảm, thậm chí đảo chiều.

Đối với hệ thống tuần hoàn, đường hồi còn là tuyến đưa không khí từ khu vực sản xuất trở lại AHU để tái xử lý. Nếu không đánh giá đúng nguy cơ, bụi, mùi, hơi hóa chất hoặc vi sinh từ một phòng có thể đi theo đường hồi và được phân phối đến phòng khác. WHO cho phép sử dụng hệ thống gió tươi hoàn toàn hoặc tuần hoàn, nhưng yêu cầu không khí tuần hoàn phải được xử lý thích hợp và nguy cơ nhiễm bẩn, nhiễm chéo phải được kiểm soát.

Vì vậy, hệ thống hồi gió không phải phần phụ của hệ thống cấp gió. Đây là một bộ phận quyết định mô hình dòng khí, hiệu quả thu gom chất ô nhiễm, chênh áp, khả năng kiểm soát nhiệt ẩm, mức tiêu thụ năng lượng và nguy cơ nhiễm chéo của toàn bộ phòng sạch.

Hệ thống hồi gió trong phòng sạch là gì?

Return Air, nghĩa là gió hồi, là phần không khí được lấy ra khỏi phòng và đưa trở lại AHU. Tại AHU, không khí hồi có thể được hòa trộn với một lượng không khí tươi, sau đó được lọc, làm lạnh, khử ẩm, gia nhiệt hoặc xử lý theo yêu cầu trước khi cấp lại vào phòng.

Xem thêm: Ảnh hưởng của thiết kế hệ thống gió hồi đối với phòng sạch

Gió hồi cần được phân biệt với Exhaust Air, nghĩa là gió thải. Gió thải được đưa ra khỏi công trình và không quay lại hệ thống tuần hoàn. Trong một số tài liệu, Extract Air - khí được lấy ra khỏi phòng, có thể bao gồm cả phần khí hồi về AHU và phần khí thải ra môi trường. WHO định nghĩa gió hồi là không khí được đưa trở lại thiết bị xử lý không khí, còn gió thải là không khí được xả ra khí quyển.

Không khí hồi có thể chiếm tỷ lệ lớn trong tổng lưu lượng cấp của một phòng sạch. Việc tuần hoàn giúp giảm tải làm lạnh và khử ẩm vì không khí hồi thường đã có nhiệt độ và độ ẩm gần với điều kiện yêu cầu. So với việc xử lý hoàn toàn không khí nóng ẩm từ bên ngoài, tái sử dụng một phần không khí đã được điều hòa có thể mang lại hiệu quả năng lượng đáng kể.

Tuy nhiên, lợi ích này chỉ có ý nghĩa khi không khí hồi có thể được tái sử dụng an toàn. Nếu phòng phát sinh dung môi hữu cơ, chất nguy hiểm cao, bụi độc hoặc tác nhân có nguy cơ nhiễm chéo nghiêm trọng, việc tuần hoàn có thể không phù hợp. WHO nêu rõ không khí có khả năng bị nhiễm dung môi hữu cơ hoặc vật liệu nguy hiểm cao thông thường không nên được tuần hoàn trở lại.

Trong một phòng sạch, hệ thống hồi gió thường gồm cửa hoặc lưới hồi trong phòng, hộp gom gió, van cân bằng, đường ống nhánh, đường ống chính và kết nối về AHU. Tùy theo yêu cầu, hệ thống còn có thể được trang bị bộ lọc hồi, cảm biến lưu lượng, van điều khiển tự động, van một chiều hoặc bộ lọc HEPA.

Vai trò đầu tiên của gió hồi là hoàn thành vòng tuần hoàn không khí. Nếu không có đủ đường hồi hoặc đường thải, lượng không khí liên tục được cấp vào sẽ làm áp suất phòng tăng, khiến khí thoát không kiểm soát qua cửa, khe panel và những vị trí rò khác.

Vai trò thứ hai là thu gom nhiệt và hơi ẩm phát sinh từ con người, thiết bị và quy trình. Không khí nóng hoặc ẩm được đưa về AHU để xử lý trước khi quay trở lại phòng.

Vai trò thứ ba là hỗ trợ loại bỏ hạt và chất ô nhiễm. Dòng khí từ miệng cấp cần đi qua vùng thao tác, mang theo hạt phát sinh và hướng chúng về cửa hồi hoặc cửa thải.

Vai trò thứ tư là hỗ trợ hình thành chênh áp. Lưu lượng hồi không nhất thiết bằng lưu lượng cấp. Trong phòng áp suất dương, lượng khí lấy ra có kiểm soát thường thấp hơn lượng khí cấp, tạo ra phần không khí dư đi sang khu vực lân cận. Trong phòng áp suất âm, lượng khí thải hoặc khí hồi có thể lớn hơn lượng khí cấp để kéo không khí từ bên ngoài vào phòng.

Do đó, thiết kế hồi gió phải được thực hiện cùng với thiết kế gió cấp, gió thải, gió tươi và chuỗi chênh áp. Việc thiết kế riêng từng hệ thống rồi ghép lại ở giai đoạn cuối dễ dẫn đến mất cân bằng và khó kiểm soát khi phòng đi vào vận hành.

Sai lầm khi xem hệ thống hồi gió là phần phụ của hệ thống cấp gió

Một trong những sai lầm phổ biến nhất là dành phần lớn thời gian thiết kế cho AHU, bộ lọc HEPA và miệng cấp, trong khi cửa hồi chỉ được đặt tại những vị trí còn trống trên tường hoặc trần.

Tìm hiểu Vị trí đặt AHU ảnh hưởng thế nào đến hiệu suất phòng sạch?

Cách làm này xuất phát từ quan niệm rằng miễn đủ lưu lượng gió cấp thì không khí trong phòng sẽ tự tìm đường quay trở lại AHU. Trên thực tế, đường đi của không khí không chỉ do miệng cấp quyết định. Dòng khí luôn di chuyển theo sự chênh lệch áp suất và sức cản của không gian. Vị trí cửa hồi có thể kéo dòng khí theo một hướng hoàn toàn khác với dự kiến ban đầu.

Nếu cửa hồi được bố trí sau khi mặt bằng kiến trúc và thiết bị sản xuất đã hoàn thành, người thiết kế thường phải chấp nhận những vị trí không tối ưu. Cửa hồi có thể nằm quá gần miệng cấp, bị che bởi máy, nằm trong góc khó vệ sinh hoặc không đủ diện tích để thu gom lưu lượng thiết kế.

Đường ống hồi cũng có thể phải đi vòng qua dầm, cột, ống công nghệ và máng cáp. Mỗi đoạn chuyển hướng, thu nhỏ tiết diện hoặc hộp gom không hợp lý đều làm tăng tổn thất áp suất và khiến các nhánh khó cân bằng.

WHO yêu cầu việc thiết kế HVAC phải được xem xét đồng thời với kiến trúc, bố trí khu vực, số lượng AHU, chênh áp, cấp lọc, nhiệt độ và độ ẩm. Các thông số thiết kế cần dựa trên điều kiện bảo quản, sản xuất, thiết bị, con người và yêu cầu kiểm soát nhiễm bẩn.

Hệ thống hồi gió vì vậy cần được định hình ngay từ giai đoạn xây dựng URS - User Requirement Specification, tức tài liệu yêu cầu của người sử dụng. URS không nhất thiết quy định chi tiết từng kích thước ống, nhưng phải xác định rõ yêu cầu về loại sản phẩm, nguy cơ nhiễm chéo, trạng thái áp suất, nhiệt độ, độ ẩm, mức phát sinh bụi, chế độ vận hành và yêu cầu bảo trì.

Từ các yêu cầu đó, nhà thiết kế mới quyết định phòng nào có thể dùng chung gió hồi, phòng nào cần đường hồi độc lập, phòng nào phải thải hoàn toàn và phòng nào cần lọc khí hồi trước khi nhập vào tuyến chung.

Vị trí cửa hồi phải được phối hợp với thiết bị sản xuất. Những nguồn phát sinh hạt, nhiệt hoặc hơi ẩm cần được xác định trước khi chốt bố trí. Cần dự kiến cả trạng thái vận hành thực tế, gồm vị trí người đứng, xe đẩy, nguyên liệu, cửa mở và hướng di chuyển.

Nếu hệ thống hồi được xem xét ngay từ đầu, đường đi của khí có thể được tổ chức có chủ đích. Nếu chỉ bổ sung sau cùng, nhà thầu thường phải giải quyết hậu quả bằng cách tăng lưu lượng, đóng van tiết lưu hoặc lắp thêm cửa hồi, làm tăng chi phí mà chưa chắc xử lý được nguyên nhân gốc.

Sai lầm khi bố trí cửa hồi quá gần miệng cấp gió

Khi cửa hồi đặt quá gần miệng cấp, không khí sạch vừa được đưa vào phòng có thể nhanh chóng đi vào cửa hồi mà chưa đi qua khu vực thao tác. Hiện tượng này được gọi là Short-Circuit Airflow, nghĩa là dòng khí đi tắt.

Dòng khí đi tắt không đồng nghĩa toàn bộ lưu lượng lập tức quay về AHU. Trong nhiều trường hợp, chỉ một phần không khí đi theo tuyến ngắn nhất. Tuy nhiên, phần lưu lượng đó không tham gia hiệu quả vào việc pha loãng và loại bỏ chất ô nhiễm tại vùng cần bảo vệ.

Ví dụ, một miệng cấp trên trần được bố trí ngay phía trên cửa hồi cao trên tường. Dòng khí có thể lan ra một đoạn ngắn rồi bị hút về cửa hồi, trong khi khu vực thấp hơn, nơi người vận hành và máy móc phát sinh hạt, nhận được ít chuyển động không khí hơn.

Hậu quả đầu tiên là xuất hiện vùng khí tù đọng. Đây là những khu vực có vận tốc thấp, quá trình pha trộn yếu và thời gian lưu của hạt dài hơn. Vùng tù đọng thường xuất hiện phía sau thiết bị lớn, dưới mặt bàn, trong góc phòng hoặc giữa các vật cản.

Hậu quả tiếp theo là nhiệt độ phân bố không đồng đều. Nếu không khí lạnh đi tắt về cửa hồi, cảm biến đặt tại một vị trí thuận lợi có thể ghi nhận nhiệt độ đạt yêu cầu, trong khi khu vực có thiết bị tỏa nhiệt vẫn nóng hơn.

Độ ẩm cũng có thể phân bố không đồng đều theo cách tương tự. Điều này đặc biệt đáng chú ý trong phòng có nguồn hơi ẩm cục bộ hoặc hoạt động vệ sinh ướt.

Đối với hạt bụi và vi sinh, dòng khí đi tắt làm giảm hiệu quả cuốn chất ô nhiễm khỏi khu vực thao tác. Phòng có thể đạt tổng số lần trao đổi không khí theo tính toán nhưng thời gian phục hồi vẫn dài vì một phần lưu lượng không tham gia vào quá trình làm sạch vùng ô nhiễm.

WHO yêu cầu vị trí cửa cấp và cửa hồi hoặc cửa thải phải tạo điều kiện cho hướng dòng khí phù hợp, đồng thời dòng khí không được bị thiết bị, vật tư hoặc con người cản trở. FDA cũng cảnh báo rằng vùng xoáy và không khí tù đọng có thể trở thành tuyến hoặc nơi lưu giữ chất ô nhiễm, vì vậy cần thực hiện nghiên cứu trực quan dòng khí trong điều kiện vận hành.

Tuy nhiên, không thể quy định rằng cửa hồi phải cách miệng cấp một khoảng cố định bao nhiêu mét. Khoảng cách hình học chỉ là một yếu tố. Hiệu quả còn phụ thuộc vào hướng thổi, vận tốc, hình dạng miệng gió, chiều cao phòng, vị trí thiết bị và chênh áp.

Trong một phòng dài, cửa cấp có thể được phân bố đều trên trần và cửa hồi đặt ở hai đầu hoặc dọc tường thấp. Trong một phòng có nguồn phát sinh tập trung, cửa hồi có thể cần bố trí gần nguồn hơn nhưng vẫn phải bảo đảm không kéo chất ô nhiễm đi qua sản phẩm hoặc người vận hành.

Để xác nhận thiết kế, cần thực hiện Smoke Study, tức thử nghiệm khói hoặc nghiên cứu trực quan dòng khí. Khói được tạo ra tại các vị trí đại diện để quan sát hướng chuyển động, khả năng quét qua vùng thao tác, hiện tượng xoáy và điểm tù đọng.

Thử nghiệm phải được thực hiện trong điều kiện có ý nghĩa, bao gồm trạng thái thiết bị hoạt động, nhân viên thao tác và cửa vận hành theo quy trình. Một hệ thống có dòng khí tốt trong phòng trống chưa chắc duy trì được hiệu quả khi máy móc và con người xuất hiện.

Xem thêm: Kiểm tra luồng khí phòng sạch bằng Smoke Test đúng cách

Sai lầm khi đặt cửa hồi sai cao độ

Nhiều dự án mặc định rằng phòng sạch cấp gió từ trần phải sử dụng cửa hồi thấp. Trong nhiều trường hợp, hồi thấp là phương án hợp lý vì giúp không khí từ trần đi qua vùng thao tác trước khi được lấy ra. Tuy nhiên, đây không phải nguyên tắc áp dụng tuyệt đối cho mọi phòng.

Cao độ cửa hồi phải được xác định theo đặc tính của nguồn ô nhiễm và mô hình dòng khí. Nếu quá trình chủ yếu phát sinh hạt tại độ cao bàn thao tác hoặc gần sàn, cửa hồi thấp có thể hỗ trợ thu gom hiệu quả.

Nếu phòng có nhiều thiết bị tỏa nhiệt, không khí nóng sẽ có xu hướng đi lên. Chỉ sử dụng hồi thấp có thể khiến một phần nhiệt tích tụ phía trên trần, làm tăng phân tầng nhiệt và khiến hệ thống khó kiểm soát nhiệt độ đồng đều.

Đối với khí, hơi hoặc dung môi, vị trí thu gom phải dựa trên khối lượng riêng, nhiệt độ nguồn phát sinh và chuyển động của không khí. Không nên đơn giản cho rằng chất “nặng” luôn nằm dưới sàn hoặc chất “nhẹ” luôn tích tụ trên cao, bởi dòng đối lưu, vận tốc cấp gió và thiết bị trong phòng có thể làm thay đổi đáng kể sự phân bố.

Trong một số phòng, kết hợp cửa hồi cao và thấp có thể phù hợp hơn. Hồi thấp hỗ trợ thu gom hạt tại vùng thao tác, trong khi hồi cao lấy bớt nhiệt tích tụ phía trên. Tỷ lệ lưu lượng giữa hai cao độ phải được tính toán và cân bằng, không nên chia đều theo cảm tính.

Sai lầm ngược lại là chỉ dùng cửa hồi trần để tiết kiệm diện tích tường. Khi cả miệng cấp và cửa hồi đều nằm trên trần, nguy cơ dòng khí tuần hoàn chủ yếu tại vùng trên tăng lên, đặc biệt nếu miệng hồi nằm gần miệng cấp.

Trong phòng có dòng khí đơn hướng từ trần xuống, cửa hồi thấp thường giúp duy trì đường đi từ vùng sạch trên cao xuống khu vực thấp. Nhưng vị trí hồi thấp vẫn phải được phân bố phù hợp để tránh hút lệch về một phía và làm cong dòng khí.

Trong phòng không đơn hướng, cao độ cửa hồi cần hỗ trợ quá trình pha trộn và loại bỏ chất ô nhiễm. Không nên áp dụng sơ đồ của một phòng khác chỉ vì có cùng cấp ISO. Cấp độ sạch cho biết giới hạn nồng độ hạt, không tự động quyết định vị trí cửa hồi.

WHO yêu cầu hướng dòng khí và vị trí cửa cấp-hồi phải được xác định theo mục tiêu bảo vệ và ngăn nhiễm chéo. Các giới hạn về lưu lượng, áp suất, nhiệt độ và độ ẩm cần được xác lập dựa trên rủi ro, trạng thái vận hành và điều kiện thực tế của từng phòng.

Do đó, câu hỏi không nên chỉ là “hồi cao hay hồi thấp tốt hơn?”. Câu hỏi phù hợp hơn là “chất ô nhiễm phát sinh ở đâu, dòng khí cần đi theo hướng nào và cửa hồi phải đặt tại đâu để hoàn thành đường đi đó?”.

Sai lầm khi cửa hồi bị che bởi thiết bị và vật liệu sản xuất

Một cửa hồi có thể được bố trí hợp lý trên bản vẽ nhưng mất phần lớn hiệu quả sau khi thiết bị sản xuất, bàn thao tác, giá kệ hoặc pallet được đưa vào phòng.

Khi một máy lớn đặt ngay phía trước cửa hồi, không khí phải đi vòng qua thiết bị mới tiếp cận được lưới hút. Sức cản cục bộ tăng và vùng phía sau máy có thể hình thành dòng xoáy hoặc khí tù đọng.

Nếu lưới hồi chỉ bị che một phần, diện tích thông thoáng giảm. Để duy trì cùng lưu lượng, vận tốc qua phần còn lại phải tăng. Điều này có thể làm tiếng ồn lớn hơn, hút bụi tập trung và tạo phân bố vận tốc không đều trên bề mặt cửa hồi.

Vật cản không nhất thiết phải chạm trực tiếp vào lưới hồi mới gây ảnh hưởng. Một giá nguyên liệu hoặc xe đẩy đặt cách cửa hồi một khoảng ngắn vẫn có thể làm lệch đường đi của không khí.

Tình trạng này thường xảy ra khi bản vẽ HVAC không được phối hợp đầy đủ với bản vẽ công nghệ. Nhà thầu cơ điện chốt cửa hồi trước khi đơn vị sản xuất xác định kích thước và vị trí cuối cùng của máy.

Một nguyên nhân khác là công năng phòng thay đổi sau khi đi vào vận hành. Khu vực ban đầu để trống được sử dụng làm nơi tập kết vật liệu. Pallet hoặc thùng hàng dần được đặt phía trước cửa hồi vì người vận hành không nhận thấy đây là khu vực cần giữ thông thoáng.
WHO nêu rõ thiết bị, dụng cụ chứa, nhân viên và các thành phần trong phòng phải được bố trí sao cho không cản trở dòng khí hoặc làm suy giảm hiệu quả HVAC.

Ngoài hiệu suất dòng khí, cửa hồi bị che còn gây khó khăn cho vệ sinh. Lưới hồi là vị trí có khả năng tích tụ bụi vì liên tục tiếp nhận không khí từ phòng. Nếu phải di chuyển máy nặng mới có thể tháo lưới, công việc vệ sinh thường bị trì hoãn.

Khi thiết kế, cần xác lập vùng không gian kỹ thuật phía trước cửa hồi. Kích thước vùng này phụ thuộc vào lưu lượng, diện tích lưới, loại thiết bị và khả năng tiếp cận, nên không thể áp dụng một khoảng cách duy nhất cho mọi dự án.

Trên bản vẽ mặt bằng, có thể thể hiện khu vực cấm bố trí thiết bị hoặc vật liệu cố định. Trong quy trình vận hành, cần quy định không được che cửa hồi bằng xe đẩy, thùng hàng, rèm nhựa hoặc vật liệu sản xuất.

Khi nhà máy thay đổi bố trí máy, tăng công suất hoặc chuyển đổi sản phẩm, hệ thống cấp-hồi gió phải được đánh giá lại. Việc di chuyển một máy lớn có thể làm thay đổi mô hình dòng khí dù tổng lưu lượng AHU không thay đổi.

Sai lầm khi tính lưu lượng hồi bằng đúng lưu lượng cấp

Một trong những cách tính đơn giản nhưng dễ gây sai là quy định lưu lượng hồi bằng đúng lưu lượng cấp cho từng phòng. Nếu gió cấp và gió hồi thực sự bằng nhau, đồng thời không có gió thải, không khí chuyển phòng hoặc rò lọt, phòng sẽ gần trạng thái cân bằng áp suất với khu vực xung quanh. Đây thường không phải mục tiêu của phòng sạch.

Phòng áp suất dương cần có lượng không khí dư. Lưu lượng cấp phải lớn hơn tổng lượng khí được lấy ra bằng đường hồi và đường thải. Phần dư đi qua khe cửa, cửa chuyển gió hoặc đường rò có kiểm soát sang khu vực áp suất thấp hơn.

Phòng áp suất âm hoạt động theo nguyên tắc ngược lại. Tổng lượng khí hồi và khí thải lớn hơn lượng khí cấp, khiến không khí từ khu vực lân cận đi vào phòng. Sự cân bằng cần được xem xét theo phương trình khối lượng không khí, trong đó gió cấp bằng tổng gió hồi, gió thải, gió chuyển ra ngoài và phần khí tích lũy. Ở trạng thái ổn định, phần tích lũy gần bằng không, nhưng các tuyến khí chuyển và rò lọt vẫn tồn tại.

Sai lầm thường gặp là bỏ qua lượng khí thải từ tủ hút, booth cân, máy bao phim, thiết bị sấy hoặc hệ thống hút bụi. Khi thiết bị này hoạt động, nó lấy một lượng không khí đáng kể ra khỏi phòng. Nếu AHU không bù đủ, áp suất phòng có thể giảm hoặc chuyển từ dương sang âm.

Ngược lại, khi hệ thống hút cục bộ dừng nhưng AHU vẫn cấp cùng lưu lượng, áp suất phòng có thể tăng. Vì vậy, các thiết bị hút lớn có thể cần liên động với AHU hoặc van điều khiển lưu lượng.

WHO lưu ý hệ thống hút bụi nên được liên động với AHU khi phù hợp nhằm tránh làm mất cân bằng chuỗi chênh áp. WHO cũng yêu cầu các thông số như lưu lượng cấp, lưu lượng hồi hoặc thải, áp suất phòng và hướng dòng khí được đưa vào phạm vi đánh giá, thẩm định dựa trên rủi ro.

Hoạt động mở cửa cũng làm thay đổi cân bằng. Khi cửa đóng, không khí dư đi qua khe nhỏ với vận tốc tương đối cao. Khi cửa mở, diện tích thông thoáng tăng mạnh và chênh áp giảm. Nếu hai cửa airlock mở đồng thời, hướng dòng khí có thể không còn được duy trì.

Pass Box, Air Shower và cửa chuyển vật liệu cũng có thể tạo ra các đường truyền không khí. Nếu thiết bị không kín hoặc vận hành không đúng trình tự, lượng rò thực tế có thể khác đáng kể so với tính toán. Do đó, lưu lượng hồi phải được xác định từ mục tiêu chênh áp và toàn bộ cân bằng không khí của phòng, không phải bằng cách lấy lưu lượng cấp rồi sao chép sang đường hồi.
Sau khi thi công, chênh áp cần được xác nhận bằng đồng hồ chênh áp hoặc cảm biến chênh áp. Với khu vực quan trọng, dữ liệu nên được giám sát liên tục và kết nối BMS hoặc EMS. FDA khuyến nghị chênh áp giữa các phòng sạch được theo dõi liên tục trong ca sản xuất, ghi nhận thường xuyên và điều tra khi vượt giới hạn.

Sai lầm khi dùng chung đường hồi cho các khu vực có nguy cơ khác nhau

Dùng chung đường hồi giúp giảm số lượng AHU, tiết kiệm không gian và tận dụng năng lượng của không khí đã được điều hòa. Tuy nhiên, nếu các khu vực có nguy cơ khác nhau, đường hồi chung có thể trở thành tuyến nhiễm chéo.

Trong một hệ thống dùng chung, không khí từ nhiều phòng hội tụ tại đường hồi chính và AHU. Nếu bụi hoặc hơi từ một phòng không được loại bỏ hiệu quả, chúng có thể đi qua quạt, khoang hòa trộn và đường cấp để quay lại phòng khác.

Bộ lọc có thể giảm nguy cơ, nhưng lựa chọn cấp lọc phải dựa trên kích thước hạt, tính chất chất ô nhiễm và hậu quả khi lọt qua. HEPA có hiệu quả cao đối với hạt, nhưng không loại bỏ mọi loại hơi dung môi hoặc khí hóa học.

WHO cho phép lắp bộ lọc HEPA trên đường cấp hoặc đường hồi để loại bỏ chất ô nhiễm và hỗ trợ phòng ngừa nhiễm chéo. Tuy nhiên, không khí có khả năng nhiễm dung môi hữu cơ hoặc vật liệu nguy hiểm cao thông thường không nên được tuần hoàn.

Với nhà máy đa sản phẩm, không nên quyết định dùng chung hồi gió chỉ dựa trên việc các phòng có cùng cấp sạch. Hai phòng cùng ISO 8 vẫn có thể sản xuất các chất có mức độ nguy hiểm hoặc khả năng gây nhiễm khác nhau.

Cần đánh giá độc tính, khả năng gây mẫn cảm, mức phơi nhiễm cho phép, khả năng phát tán, dạng bột hoặc hơi, kích thước hạt, khả năng bám trong đường ống và mức độ khó vệ sinh.
Đối với hoạt chất mạnh, chất gây dị ứng cao hoặc sản phẩm cần kiểm soát chuyên biệt, có thể phải sử dụng AHU riêng, đường hồi riêng, hệ thống lọc an toàn hoặc phương án 100% gió tươi và thải.

Một sai lầm khác là dùng chung đường hồi giữa phòng áp suất cao và phòng áp suất thấp mà không có giải pháp ngăn dòng ngược. Khi quạt dừng hoặc áp suất thay đổi, không khí có thể đi qua đường hồi từ phòng này sang phòng kia. WHO quy định không khí không được đi qua đường ống hút bụi hoặc đường hồi từ phòng có áp suất cao sang phòng có áp suất thấp.

Nguy cơ dòng ngược đặc biệt đáng chú ý khi hệ thống mất điện, quạt dừng hoặc van điều khiển đóng không đồng thời. Việc chỉ đánh giá trạng thái vận hành bình thường là chưa đủ; cần xem xét cả các kịch bản sự cố.

Trong một số trường hợp, bộ lọc HEPA đầu cuối tại miệng cấp có thể hỗ trợ hạn chế nhiễm chéo khi quạt dừng, bởi chất ô nhiễm trong đường ống khó đi ngược qua bộ lọc vào phòng. WHO ghi nhận việc bố trí HEPA đầu cuối có thể hỗ trợ ngăn nhiễm chéo giữa các phòng trong trường hợp quạt gặp sự cố.

Quyết định dùng chung hay tách riêng hệ thống cần dựa trên đánh giá rủi ro bằng văn bản. Giải pháp rẻ hơn về đầu tư ban đầu chưa chắc tối ưu nếu chi phí vệ sinh, kiểm tra, thay lọc và nguy cơ mất sản phẩm tăng trong quá trình vận hành.

Sai lầm khi không kiểm soát áp suất âm trong đường ống hồi

Đường hồi thường nằm ở phía hút của quạt AHU và có áp suất thấp hơn không gian xung quanh. Vì vậy, bất kỳ khe hở nào trên đường ống cũng có xu hướng hút không khí bên ngoài vào trong.

Nếu ống hồi đi qua trần kỹ thuật chứa bụi, sợi cách nhiệt, hơi ẩm hoặc vi sinh, các chất này có thể xâm nhập qua mối nối không kín, cửa thăm, đầu nối mềm hoặc vị trí xuyên tường.
Không khí bẩn đi vào đường hồi có thể làm tăng tải cho bộ lọc và bám lên dàn lạnh, khay nước ngưng, quạt cùng các bề mặt bên trong AHU. Khi có độ ẩm và chất dinh dưỡng phù hợp, những khu vực này có thể trở thành nguồn nhiễm bẩn thứ cấp.

Nếu bộ lọc HEPA chỉ đặt trong AHU trước điểm rò, không khí xâm nhập phía sau bộ lọc có thể đi vào mạng cấp mà không được lọc ở cấp cuối. Đây là lý do nhiều phòng sạch sử dụng HEPA tại vị trí đầu cuối gần phòng.

Rò khí còn làm thay đổi cân bằng lưu lượng. Lưu lượng đo tại quạt hồi có thể lớn nhưng một phần đến từ trần kỹ thuật thay vì từ phòng sạch. Cửa hồi trong phòng vì vậy không đạt lưu lượng thiết kế dù tổng lưu lượng tại AHU có vẻ bình thường. Hậu quả là chênh áp, nhiệt độ và độ ẩm trong phòng khó ổn định. AHU còn phải xử lý thêm không khí nóng ẩm từ khu vực không kiểm soát, làm tăng tải lạnh và năng lượng.

WHO yêu cầu thiết kế tổng thể không tạo khả năng cho không khí chưa lọc hoặc chất ô nhiễm không mong muốn đi vào khu vực sản xuất. Các thành phần HVAC phải đủ công suất, tính đến thất thoát do rò rỉ và biến động theo mùa.

Độ kín đường ống vì thế không chỉ là vấn đề tiết kiệm năng lượng. Đây là một phần của kiểm soát nhiễm bẩn. Mối nối ống cần sử dụng gioăng và vật liệu làm kín phù hợp. Cửa thăm phải đóng kín nhưng vẫn dễ mở để bảo trì. Những vị trí xuyên qua tường hoặc panel cần được xử lý kín cả đường ống lẫn khe xây dựng xung quanh.

Sau thi công, có thể thực hiện thử nghiệm rò rỉ đường ống theo cấp kín và áp suất thiết kế phù hợp. WHO liệt kê thử rò rỉ đường ống là một trong những thông số có thể cần đưa vào chương trình thẩm định HVAC dựa trên đánh giá rủi ro.

Đội ngũ thi công cũng cần đánh giá đường đi của ống. Nếu có thể, không nên để đường hồi quan trọng đi qua khu vực có nguy cơ ô nhiễm cao hoặc độ ẩm lớn. Khi không thể tránh, yêu cầu độ kín, cách nhiệt và khả năng kiểm tra phải được tăng cường.

Sai lầm khi chọn kích thước đường ống và vận tốc hồi không phù hợp

Kích thước đường ống hồi quyết định vận tốc dòng khí, tổn thất áp suất, tiếng ồn và diện tích kỹ thuật cần sử dụng. Nếu ống quá nhỏ, vận tốc tăng. Ma sát với thành ống và tổn thất tại cút, van, hộp gom cũng tăng. Quạt phải tạo cột áp lớn hơn để duy trì lưu lượng.

Vận tốc cao tại cửa hồi có thể tạo tiếng ồn và cảm giác hút mạnh. Trong phòng có bột nhẹ, luồng hút tập trung còn có thể kéo bột theo hướng không mong muốn hoặc làm nhiễu cân.
Nếu ống quá lớn, tổn thất áp suất có thể giảm nhưng chi phí vật liệu, không gian trần và tải kết cấu tăng. Vận tốc quá thấp trong một số hệ thống có bụi còn làm tăng khả năng hạt lắng trong đường ống.

Tuy nhiên, hệ thống hồi gió thông thường không nên bị nhầm với hệ thống hút bụi công nghiệp. Hệ thống hút bụi cần vận tốc vận chuyển đủ để không cho bụi lắng, trong khi hồi gió phòng sạch chủ yếu vận chuyển không khí có mức hạt thấp hơn. Khi quy trình phát sinh lượng bụi đáng kể, cần dùng hút cục bộ thay vì cố gắng để đường hồi làm nhiệm vụ thu gom bụi chính.

WHO nêu rõ HVAC thông thường không nên là cơ chế kiểm soát bụi chính; hệ thống hút bụi phải được thiết kế phù hợp và có vận tốc vận chuyển đủ để bụi không lắng trong ống. Pressure Drop, nghĩa là tổn thất áp suất, phát sinh trên toàn tuyến ống và phụ kiện. Tổng tổn thất quyết định External Static Pressure, tức áp suất tĩnh ngoài mà quạt phải tạo ra để vận chuyển lưu lượng qua hệ thống.

Sai lầm phổ biến là chọn kích thước chỉ theo một giới hạn vận tốc mà không tính tổng tổn thất. Hai tuyến có cùng vận tốc nhưng số lượng cút, van và chiều dài khác nhau sẽ có tổn thất rất khác.

Hộp gom gió cũng cần được thiết kế phù hợp. Nếu nhiều nhánh nhỏ nhập đột ngột vào một hộp quá hẹp, dòng khí va chạm và tạo xoáy, làm tăng tổn thất cùng tiếng ồn. Đoạn thu và mở rộng tiết diện cần có góc chuyển tiếp hợp lý. Thay đổi tiết diện quá nhanh làm dòng khí tách khỏi thành ống và tạo tổn thất cục bộ.

Vị trí kết nối vào AHU cũng quan trọng. Nếu cút được đặt ngay tại cửa hút quạt, phân bố vận tốc vào quạt có thể không đồng đều, làm giảm hiệu suất và tăng rung. Do đó, kích thước đường hồi phải được tối ưu đồng thời theo lưu lượng, tổn thất áp suất, tiếng ồn, không gian, khả năng cân bằng và nguy cơ tích tụ chất ô nhiễm.

Sai lầm khi thiết kế quá ít hoặc quá nhiều cửa hồi

Một phòng lớn chỉ có một cửa hồi thường khó duy trì mô hình dòng khí đồng đều, đặc biệt khi bên trong có nhiều máy móc hoặc vách ngăn. Khu vực gần cửa hồi có thể nhận vận tốc lớn, trong khi những góc xa hoặc phía sau thiết bị có ít chuyển động không khí. Nhiệt và hạt tại các vùng này được loại bỏ chậm hơn.

Nếu tổng lưu lượng lớn nhưng chỉ sử dụng một lưới hồi nhỏ, vận tốc mặt lưới tăng và tiếng ồn có thể vượt mức chấp nhận. Lưới cũng nhanh bám bụi hơn vì toàn bộ không khí tập trung tại một vị trí.

Bổ sung nhiều cửa hồi có thể giúp phân phối đều hơn, nhưng không phải càng nhiều càng tốt. Mỗi cửa hồi cần đường ống, van cân bằng, điểm vệ sinh và không gian lắp đặt. Nếu có quá nhiều cửa nhưng không cân bằng đầy đủ, những cửa gần đường ống chính hoặc AHU có thể hút mạnh, trong khi cửa cuối tuyến gần như không có lưu lượng. Về hình thức phòng có nhiều điểm hồi, nhưng hiệu quả thực tế vẫn tập trung tại một vài cửa.

Số lượng cửa hồi cần được xác định theo tổng lưu lượng, diện tích phòng, hình dạng mặt bằng, vị trí nguồn phát sinh và bố trí thiết bị. Một phòng dài có thể cần nhiều cửa phân bố dọc tường. Phòng gần vuông nhưng có một thiết bị lớn ở giữa có thể cần cửa hồi ở nhiều phía để hạn chế vùng chết. Phòng nhỏ và tương đối trống có thể chỉ cần một hoặc hai cửa nếu mô hình dòng khí được chứng minh phù hợp.

Ngoài số lượng, cần xem xét lưu lượng thiết kế của từng cửa. Không nhất thiết mọi cửa đều có cùng lưu lượng. Những khu vực phát sinh nhiệt hoặc hạt lớn hơn có thể cần tỷ lệ hồi cao hơn, miễn là dòng khí không kéo chất ô nhiễm qua vùng sản phẩm.

Đối với phòng có hình dạng phức tạp, nhiều máy cao hoặc nguồn nhiệt lớn, có thể sử dụng CFD - Computational Fluid Dynamics, hay mô phỏng động lực học chất lưu bằng máy tính. CFD giúp dự đoán vận tốc, nhiệt độ, đường đi của hạt và vùng xoáy trước khi thi công. Tuy nhiên, mô phỏng phụ thuộc vào dữ liệu đầu vào và giả định. Kết quả CFD không thay thế cho kiểm tra khói, đo lưu lượng và xác nhận thực tế sau khi hoàn thiện.

Sai lầm khi bỏ qua vệ sinh và bảo trì hệ thống hồi gió

Không khí hồi mang theo hạt phát sinh trong phòng nên lưới hồi, hộp gom và một số đoạn ống có thể tích tụ bụi theo thời gian. Trong khu vực sản xuất bột, lượng tích tụ có thể lớn hơn. Nếu bột có tính hút ẩm, lớp bụi bám có thể kết dính và khó loại bỏ. Nếu chất hữu cơ kết hợp với độ ẩm, nguy cơ vi sinh cũng tăng.

Bụi trên lưới hồi làm giảm diện tích thông thoáng, tăng tổn thất áp suất và thay đổi lưu lượng. Khi các lưới bám bụi không đồng đều, phân bố dòng khí trong phòng cũng thay đổi.
Một sai lầm phổ biến là thiết kế lưới hồi cố định hoặc khó tháo. Nhân viên vệ sinh chỉ lau mặt ngoài nhưng không tiếp cận được phần phía sau và hộp gom.

Đường ống dài nhưng không có cửa thăm tại các vị trí chuyển hướng, hộp gom hoặc đoạn thấp khiến việc kiểm tra bên trong gần như không thể thực hiện. WHO yêu cầu kiểm tra định kỳ để bảo đảm không có bụi tích tụ trong đường ống. Tổ chức này cũng yêu cầu chương trình bảo trì phòng ngừa phù hợp với mức độ quan trọng của hệ thống, đồng thời hoạt động bảo trì không được ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản phẩm.

Khả năng vệ sinh cần được thiết kế từ đầu. Lưới hồi nên dễ tháo nhưng vẫn lắp kín và chắc chắn. Cửa thăm phải đủ kích thước cho dụng cụ và thiết bị làm sạch tiếp cận. Vị trí cửa thăm không nên nằm phía trên thiết bị sản xuất khó che chắn. Khi mở đường ống, bụi bên trong có thể rơi xuống. Cần bố trí tuyến tiếp cận từ hành lang kỹ thuật hoặc khu vực có thể cách ly khi bảo trì.

Đối với đường hồi chứa chất nguy hiểm, phương pháp vệ sinh phải bảo vệ nhân viên và môi trường. Có thể cần hệ thống khép kín, hút chân không chuyên dụng, bộ lọc an toàn hoặc quy trình khử nhiễm trước khi mở.

Tần suất vệ sinh không nên áp dụng giống nhau cho mọi khu vực. Phòng phát sinh nhiều bột cần kiểm tra thường xuyên hơn phòng lắp ráp điện tử có mức phát sinh hạt thấp. Doanh nghiệp nên xác định tần suất dựa trên đánh giá rủi ro, kết quả kiểm tra, chênh áp qua lưới hoặc bộ lọc, xu hướng lưu lượng và tính chất sản phẩm.

Khi thay đổi sản phẩm hoặc tăng công suất, lịch bảo trì cũng phải được xem xét lại. Một hệ thống từng sạch trong chu kỳ 12 tháng có thể tích tụ nhanh hơn nhiều sau khi quy trình mới được đưa vào.

Sai lầm khi không kiểm tra và cân bằng hệ thống sau thi công

Lưu lượng ghi trên bản vẽ là giá trị thiết kế. Sau khi hệ thống được lắp đặt, lưu lượng thực tế có thể khác do sai số kích thước, độ nhám ống, vị trí van, rò rỉ, thay đổi tuyến và điều kiện quạt.

Do đó, hệ thống cần được thực hiện TAB - Testing, Adjusting and Balancing, tức kiểm tra, điều chỉnh và cân bằng. Trong quá trình TAB, lưu lượng tại từng miệng cấp, cửa hồi và cửa thải được đo. Van cân bằng được điều chỉnh để phân phối lưu lượng theo thiết kế, sau đó chênh áp giữa các phòng được kiểm tra.

Sai lầm phổ biến là chỉ đo tổng lưu lượng tại AHU. Tổng lưu lượng đạt yêu cầu không có nghĩa từng phòng và từng cửa hồi đều đạt. Một nhánh có thể thừa gió và nhánh khác thiếu gió nhưng tổng hai nhánh vẫn đúng. Nếu không đo tại từng điểm, sự mất cân bằng sẽ bị bỏ qua.

Sau khi cân bằng lưu lượng, cần kiểm tra chênh áp trong nhiều trạng thái, bao gồm cửa đóng, cửa mở theo quy trình, hệ thống hút cục bộ hoạt động và các chế độ giảm tải. FDA yêu cầu dòng khí phải được đánh giá trong điều kiện động để xác nhận khả năng quét qua và đưa chất ô nhiễm ra khỏi khu vực quan trọng. FDA cũng nhấn mạnh ngay cả hệ thống đã thẩm định vẫn có thể bị suy giảm bởi vận hành, bảo trì hoặc hành vi nhân viên không phù hợp.

Smoke test cần được thực hiện tại các vị trí đại diện, đặc biệt quanh thiết bị lớn, góc phòng, khu vực cửa ra vào và vùng sản phẩm hở. Kết quả nên được quay video để làm bằng chứng và hỗ trợ so sánh khi bố trí thiết bị thay đổi. Chỉ mô tả bằng văn bản rằng “dòng khí tốt” thường không đủ để đánh giá lại sau này.

Bên cạnh đó, có thể thực hiện thử nghiệm thời gian phục hồi để xác định phòng mất bao lâu trở lại mức hạt yêu cầu sau khi bị tạo nhiễm hoặc sau một hoạt động được xác định. WHO yêu cầu số lần trao đổi không khí phải đủ và nhà sản xuất cần xác định thời gian phòng trở lại cấp độ quy định.

Hệ thống cũng cần được tái đánh giá khi có thay đổi. Di chuyển máy, bổ sung vách, thay cửa hồi, thay đổi lưu lượng hút hoặc mở rộng đường ống đều có thể ảnh hưởng đến mô hình dòng khí.

ISO 14644-4:2022 yêu cầu quá trình tạo lập phòng sạch được xem xét từ yêu cầu, thiết kế, xây dựng đến khởi động và xác minh hiệu suất, đồng thời tính đến khả năng duy trì hoạt động trong suốt vòng đời.

Vì vậy, nghiệm thu hệ thống hồi gió không kết thúc khi quạt chạy. Chỉ khi lưu lượng, hướng dòng khí, chênh áp, nhiệt độ, độ ẩm và khả năng phục hồi được kiểm tra trong điều kiện có ý nghĩa, hiệu suất thực tế của hệ thống mới được chứng minh.

FAQ - Câu hỏi thường gặp về hệ thống hồi gió phòng sạch

• Cửa hồi gió phòng sạch nên đặt ở đâu?

Cửa hồi cần được đặt sao cho dòng khí từ miệng cấp đi qua khu vực cần bảo vệ trước khi được lấy ra. Vị trí cụ thể phụ thuộc vào nguồn phát sinh hạt, bố trí máy, chiều cao phòng, nhiệt lượng và loại chất ô nhiễm. Cửa hồi không nên nằm quá gần miệng cấp, bị thiết bị che hoặc đặt tại vị trí không thể vệ sinh.

• Phòng sạch nên dùng hồi gió thấp hay hồi gió cao?

Không có phương án duy nhất cho mọi phòng. Hồi thấp thường phù hợp với hệ thống cấp gió từ trần và nguồn phát sinh hạt gần vùng thao tác. Hồi cao có thể hỗ trợ lấy nhiệt tích tụ phía trên. Một số phòng cần kết hợp cả hai cao độ. Lựa chọn phải được xác nhận bằng phân tích dòng khí và thử nghiệm thực tế.

• Lưu lượng hồi có bằng lưu lượng cấp không?

Không nhất thiết. Lưu lượng hồi phải được xác định cùng gió thải, gió hút cục bộ, gió chuyển giữa các phòng và lượng rò qua cửa. Phòng áp suất dương thường có gió cấp lớn hơn tổng lượng khí lấy ra. Phòng áp suất âm có tổng lượng khí hồi hoặc thải lớn hơn gió cấp.

• Một phòng sạch cần bao nhiêu cửa hồi?

Số lượng cửa hồi phụ thuộc vào diện tích, hình dạng phòng, tổng lưu lượng, vị trí máy và nguồn phát sinh chất ô nhiễm. Phòng lớn hoặc có nhiều vật cản thường cần nhiều điểm hồi hơn. Tuy nhiên, bố trí nhiều cửa nhưng không cân bằng đúng vẫn có thể gây phân phối khí không đồng đều.

• Cửa hồi đặt quá gần miệng cấp gây ảnh hưởng gì?

Không khí sạch có thể đi tắt từ miệng cấp sang cửa hồi mà chưa quét qua vùng thao tác. Điều này làm giảm hiệu quả pha loãng hạt, tạo vùng khí tù đọng, gây chênh lệch nhiệt độ và kéo dài thời gian phục hồi của phòng.

• Có thể dùng chung đường hồi cho nhiều phòng không?

Có thể nếu các phòng có sản phẩm và mức độ rủi ro tương thích, đồng thời nguy cơ nhiễm chéo được kiểm soát. Khi phòng phát sinh hoạt chất mạnh, bụi độc, dung môi, mùi hoặc vi sinh đáng kể, cần đánh giá sử dụng đường hồi riêng, AHU riêng hoặc thải hoàn toàn.

• Vì sao đường hồi cần kiểm tra độ kín?

Đường hồi thường hoạt động ở áp suất âm nên có thể hút không khí bẩn từ trần kỹ thuật hoặc phòng máy qua các mối nối bị rò. Không khí xâm nhập làm tăng tải lọc, tải nhiệt ẩm và có thể đưa chất ô nhiễm vào AHU hoặc mạng cấp.

• Cửa hồi bị che một phần có ảnh hưởng không?

Có. Khi diện tích thông thoáng giảm, vận tốc tại phần còn lại tăng và mô hình dòng khí thay đổi. Khu vực phía sau vật cản có thể xuất hiện khí tù đọng. Cửa hồi bị che cũng khó vệ sinh và kiểm tra.

• Có cần lắp bộ lọc tại cửa hồi không?

Điều này phụ thuộc vào loại sản phẩm, lượng bụi, nguy cơ nhiễm chéo và cấu hình AHU. Bộ lọc hồi có thể bảo vệ đường ống và thiết bị nhưng tạo thêm tổn thất áp suất, cần không gian thay thế và phải được giám sát tình trạng bám bẩn.

• Bộ lọc HEPA trên đường hồi có loại bỏ hoàn toàn nguy cơ nhiễm chéo không?

Không. HEPA có hiệu quả cao đối với hạt nhưng không xử lý mọi loại khí hoặc hơi hóa chất. Nguy cơ còn phụ thuộc vào độ kín, vị trí lọc, quy trình thay lọc và kịch bản quạt dừng. Biện pháp kiểm soát phải được lựa chọn theo tính chất chất ô nhiễm.

• Hệ thống hồi gió ảnh hưởng đến chênh áp như thế nào?

Chênh áp được hình thành từ cân bằng giữa gió cấp và lượng khí rời khỏi phòng. Khi lưu lượng hồi tăng, áp suất phòng có xu hướng giảm. Khi lưu lượng hồi giảm, áp suất có thể tăng. Thay đổi tại một nhánh còn có thể ảnh hưởng các phòng khác nếu dùng chung hệ thống.

• Khi nào nên dùng hệ thống 100% gió tươi?

Hệ thống gió tươi hoàn toàn được cân nhắc khi không khí không được phép tuần hoàn do nguy cơ dung môi, chất độc, hoạt chất mạnh, mùi hoặc nhiễm chéo. Phương án này tiêu thụ nhiều năng lượng hơn nên cần đánh giá đồng thời an toàn, tải nhiệt ẩm và chi phí vận hành.

• Vì sao phòng đạt số lần trao đổi không khí nhưng vẫn có vùng bụi?

Số lần trao đổi không khí chỉ phản ánh tỷ lệ giữa tổng lưu lượng cấp và thể tích phòng. Chỉ số này không cho biết không khí được phân phối như thế nào. Cửa cấp-hồi bố trí sai, thiết bị che dòng khí hoặc hiện tượng đi tắt vẫn có thể tạo vùng bụi dù tổng lưu lượng đạt thiết kế.

• Làm sao phát hiện hệ thống hồi gió thiết kế không tốt?

Các dấu hiệu thường gặp gồm chênh áp dao động, nhiệt độ không đều, bụi tích tụ tại góc, tiếng ồn lớn tại lưới hồi, một số cửa gần như không có gió và thời gian phục hồi kéo dài. Smoke test và đo lưu lượng tại từng cửa giúp xác định nguyên nhân rõ hơn.

• Có cần mô phỏng CFD cho hệ thống hồi gió không?

Không phải mọi phòng đều cần CFD. Mô phỏng phù hợp với phòng có hình dạng phức tạp, nhiều máy lớn, nguồn nhiệt mạnh hoặc vùng sản phẩm quan trọng. CFD cần được xác nhận bằng đo lường và kiểm tra dòng khí sau thi công.

• Bao lâu nên vệ sinh cửa hồi và đường ống hồi?

Tần suất phải dựa trên loại sản phẩm, lượng bụi phát sinh, kết quả kiểm tra và mức độ quan trọng của khu vực. Lưới hồi trong phòng bột có thể cần vệ sinh thường xuyên hơn nhiều so với phòng ít phát sinh hạt. Không nên áp dụng một chu kỳ duy nhất cho toàn bộ nhà máy.

• Có nên dùng cửa hồi như điểm hút bụi cho phòng cân?

Không nên xem hồi gió HVAC là hệ thống hút bụi chính. Phòng cân hoặc quy trình phát sinh bụi cần giải pháp thu gom tại nguồn như Dispensing Booth, Weighing Booth hoặc hệ thống hút bụi cục bộ. Gió hồi phòng chỉ hỗ trợ kiểm soát môi trường chung.

• Điều gì xảy ra khi quạt hồi dừng nhưng quạt cấp vẫn chạy?

Áp suất phòng có thể tăng nhanh, không khí thoát mạnh qua cửa và làm mất chuỗi chênh áp. Tùy cấu hình, khí còn có thể đi ngược qua đường hồi sang phòng khác. Hệ thống cần có liên động, cảnh báo và trình tự dừng phù hợp.

• Sau khi di chuyển máy có cần kiểm tra lại hồi gió không?

Có. Máy mới có thể che cửa hồi hoặc làm thay đổi đường đi của không khí. Sau thay đổi đáng kể, cần đo lại lưu lượng, kiểm tra chênh áp và thực hiện smoke test tại các vùng bị ảnh hưởng.

Kết luận

Hệ thống hồi gió không chỉ có nhiệm vụ đưa không khí từ phòng sạch trở lại AHU. Thiết kế hồi gió quyết định dòng khí sẽ quét qua phòng như thế nào, chất ô nhiễm được thu gom ở đâu và chênh áp giữa các khu vực có được duy trì ổn định hay không.

Những sai lầm như đặt cửa hồi quá gần miệng cấp, lựa chọn sai cao độ, để thiết bị che lưới hồi hoặc tính lưu lượng hồi bằng đúng lưu lượng cấp có thể làm suy giảm đáng kể hiệu suất phòng sạch.

Rủi ro trở nên nghiêm trọng hơn khi nhiều khu vực có sản phẩm khác nhau dùng chung một tuyến hồi mà không có đánh giá nhiễm chéo. Đường ống hồi không kín cũng có thể hút bụi, hơi ẩm và vi sinh từ trần kỹ thuật vào hệ thống.

Một thiết kế phù hợp phải xem xét đồng thời vị trí cửa cấp-hồi, cân bằng khối lượng không khí, trạng thái áp suất, đặc tính chất ô nhiễm, khả năng vệ sinh và các tình huống quạt hoặc thiết bị hút cục bộ dừng hoạt động.

Sau thi công, hệ thống cần được đo lưu lượng tại từng nhánh, cân bằng, kiểm tra chênh áp và xác nhận mô hình dòng khí bằng smoke test. Khi bố trí máy hoặc công năng phòng thay đổi, hiệu suất hồi gió cũng cần được đánh giá lại.

Thiết bị phòng sạch VCR là đơn vị cung cấp thiết bị phòng sạch cho các nhà thầu thi công phòng sạch trong lĩnh vực dược phẩm, điện tử, thực phẩm, mỹ phẩm, y tế và phòng thí nghiệm. Chúng tôi hỗ trợ nhà thầu lựa chọn FFU, HEPA Box, Pass Box, Air Shower, Clean Booth, BIBO, cửa phòng sạch, đèn phòng sạch và đồng hồ chênh áp phù hợp với phương án cấp-hồi gió, chuỗi chênh áp và yêu cầu kiểm soát nhiễm bẩn của từng dự án.

Liên hệ Thiết bị phòng sạch VCR để trao đổi về yêu cầu thiết bị và phương án bố trí phù hợp cho từng khu vực phòng sạch.