L'unità di filtraggio con ventilatore FFU è un'apparecchiatura necessaria per i progetti di camere bianche. È inoltre un'unità di filtraggio dell'aria indispensabile per camere bianche prive di polvere. È necessaria anche per banchi di lavoro ultra-puliti e cabine a flusso laminare.
Con lo sviluppo dell'economia e il miglioramento del tenore di vita, le persone hanno esigenze sempre più elevate in termini di qualità dei prodotti. FFU determina la qualità del prodotto in base alla tecnologia e all'ambiente di produzione, spingendo i produttori a perseguire tecnologie di produzione sempre migliori.
I settori che utilizzano unità di filtrazione a ventilatore FFU, in particolare l'elettronica, il settore farmaceutico, alimentare, la bioingegneria, il settore medicale e i laboratori, hanno requisiti rigorosi per l'ambiente di produzione. Questi requisiti integrano tecnologia, edilizia, arredo urbano, approvvigionamento idrico e fognario, purificazione dell'aria, climatizzazione e condizionamento, controllo automatico e diverse altre tecnologie. I principali indicatori tecnici per misurare la qualità dell'ambiente di produzione in questi settori includono temperatura, umidità, pulizia, volume d'aria, pressione positiva interna, ecc.
Pertanto, il controllo razionale di vari indicatori tecnici dell'ambiente di produzione per soddisfare i requisiti di processi produttivi specifici è diventato uno dei principali temi di ricerca nell'ingegneria delle camere bianche. Già negli anni '60 è stata sviluppata la prima camera bianca a flusso laminare al mondo. Le applicazioni delle unità a flusso laminare (FFU) hanno iniziato a diffondersi sin dalla loro nascita.
1. Stato attuale del metodo di controllo FFU
Attualmente, le unità di ventilazione e filtraggio (FFU) utilizzano generalmente motori CA monofase a velocità multipla e motori EC monofase a velocità multipla. Esistono sostanzialmente due tensioni di alimentazione per il motore dell'unità di ventilazione e filtraggio FFU: 110 V e 220 V.
I suoi metodi di controllo si suddividono principalmente nelle seguenti categorie:
(1). Controllo interruttore a velocità multipla
(2). Controllo della regolazione continua della velocità
(3). Controllo computerizzato
(4). Telecomando
Di seguito viene presentata una semplice analisi e un confronto dei quattro metodi di controllo sopra descritti:
2. Controllo interruttore multivelocità FFU
Il sistema di controllo con interruttore a velocità variabile include solo un interruttore di velocità e un interruttore di alimentazione forniti con l'unità di flusso d'aria (FFU). Poiché i componenti di controllo sono forniti dall'FFU e distribuiti in vari punti sul soffitto della camera bianca, il personale deve regolare l'FFU tramite l'interruttore di selezione in loco, il che risulta estremamente scomodo. Inoltre, la gamma di regolazione della velocità dell'aria dell'FFU è limitata a pochi livelli. Per superare questi inconvenienti, attraverso la progettazione dei circuiti elettrici, tutti gli interruttori a velocità variabile dell'FFU sono stati centralizzati e collocati in un armadio a pavimento per ottenere un controllo centralizzato. Tuttavia, sia esteticamente che funzionalmente, il sistema presenta delle limitazioni. I vantaggi del controllo con interruttore a velocità variabile sono la semplicità di utilizzo e il basso costo, ma ci sono molti svantaggi: come l'elevato consumo energetico, l'impossibilità di regolare la velocità in modo fluido, l'assenza di un segnale di feedback e l'impossibilità di ottenere un controllo di gruppo flessibile, ecc.
3. Regolazione continua della velocità
Rispetto al metodo di controllo con interruttore a velocità variabile, il controllo a velocità continua dispone di un regolatore di velocità continuo aggiuntivo, che consente di regolare la velocità della ventola FFU in modo continuo, ma sacrifica anche l'efficienza del motore, rendendo il consumo energetico superiore rispetto al metodo di controllo con interruttore a velocità variabile.
- Controllo computer
Il metodo di controllo computerizzato utilizza generalmente un motore EC. Rispetto ai due metodi precedenti, il metodo di controllo computerizzato presenta le seguenti funzioni avanzate:
(1). Utilizzando la modalità di controllo distribuito, è possibile realizzare facilmente il monitoraggio e il controllo centralizzati dell'FFU.
(2). È possibile realizzare facilmente il controllo di unità singole, unità multiple e partizioni dell'FFU.
(3). Il sistema di controllo intelligente ha funzioni di risparmio energetico.
(4). Per il monitoraggio e il controllo è possibile utilizzare un telecomando opzionale.
(5). Il sistema di controllo dispone di un'interfaccia di comunicazione riservata che può comunicare con il computer host o la rete per realizzare funzioni di comunicazione e gestione remota. I principali vantaggi del controllo dei motori EC sono: facilità di controllo e ampia gamma di velocità. Tuttavia, questo metodo di controllo presenta anche alcuni difetti fatali:
(6). Poiché nei motori FFU non è consentito avere spazzole in camera bianca, tutti i motori FFU utilizzano motori EC senza spazzole e il problema della commutazione viene risolto tramite commutatori elettronici. La breve durata dei commutatori elettronici riduce notevolmente la durata di servizio dell'intero sistema di controllo.
(7). L'intero sistema è costoso.
(8). Il costo della manutenzione successiva è elevato.
5. Metodo di controllo remoto
In aggiunta al metodo di controllo computerizzato, è possibile utilizzare il metodo di controllo remoto per controllare ciascuna FFU, completando così il metodo di controllo computerizzato.
In sintesi: i primi due metodi di controllo presentano un elevato consumo energetico e sono scomodi da gestire; gli ultimi due hanno una durata limitata e costi elevati. Esiste un metodo di controllo in grado di garantire basso consumo energetico, facilità d'uso, durata garantita e costi contenuti? Sì, si tratta del metodo di controllo computerizzato tramite motore a corrente alternata.
Rispetto ai motori EC, i motori AC presentano una serie di vantaggi, tra cui struttura semplice, dimensioni ridotte, facilità di produzione, funzionamento affidabile e prezzo contenuto. Non avendo problemi di commutazione, la loro durata è di gran lunga superiore a quella dei motori EC. Per lungo tempo, a causa delle scarse prestazioni nella regolazione della velocità, il metodo di regolazione della velocità basato sui motori EC è stato dominato da quello dei motori EC. Tuttavia, con l'avvento e lo sviluppo di nuovi dispositivi elettronici di potenza e circuiti integrati su larga scala, nonché con la continua evoluzione e applicazione di nuove teorie di controllo, i metodi di controllo dei motori AC si sono gradualmente evoluti e finiranno per sostituire i sistemi di controllo della velocità basati sui motori EC.
Nel metodo di controllo CA delle unità di ventilazione forzata (FFU), si distinguono principalmente due metodi: il controllo a regolazione di tensione e il controllo a conversione di frequenza. Il cosiddetto controllo a regolazione di tensione regola la velocità del motore modificando direttamente la tensione dello statore. Gli svantaggi del metodo a regolazione di tensione sono: bassa efficienza durante la regolazione della velocità, eccessivo surriscaldamento del motore a basse velocità e intervallo di regolazione della velocità ristretto. Tuttavia, gli svantaggi del metodo a regolazione di tensione non sono molto evidenti per i carichi delle unità di ventilazione forzata, e nella situazione attuale presenta alcuni vantaggi.
(1). Lo schema di regolazione della velocità è maturo e il sistema di regolazione della velocità è stabile, il che può garantire un funzionamento continuo senza problemi per lungo tempo.
(2). Facilità d'uso e basso costo del sistema di controllo.
(3). Poiché il carico della ventola FFU è molto leggero, il calore del motore non è molto elevato a bassa velocità.
(4). Il metodo di regolazione della tensione è particolarmente adatto al carico della ventola. Poiché la curva di funzionamento della ventola FFU è una curva di smorzamento unica, l'intervallo di regolazione della velocità può essere molto ampio. Pertanto, in futuro, il metodo di regolazione della tensione sarà anche un importante metodo di regolazione della velocità.
Data di pubblicazione: 18 dicembre 2023