Chọn kích thước BIBO bắt đầu từ thông số nào?

BIBO là housing chứa bộ lọc và hỗ trợ thay lọc qua túi kín. Thiết bị không tạo ra lưu lượng mà tiếp nhận dòng khí từ quạt và hệ thống HVAC.

Trình tự xác định kích thước thường đi theo mạch:

Lưu lượng thiết kế → kích thước và khả năng mang khí của bộ lọc → số module → số cấp lọc → kích thước tổng thể BIBO

Lưu lượng thiết kế được lấy theo tuyến khí mà BIBO phục vụ, chẳng hạn đường hồi, đường thải hoặc nhánh hút cục bộ. Trường hợp nhiều nhánh cùng kết nối về một housing, lưu lượng phản ánh các nhánh hoạt động đồng thời.

Sau khi xác định lưu lượng, dữ liệu của bộ lọc trở thành cơ sở lựa chọn tiếp theo. Cùng một cấp HEPA H13 hoặc H14, mỗi kích thước và kết cấu lọc có thể mang một mức lưu lượng khác nhau tại trở lực tương ứng.

ASHRAE xác định vận tốc mặt lọc, sức cản dòng khí, nồng độ hạt, chu kỳ thay lọc và yêu cầu xử lý sau sử dụng là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn thiết bị lọc.

Phân biệt kích thước lọc và kích thước tổng thể BIBO

Kích thước lọc BIBO thể hiện chiều rộng, chiều cao và chiều sâu của bộ lọc được lắp trong housing.

Trong khi đó, kích thước BIBO là kích thước bên ngoài của toàn bộ thiết bị, bao gồm:

• Khoang chứa bộ lọc;
• Khung giữ và cơ cấu ép lọc;
• Cửa bảo trì;
• Vị trí gắn túi thay lọc;
• Thành và kết cấu gia cường housing;
• Mặt bích kết nối ống gió;
• Khoảng chuyển tiếp giữa các tầng lọc;
• Phụ kiện giám sát hoặc cách ly.

Hai housing sử dụng cùng một kích thước HEPA vẫn có thể khác nhau về chiều rộng, chiều cao hoặc chiều sâu. Nguyên nhân đến từ số cấp lọc, hướng mở cửa, kiểu kết nối và các phụ kiện tích hợp.

Kích thước lọc vì vậy chỉ phản ánh phần lõi bên trong, chưa thể hiện đầy đủ kích thước lắp đặt của hệ thống BIBO.

Quy đổi lưu lượng thành diện tích mặt lọc

Quan hệ cơ bản giữa lưu lượng, diện tích mặt lọc và vận tốc được biểu diễn bằng công thức:

Q = 3.600 × A × v

Trong đó:

• Q: lưu lượng gió, đơn vị m³/h;
• A: tổng diện tích mặt lọc, đơn vị m²;
• v: vận tốc gió tại mặt lọc, đơn vị m/s.

Ví dụ, một tuyến khí có lưu lượng 5.400 m³/h, tương đương 1,5 m³/s. Nếu bộ lọc làm việc tại vận tốc mặt 1 m/s, tổng diện tích mặt lọc sơ bộ là:

A = 1,5 ÷ 1 = 1,5 m²

Kết quả này cho biết tổng diện tích mặt lọc cần thiết, chưa phải kích thước cuối cùng của housing.

Bộ lọc HEPA dạng xếp nếp có diện tích vật liệu lớn hơn nhiều so với diện tích mặt nhìn thấy. Vì vậy, khả năng mang khí không chỉ phụ thuộc chiều rộng và chiều cao mà còn liên quan đến chiều sâu lọc, cấu trúc nếp gấp và diện tích vật liệu bên trong.

Xác định số module lọc bố trí song song

Khi đã có lưu lượng thiết kế, số lượng module lọc được xác định sơ bộ theo công thức:

Số module = Lưu lượng thiết kế ÷ Lưu lượng phù hợp của một bộ lọc

Kết quả được làm tròn lên theo số module nguyên.

Ví dụ, hệ thống yêu cầu lưu lượng 6.800 m³/h. Một bộ lọc phù hợp với lưu lượng 3.400 m³/h tại điều kiện thiết kế. Cấu hình sơ bộ gồm:

6.800 ÷ 3.400 = 2 module

Hai module được bố trí song song để chia tổng lưu lượng. Khi phân phối khí đồng đều, mỗi bộ lọc tiếp nhận khoảng 3.400 m³/h và có mức chênh áp tương đương.

Nếu sử dụng ba module cho cùng lưu lượng, lượng khí qua mỗi lọc giảm xuống. Vận tốc mặt và trở lực ban đầu có thể thấp hơn, nhưng housing trở nên lớn hơn, số cửa thay lọc tăng và chi phí thiết bị thay đổi theo.

Kích thước bộ lọc ảnh hưởng đến housing ra sao?

Bộ lọc kích thước lớn giúp giảm số lượng module trên cùng một lưu lượng. Cấu hình này có ít cửa bảo trì và ít vị trí làm kín hơn.

Bộ lọc kích thước nhỏ tạo sự linh hoạt khi bố trí trong không gian hẹp hoặc khi khối lượng bộ lọc lớn gây khó khăn cho thao tác. Đổi lại, cùng một lưu lượng có thể cần nhiều module hơn.

Sự lựa chọn giữa các kích thước lọc liên quan đến:

Trong BIBO, thao tác thay lọc diễn ra qua túi kín. Kích thước và khối lượng lọc vì vậy tác động trực tiếp đến khả năng kéo lọc ra khỏi cơ cấu giữ, đưa vào túi và niêm phong sau khi tháo.

Module song song và các cấp lọc nối tiếp

Số module và số cấp lọc thể hiện hai hướng bố trí khác nhau.

Các module đặt song song cùng chia một lưu lượng. Cấu hình này làm tăng diện tích mặt lọc và khả năng mang khí của housing.

Các tầng lọc đặt nối tiếp tiếp nhận cùng một lưu lượng. Chênh áp của từng tầng được cộng vào tổng trở lực của hệ thống.

Ví dụ:

• Hai HEPA song song: tăng tổng lưu lượng;
• Tiền lọc và HEPA nối tiếp: phân chia tải bụi;
• Tiền lọc, lọc tinh và HEPA: tăng số giai đoạn xử lý;
• Hai HEPA nối tiếp: tạo thêm một tầng lọc hiệu suất cao.

Trong hệ thống xử lý dược chất nguy hại, WHO mô tả safe-change housing có thể chứa cả tiền lọc và HEPA, đồng thời từng tầng lọc được tháo bằng hệ thống túi kín. Với tác nhân đặc biệt nguy hại, hai bank HEPA nối tiếp có thể được bố trí để tạo thêm lớp bảo vệ.

Số cấp lọc tăng làm chiều dài housing lớn hơn. Kích thước tổng thể cũng thay đổi theo chiều sâu của từng bộ lọc, khoảng nối giữa các bank và cơ cấu cửa bảo trì.

Trở lực tham gia vào quá trình chọn kích thước

Một housing có đủ diện tích mặt lọc vẫn cần được đối chiếu với khả năng tạo áp của quạt.

Tổng trở lực gồm:

• Trở lực của từng bộ lọc;
• Tổn thất qua khoang housing;
• Van cách ly và phụ kiện;
• Mặt bích, đoạn chuyển và ống gió;
• Mức tăng chênh áp khi lọc tích bụi.

Bộ lọc có diện tích mặt lớn hơn thường làm giảm vận tốc khí trên mỗi module tại cùng tổng lưu lượng. Tuy nhiên, kết quả cuối cùng vẫn phụ thuộc thiết kế vật liệu, chiều sâu lọc và thông số do nhà sản xuất công bố.

ASHRAE lưu ý trở lực của bộ lọc khi đã tải bụi là dữ liệu quan trọng trong thiết kế vì đây là mức áp suất quạt phải vượt qua trong quá trình vận hành.

Kích thước housing còn phụ thuộc những thành phần nào?

Sau khi chọn được số lượng và kích thước lọc, kích thước ngoài của BIBO được hình thành từ kết cấu thực tế:

Kích thước lọc + khung giữ + cơ cấu ép + khoảng hở kỹ thuật + thành housing + cửa bảo trì + mặt bích

Chiều rộng và chiều cao thường thay đổi theo cách xếp các module. Chiều sâu phụ thuộc số cấp lọc, chiều sâu từng bộ lọc và khoảng chuyển tiếp khí.

Cửa thay lọc cũng chiếm một phần không gian bên ngoài. Khu vực này dành cho quá trình mở cửa, gắn túi, kéo bộ lọc cũ ra và đưa bộ lọc mới vào.

Không gian bảo trì không nằm trong kích thước ghi trên catalogue nhưng vẫn được thể hiện trên bản vẽ bố trí. Housing vừa khít với phòng kỹ thuật vẫn có thể tạo khó khăn vận hành nếu phía cửa thay lọc thiếu khoảng thao tác.

Dữ liệu thường dùng khi chọn kích thước BIBO

Giải pháp BIBO VCR

VCR cung cấp giải pháp BIBO theo lưu lượng, kích thước lọc, số module và số cấp lọc của từng tuyến khí.

Một số cấu hình tham khảo sử dụng bộ lọc kích thước 305 × 610 × 292 mm với lưu lượng định mức 1.700 m³/h hoặc bộ lọc 610 × 610 × 292 mm với lưu lượng 3.400 m³/h. Kích thước housing tương ứng thay đổi theo kích thước lọc và số lượng module.

Hệ thống có thể kết hợp lọc thô G4, HEPA Gel Seal H14, housing nhiều tầng và túi thay riêng cho từng cửa. Cấu hình cuối cùng được xây dựng từ dữ liệu HVAC, trở lực lọc, không gian bảo trì và yêu cầu containment của khu vực.

Kết luận

Chọn kích thước BIBO là quá trình chuyển đổi từ lưu lượng thiết kế sang kích thước và số lượng bộ lọc, sau đó hoàn thiện bằng số cấp lọc, kết cấu housing và không gian bảo trì.

Kích thước lọc quyết định phần lõi của thiết bị, còn kích thước tổng thể BIBO bao gồm thêm cửa thay lọc, cơ cấu ép, mặt bích và các khoảng kỹ thuật. Sự kết hợp giữa lưu lượng, trở lực và điều kiện lắp đặt tạo nên cấu hình phù hợp cho từng hệ thống.

FAQs

Có thể chọn kích thước BIBO chỉ theo kích thước HEPA không?

Kích thước HEPA là một dữ liệu đầu vào. Housing còn phụ thuộc số module, số cấp lọc, cơ cấu cửa, mặt bích và không gian bảo trì.

Chia lưu lượng thành nhiều module nhỏ có làm tăng trở lực không?

Các module song song chia tổng lưu lượng và không cộng dồn chênh áp như các tầng nối tiếp. Trở lực thực tế phụ thuộc vận tốc qua từng lọc và khả năng phân phối khí.

BIBO nhiều cấp khác BIBO nhiều module thế nào?

BIBO nhiều cấp có các tầng lọc nối tiếp theo chiều khí. BIBO nhiều module sử dụng nhiều bộ lọc song song để đáp ứng tổng lưu lượng.

Vì sao cùng một kích thước lọc nhưng housing có kích thước khác nhau?

Kích thước ngoài còn phụ thuộc số cấp lọc, hướng mở cửa, cơ cấu ép, mặt bích, phụ kiện và khoảng chuyển tiếp luồng khí.