Trong thiết kế hệ thống HVAC phòng sạch, bộ lọc HEPA có nhiệm vụ loại bỏ các hạt bụi và tiểu phân trong dòng không khí. Tuy nhiên, bên cạnh hiệu suất lọc, HEPA còn tạo ra trở lực mà quạt phải vượt qua để duy trì lưu lượng gió thiết kế.
Một hệ thống có bộ lọc HEPA H13 hoặc H14 chất lượng tốt vẫn có thể hoạt động không đạt yêu cầu nếu quạt không đủ áp suất, lưu lượng phân phối không đồng đều hoặc không khí đi vòng qua khung lọc. Ngược lại, chọn quạt có áp suất quá lớn mà thiếu giải pháp điều khiển thích hợp có thể làm tăng điện năng tiêu thụ, tiếng ồn và khó khăn khi cân bằng gió.
Tổn thất áp suất qua lọc HEPA không cố định trong suốt thời gian sử dụng. Khi bộ lọc tích tụ bụi, trở lực có thể tăng lên, làm thay đổi điểm làm việc của quạt và lưu lượng gió.
Vậy tổn thất áp suất HEPA được xác định như thế nào? Có phải cứ lọc H14 thì tổn thất luôn lớn hơn H13? Khi chọn quạt phải sử dụng áp suất lọc mới hay áp suất cuối vòng đời? Và kiểm tra HEPA tại công trình cần thực hiện những gì? Bài viết phân tích các nguyên lý và ví dụ cho hệ thống cấp gió 6.000 m³/h.
1. Bộ lọc HEPA là gì?
HEPA là viết tắt của High Efficiency Particulate Air, chỉ nhóm bộ lọc không khí hiệu suất cao được thiết kế để giữ lại các hạt lơ lửng trong dòng không khí. Các bộ lọc này sử dụng vật liệu có cấu trúc sợi, thường xếp nếp nhằm tăng diện tích vật liệu lọc trong kích thước khung nhất định.
Các cơ chế giữ hạt có thể gồm va chạm quán tính, chặn bắt hạt, khuếch tán Brown và các cơ chế tương tác hạt–sợi khác. Hiệu quả lọc phụ thuộc kích thước hạt, vận tốc dòng khí, cấu trúc vật liệu và điều kiện thử.
1.1. HEPA không phải một mức hiệu suất duy nhất
Trong các hệ thống tiêu chuẩn khác nhau, định nghĩa và phương pháp thử HEPA có thể khác nhau. US EPA mô tả bộ lọc HEPA theo khả năng giữ tối thiểu 99,97% hạt kích thước 0,3 µm theo định nghĩa được dẫn chiếu; trong khi cấp H13/H14 theo EN 1822 được đánh giá tại MPPS. Không nên đồng nhất trực tiếp hai cách phân loại.
1.2. MPPS là gì?
MPPS – Most Penetrating Particle Size là kích thước hạt có khả năng xuyên qua bộ lọc lớn nhất trong điều kiện thử tương ứng, tức vùng kích thước có hiệu suất giữ hạt thấp nhất. MPPS không cố định cho mọi vật liệu hoặc mọi chế độ vận hành; đánh giá tại MPPS là thành phần quan trọng của phương pháp phân loại lọc hiệu suất cao.
2. Phân biệt lọc HEPA H13 và H14
Theo phương pháp phân loại EN 1822, các mức hiệu suất tổng thể tối thiểu tại MPPS thường được trình bày như sau:
| Cấp lọc | Hiệu suất tổng thể tối thiểu tại MPPS | Độ xuyên qua tối đa |
|---|---|---|
| H13 | 99,95% | 0,05% |
| H14 | 99,995% | 0,005% |
Các giá trị trên phản ánh điều kiện phân loại tương ứng, không phải hiệu suất bảo đảm tại mọi kích thước hạt và mọi cách lắp đặt.
2.1. H14 có luôn trở lực lớn hơn H13?
Không thể kết luận chỉ từ ký hiệu cấp lọc. Trở lực phụ thuộc diện tích và cấu trúc nếp gấp, vật liệu, kích thước khung, chiều sâu, lưu lượng và kiểu đường khí. Một model H14 thiết kế tối ưu có thể có đặc tính trở lực thấp hơn một model H13 khác tại những điều kiện nhất định. Chọn hiệu suất lọc và chọn đường cong trở lực là hai bước liên quan nhưng không thể thay thế nhau.
2.2. Phòng sạch ISO 7 có bắt buộc dùng H13?
Không thể suy ra cấp HEPA chỉ bằng cấp ISO của phòng. ISO 14644-1 phân loại độ sạch theo nồng độ hạt trong không khí ở điều kiện xác định. Việc lựa chọn cấp lọc phải xét mục tiêu kiểm soát nhiễm bẩn, công nghệ, vị trí lọc, dạng dòng khí, tiêu chuẩn chuyên ngành và rủi ro. Cấp sạch của phòng phản ánh hoạt động của toàn hệ thống, không phải chỉ tên bộ lọc.
3. Vị trí lắp HEPA trong hệ thống HVAC
3.1. HEPA trong AHU
Một số AHU có cấp lọc HEPA tích hợp. Khi thiết kế cần xem xét trở lực, độ kín khung, khả năng thay thế, áp suất khả dụng của quạt và nguy cơ nhiễm bẩn phía sau lọc. Lọc tại AHU không tự bảo đảm khí đến đầu cuối còn đáp ứng mọi yêu cầu nếu đường ống hoặc các kết nối phía sau không được kiểm soát.
3.2. HEPA đầu cuối – Terminal HEPA
HEPA đầu cuối thường lắp tại trần trong hộp lọc và miệng cấp phù hợp, gần vị trí khí cấp đi vào vùng kiểm soát. Hộp lọc cần cấu tạo làm kín, khả năng thử nghiệm, bảo trì và phân phối gió đúng thiết kế. Nếu hộp lọc không có quạt riêng, quạt của AHU hoặc hệ cấp trung tâm phải thắng trở lực lọc đầu cuối.
3.3. HEPA trong FFU
FFU – Fan Filter Unit là cụm có quạt tích hợp cùng phần tử lọc. Phải xác định đúng ranh giới tính toán AHU–plenum–FFU–phòng: không được tự động cộng toàn bộ trở lực lọc bên trong FFU vào ESP của AHU nếu AHU không trực tiếp đảm nhiệm việc thắng trở lực đó.
4. Tổn thất áp suất qua lọc HEPA là gì?
Tổn thất áp suất qua bộ lọc là mức giảm áp suất của dòng khí khi đi qua phần tử lọc ở điều kiện vận hành xác định, ký hiệu ΔPfilter, đơn vị Pa. Chênh áp tĩnh giữa hai đầu lấy áp trước và sau lọc thường được dùng theo dõi trở lực tại công trình khi vị trí lấy áp được bố trí phù hợp. Trong tính áp suất quạt, cần phân biệt áp suất tổng và áp suất tĩnh tại các mặt cắt có vận tốc khác nhau.
4.1. Initial Pressure Drop – Trở lực ban đầu
Là giá trị trở lực của lọc sạch tại lưu lượng và điều kiện thử quy định. Ví dụ 250 Pa tại 2.535 m³/h là một cặp giá trị của một model và điều kiện cụ thể; không có nghĩa lọc luôn tạo 250 Pa tại mọi lưu lượng.
4.2. Final Pressure Drop – Trở lực cuối
Cần phân biệt mức cuối được nhà sản xuất khuyến nghị thay lọc với mức trở lực cực đại mà cấu trúc có thể chịu. Ngưỡng thay thế thực tế còn phụ thuộc yêu cầu công nghệ, khả năng duy trì lưu lượng, an toàn và giới hạn cơ học.
4.3. Ví dụ catalogue
Một dòng Camfil Absolute CE H13 có cấu hình được công bố tham khảo: kích thước 610 × 610 × 292 mm, lưu lượng định mức 2.535 m³/h, trở lực ban đầu 250 Pa và mức cuối khuyến nghị bằng hai lần trở lực ban đầu. Như vậy mức cuối theo ví dụ là 500 Pa. Không áp dụng mặc định mức này cho sản phẩm hoặc model khác; phải dùng catalogue cụ thể và thông tin còn hiệu lực.
5. Vì sao trở lực HEPA tăng theo thời gian?
Khi vận hành, bụi và hạt tích tụ trong hoặc trên vật liệu lọc, làm tăng sức cản của dòng khí. Tốc độ tăng phụ thuộc nồng độ, phân bố kích thước hạt, lưu lượng, vật liệu, lọc sơ bộ, thời gian, độ ẩm và loại ô nhiễm. Không nên giả định trở lực tăng tuyến tính theo số ngày.
5.1. Quạt tốc độ cố định
Khi trở lực tăng, đặc tính hệ thống thay đổi và điểm làm việc thường dịch chuyển theo đường đặc tính quạt; lưu lượng có thể giảm. Mức giảm phải được xác định từ giao điểm đường cong quạt và đường cong hệ thống.
5.2. Quạt có điều khiển lưu lượng
Với hệ điều khiển giữ lưu lượng, quạt có thể cần tăng tốc khi trở lực tăng; công suất điện có thể tăng nhưng phụ thuộc hiệu suất và điểm vận hành thực.
5.3. Ảnh hưởng đến phòng sạch
Lưu lượng giảm có thể ảnh hưởng bội số trao đổi khí, vận tốc cấp, phân phối dòng, cân bằng cấp–hồi–thải, chênh áp các phòng và thời gian phục hồi độ sạch. Giám sát chênh áp lọc phải kết hợp quan sát lưu lượng và các điều kiện phòng.
6. Xác định lưu lượng qua từng bộ lọc HEPA
Với N phần tử lọc mắc song song và giả thiết phân phối đều:
Qfilter = Qtotal / N
Nếu tổng Qtotal = 6.000 m³/h và có 4 lọc, lưu lượng mỗi phần tử bằng 1.500 m³/h. Khi tra catalogue phải tìm trở lực đúng tại 1.500 m³/h, thay vì mặc định dùng dữ liệu ở lưu lượng định mức khác.
6.1. Vận tốc mặt danh nghĩa
Giả sử bề mặt danh nghĩa 610 × 610 mm:
A = 0,610 × 0,610 = 0,3721 m²
v = 1.500 / (3.600 × 0,3721) ≈ 1,12 m/s
Đây chỉ là vận tốc theo diện tích hình học ngoài của mặt lọc, không phải vận tốc trong từng khe của lớp vật liệu gấp nếp; diện tích thông khí thực có thể khác vì phần khung.
6.2. Không mặc định phân phối đều
Plenum, hướng khí vào và vị trí lắp có thể khiến lưu lượng phân phối không đều. Bộ lọc chịu gió lớn hơn có thể có trở lực và tốc độ tích bụi khác. Cần đánh giá cấu hình plenum và cân bằng dòng khí thực tế.
7. Mô hình hóa quan hệ trở lực và lưu lượng
Trong phạm vi nhất định, có thể biểu diễn gần đúng ΔP = K × Qⁿ, trong đó hệ số K và số mũ n phụ thuộc cấu trúc lọc, trạng thái tải bụi, phạm vi lưu lượng và hệ đơn vị. Đây không phải công thức có thông số chung cho mọi HEPA.
7.1. Có dùng công thức bình phương lưu lượng được không?
Quan hệ tổn thất cục bộ tỷ lệ gần bình phương vận tốc thường gặp trong ống gió, nhưng HEPA là môi trường xốp với cơ chế tổn thất riêng. Không được mặc định ΔP₂ = ΔP₁ × (Q₂/Q₁)² cho mọi bộ lọc.
7.2. Ưu tiên dữ liệu nhà sản xuất
Cần tìm lưu lượng định mức, trở lực ban đầu, đường cong Q–ΔP, giới hạn lưu lượng, mức trở lực cuối và giới hạn cơ học. Nếu thiếu dữ liệu phải nêu giả thiết và yêu cầu nhà cung cấp xác nhận trước khi chốt.
8. Lọc nối tiếp và lọc song song
8.1. Lọc nối tiếp
Dòng khí lần lượt đi qua lọc sơ bộ, lọc trung gian và HEPA; khi tính nhất quán, các mức trở lực này cộng trên cùng tuyến.
| Cấp lọc | Trở lực minh họa |
|---|---|
| Lọc sơ bộ | 65 Pa |
| Lọc trung gian | 90 Pa |
| HEPA | 200 Pa |
| Tổng | 355 Pa |
8.2. Lọc song song
Nếu bốn lọc cùng kết nối giữa hai vùng plenum, mỗi lọc nhận 1.500 m³/h và có trở lực 200 Pa, thì trở lực chung của nhánh song song xấp xỉ 200 Pa, không phải 800 Pa. Vẫn cần tính thêm tổn thất phân phối và thu gom khí nếu chưa có trong hạng mục khác.
9. Tính tổng tổn thất hệ thống có HEPA
Áp suất yêu cầu của quạt cần xét các thành phần trên tuyến khí phù hợp: cửa lấy gió, ống và fitting, damper, lọc sơ bộ, coil, tiêu âm, HEPA, phụ kiện đầu cuối và các khoản tổn thất khác. Phải xác định nhất quán loại áp suất đang cộng và những tổn thất đã được nhà sản xuất bao gồm.
Không được cộng tùy ý chênh áp tĩnh đo ở các mặt cắt có vận tốc khác nhau để coi là áp suất quạt. Trong tính sơ bộ, các giá trị tổn thất thành phần phải được xác định theo phương pháp tương ứng và không trùng lặp.
9.1. Tránh tính trùng trở lực AHU
Nếu nhà sản xuất AHU báo ESP – External Static Pressure, cần kiểm tra coil, lọc hoặc quạt bên trong đã được tính trong chỉ tiêu này chưa. Khi dùng ESP ở đầu ra AHU để chọn mạng ngoài thiết bị, không cộng lại những trở lực đã được tính bên trong. Nếu chọn quạt thành phần từ curve, ranh giới tính sẽ khác.
10. Ví dụ tính tổn thất và chọn quạt HEPA 6.000 m³/h
Xét AHU cấp 100% gió ngoài trời qua cụm bốn HEPA đầu cuối song song, mỗi lọc 1.500 m³/h. Giả sử trở lực HEPA sạch 200 Pa, tại giới hạn vận hành thiết kế 400 Pa. Đây là những số liệu giả định chứ không phải catalogue cụ thể.
10.1. Bảng trở lực trên tuyến
| Thành phần | Trở lực giả định |
|---|---|
| Cửa lấy gió ngoài trời | 45 Pa |
| Lọc sơ bộ | 65 Pa |
| Coil xử lý không khí | 120 Pa |
| Phụ kiện bên trong AHU | 50 Pa |
| Đường ống và fitting | 160 Pa |
| Bộ tiêu âm | 55 Pa |
| Miệng cấp và phụ kiện đầu cuối | 40 Pa |
| Tổn thất khác, gồm hiệu ứng lắp đặt dự kiến | 5 Pa |
| Tổng chưa gồm HEPA | 540 Pa |
Các giá trị được giả định là những tổn thất thành phần nhất quán trên đúng tuyến, không trùng nhau.
10.2. Trạng thái sạch
ΔPclean = 540 + 200 = 740 Pa tại 6.000 m³/h.
10.3. Trạng thái lọc tăng trở lực
ΔPend = 540 + 400 = 940 Pa tại 6.000 m³/h nếu duy trì cùng lưu lượng và giả sử các trở lực khác không đổi.
10.4. Điểm lựa chọn quạt
Điểm yêu cầu sơ bộ là Q = 6.000 m³/h; ΔP = 940 Pa, nhưng còn phải đối chiếu định nghĩa áp suất catalogue, điều kiện lắp đặt và đường đặc tính quạt; đây chưa phải thông số chốt mua thiết bị.
10.5. Kiểm tra khi lọc mới
Khi lọc sạch chỉ cần 740 Pa ở cùng Q theo mô hình trên. Quạt tốc độ cố định được chọn theo 940 Pa có thể chạy lệch sang lưu lượng cao hơn khi lọc mới; cần chiến lược điều khiển hoặc tiết lưu phù hợp.
10.6. So sánh hai trạng thái
| Trạng thái | HEPA | Toàn hệ thống |
|---|---|---|
| Lọc sạch | 200 Pa | 740 Pa |
| Lọc tăng trở lực | 400 Pa | 940 Pa |
Chênh lệch 200 Pa là khoản áp suất tăng do HEPA theo điều kiện giả định. Thực tế, các trở lực khác cũng có thể thay đổi.
11. Tính công suất quạt cho hệ thống HEPA
Công suất truyền cho dòng khí:
Pair = Q × ΔP (W với Q tính bằng m³/s và ΔP bằng Pa).
Công suất trục ước lượng Pshaft = Pair / ηfan; công suất điện Pelectric ≈ Pshaft / ηmotor. Đây là mô hình lý tưởng hóa, chưa tách các tổn hao truyền động và biến tần nếu có.
11.1. Ví dụ ở trạng thái trở lực cuối
Giả định quạt có ηfan = 60%, ηmotor = 92%; lưu lượng 6.000 m³/h = 1,667 m³/s, áp suất 940 Pa.
- Pair = 1,667 × 940 ≈ 1,567 kW.
- Pshaft ≈ 1,567 / 0,60 = 2,61 kW.
- Pelectric ≈ 2,61 / 0,92 = 2,84 kW.
11.2. So sánh lọc sạch và tăng trở lực
| Thông số | Lọc sạch | Lọc tăng trở lực |
|---|---|---|
| Lưu lượng | 6.000 m³/h | 6.000 m³/h |
| Áp suất | 740 Pa | 940 Pa |
| Công suất khí | 1,23 kW | 1,57 kW |
| Công suất trục | 2,06 kW | 2,61 kW |
| Công suất điện | 2,23 kW | 2,84 kW |
So sánh chỉ hợp lệ với giả định hiệu suất không đổi. Trong thực tế, hiệu suất phụ thuộc điểm làm việc.
11.3. Có thể chọn ngay motor 3 kW?
Chưa. Cần xem đường đặc tính quạt, điểm làm việc, công suất trục và khả năng quá tải, giới hạn vận hành liên tục, điều kiện không khí, điều khiển và mức dự phòng phù hợp. Công suất động cơ phải được chốt từ dữ liệu quạt cụ thể.
12. Fan Total Pressure, Fan Static Pressure và ESP
Fan Total Pressure là độ tăng áp suất tổng qua quạt theo các mặt phẳng tham chiếu và bao gồm quan hệ với thành phần áp suất động.
Fan Static Pressure có định nghĩa kỹ thuật riêng trong các tiêu chuẩn đánh giá quạt, ví dụ ANSI/ASHRAE 51; không phải lúc nào cũng bằng hiệu áp suất tĩnh đo trước và sau quạt.
External Static Pressure (ESP) thường là khả năng áp suất tĩnh bên ngoài thiết bị tại lưu lượng và điều kiện công bố.
Không so sánh các trị số khác định nghĩa. Khi tra catalogue phải xác định loại áp suất, hình thức nối đầu vào/đầu ra, hệ tổn thất đã tính, hiệu ứng lắp đặt và điều kiện không khí.
13. Ảnh hưởng của HEPA đến đường đặc tính quạt
Điểm làm việc là giao điểm giữa curve quạt và curve hệ thống. Khi lọc tích bụi, đường trở lực hệ thống thay đổi.
13.1. Quạt tốc độ cố định
Lưu lượng thường giảm khi trở lực tăng, nhưng cần xác định cụ thể từ curve và vùng vận hành ổn định.
13.2. Quạt có VFD
Biến tần có thể giúp duy trì lưu lượng hoặc đại lượng điều khiển khác khi trở lực đổi. Chênh áp lọc không phải là cảm biến đủ để khẳng định tổng lưu lượng và chênh áp phòng đạt yêu cầu.
13.3. Giới hạn điều khiển
Phải kiểm tra tốc độ thấp/cao, vùng ổn định, công suất motor, tiếng ồn và liên động. Khi quạt đạt giới hạn tốc độ mà lọc còn tăng trở lực, lưu lượng vẫn có thể giảm.
14. Chọn HEPA để giảm trở lực và điện năng
14.1. Tăng số phần tử song song
Ở tổng lưu lượng không đổi, tăng diện tích hoặc số phần tử song song có thể giảm Q mỗi lọc và trở lực, nhưng cần xét plenum, chi phí, độ kín và không gian.
14.2. Chọn cấu trúc vật liệu phù hợp
Các model cùng H13/H14 có đường đặc tính Q–ΔP khác nhau. Không lựa chọn chỉ theo cấp lọc và kích thước ngoài.
14.3. Phối hợp lọc sơ cấp
Lọc sơ bộ giữ lại một phần hạt trước HEPA, có thể làm chậm tích bụi của lọc cuối, nhưng cũng có trở lực riêng; cần tối ưu toàn hệ thống.
14.4. Đánh giá vòng đời
Tính giá mua, mức trở lực và diễn biến theo thời gian, tuổi thọ, thay thế, điện năng quạt, yêu cầu bảo trì, độ kín và khả năng duy trì chất lượng phòng. Không tự gán % tiết kiệm nếu thiếu cơ sở đo hoặc mô hình so sánh.
15. Chênh áp HEPA và chênh áp phòng sạch có giống nhau không?
Không. Chúng khác vị trí đo và mục tiêu kiểm soát.
| Đặc điểm | Chênh áp HEPA | Chênh áp phòng sạch |
|---|---|---|
| Vị trí | Hai phía của bộ lọc | Giữa hai không gian |
| Mục tiêu | Theo dõi trở lực lọc | Kiểm soát hướng không khí |
| Cơ sở giá trị | Catalogue, lưu lượng, trạng thái | Mục tiêu thiết kế và tiêu chuẩn |
| Phương tiện đo | Thiết bị đo chênh áp qua lọc | Cảm biến chênh áp phòng |
| Khi thay đổi | Có thể cho thấy tích bụi/bất thường | Có thể phản ánh cân bằng gió, cửa, rò lọt |
Ví dụ HEPA 250 Pa và phòng sạch +15 Pa so với hành lang là hai trị số độc lập. Không thể trừ hai giá trị đơn thuần để suy ra cột áp còn lại của quạt.
16. Giám sát chênh áp HEPA
Cảm biến hai đầu lấy áp có thể nối BMS hoặc bộ điều khiển cục bộ để theo dõi lọc.
16.1. Vị trí lấy áp
Cần hạn chế vị trí có nhiễu động, tia khí tập trung hoặc thay đổi tiết diện đột ngột gây sai lệch.
16.2. Dải đo
Chọn dải và độ chính xác phù hợp với trạng thái lọc sạch, giới hạn vận hành và sai số. Không chọn chỉ theo hai con số lý thuyết.
16.3. Theo dõi xu hướng
Đối chiếu ΔP trong các điều kiện lưu lượng tương đồng hoặc có hiệu chỉnh, bởi thay đổi lưu lượng cũng thay đổi chênh áp dù lọc chưa tích bụi thêm.
16.4. Ngưỡng cảnh báo
Có thể tổ chức ngưỡng vận hành, cảnh báo sớm, kiểm tra và thay lọc; các giá trị phải dựa vào catalogue, yêu cầu quy trình và chiến lược vận hành, không lấy 500 Pa làm ngưỡng chung.
17. Kiểm tra lọc HEPA sau lắp đặt
Bộ lọc đạt thử tại nhà máy vẫn có thể bị rò lọt sau vận chuyển và lắp đặt do rách vật liệu, biến dạng khung, gioăng không kín, lắp sai hoặc không khí bypass.
17.1. Installed Filter System Leakage Test
ISO 14644-3:2019 mô tả các phương pháp kiểm tra phòng sạch và vùng sạch. Trong các ứng dụng tương ứng, thử kín hệ lọc lắp đặt có thể dùng khí dung thử và thiết bị dò chuyên dụng để nhận diện chỗ rò ở vật liệu, khung hoặc gioăng.
Thử rò sau lắp đặt không đồng nghĩa đo hiệu suất vật liệu tại nhà máy. Phương pháp, aerosol, thiết bị và tiêu chí chấp nhận phải phù hợp với yêu cầu áp dụng.
17.2. Kiểm tra lưu lượng
Đo thực tế tại đầu cuối bằng phương pháp phù hợp; chênh áp lọc nằm trong giới hạn không tự chứng minh lưu lượng đạt.
17.3. Kiểm tra phân phối dòng khí
Đánh giá hướng khí, vùng trì trệ, dòng tắt và tác động vật cản theo mục tiêu kiểm soát của từng phòng.
17.4. Kiểm tra nồng độ hạt
Cấp độ sạch phải được đánh giá theo phương pháp phân loại và điều kiện thử quy định. Lắp H14 không tự chứng minh phòng đã đạt ISO 5 hay cấp ISO bất kỳ.
18. Các lỗi thường gặp khi tính HEPA và chọn quạt
18.1. Chỉ dùng trở lực lọc mới
Nếu cần giữ lưu lượng tới giới hạn cuối, phải kiểm tra cả trạng thái cuối.
18.2. Cộng trở lực của các lọc song song
Cần cộng các cấp lọc nối tiếp, không nhân áp suất theo số lọc song song.
18.3. Không kiểm tra lưu lượng qua từng phần tử
Phân phối không đều làm thay đổi trở lực và tuổi thọ của các phần tử.
18.4. Mặc định H14 luôn có áp suất cao hơn H13
Phải dùng đường cong model cụ thể.
18.5. Nhầm ΔP lọc với ΔP phòng
Hai đại lượng đo ở hai vị trí khác nhau và phục vụ hai mục tiêu khác nhau.
18.6. Bỏ sót lọc sơ bộ
Các cấp lọc trên đường khí phải được tính đúng ranh giới.
18.7. Chọn quạt chỉ theo con số lưu lượng
Quạt 6.000 m³/h danh định không mặc định đạt lưu lượng đó tại áp suất yêu cầu.
18.8. Cộng trùng tổn thất bên trong AHU
Đọc kỹ ESP và dữ liệu kỹ thuật nhà sản xuất.
18.9. Không xét vận hành lọc mới
Có thể phát sinh lưu lượng vượt thiết kế nếu chọn quạt theo áp suất cuối nhưng không có điều khiển.
18.10. Chỉ theo dõi ΔP mà bỏ qua lưu lượng
Phải quan sát trạng thái chung của hệ thống.
18.11. Không thử kín khung và gioăng
Bypass có thể làm suy giảm khả năng lọc của hệ thống sau lắp đặt.
18.12. Thay lọc không kiểm tra lại
Sau thay cần kiểm tra lắp đặt, lưu lượng và thử nghiệm phù hợp với quy trình.
19. Quy trình thiết kế HVAC có lọc HEPA
- Xác định mục tiêu kiểm soát: công năng, cấp sạch, tiêu chuẩn, điều kiện vận hành.
- Tính cân bằng lưu lượng: gió cấp, ngoài trời, hồi, thải và chênh áp khu vực.
- Lựa chọn vị trí lọc: tại AHU, đầu cuối hoặc FFU.
- Lựa chọn cấp lọc: theo mục tiêu kiểm soát và rủi ro.
- Chọn số và kích thước lọc: kiểm tra Q mỗi phần tử và diện tích lắp.
- Lấy dữ liệu trở lực: lọc mới, trở lực cuối và đường cong từ catalogue.
- Tổng hợp tổn thất tuyến: ranh giới đúng, không thiếu và không cộng trùng.
- Chọn quạt: xác minh đường đặc tính, hiệu suất và nhiều điểm vận hành.
- Thiết kế điều khiển: lưu lượng, chênh áp, cảnh báo và liên động.
- Thiết kế đo và bảo trì: đầu lấy áp, cửa tiếp cận, thay lọc an toàn.
- Kiểm tra lắp đặt: lưu lượng, độ kín, phân phối không khí và thử nghiệm liên quan.
- Lập quy trình vận hành: cảnh báo, kiểm tra định kỳ và tiêu chí thay lọc.
20. Câu hỏi thường gặp
Lọc H13 có trở lực bao nhiêu Pa?
Không có mức chung. Cần tra đúng model, kích thước và lưu lượng; một số model có giá trị tham khảo 250 Pa ở lưu lượng định mức nhưng model khác có thể rất khác.
H14 có phải luôn tốt hơn H13?
H14 có yêu cầu hiệu suất giữ hạt cao hơn theo EN 1822; lựa chọn tối ưu còn liên quan mục tiêu kiểm soát, trở lực, chi phí và điều kiện công trình.
Có thể chọn quạt chỉ bằng Q và ΔP HEPA?
Không, phải tính toàn tuyến, loại áp suất catalogue và curve quạt.
Có cần cộng áp suất của bốn lọc HEPA song song?
Không cộng bốn lần. Các phần tử song song chia lưu lượng nhưng cùng chênh áp giữa hai vùng plenum.
Khi HEPA tăng ΔP có cần tăng tốc quạt?
Tùy chiến lược điều khiển, yêu cầu lưu lượng và giới hạn của thiết bị. Không điều khiển chỉ từ chênh áp lọc nếu không kiểm tra lưu lượng và các trạng thái khác.
Thay HEPA khi ΔP đạt 500 Pa?
Chỉ nếu phù hợp giới hạn của sản phẩm và quy trình vận hành; không có ngưỡng chung.
HEPA tăng ΔP có nghĩa bị hỏng?
Không nhất thiết: có thể do tích bụi; hư hỏng và rò lọt phải được đánh giá bằng phép thử thích hợp.
HEPA có thể rửa để tái sử dụng không?
Không tự rửa lọc thông thường nếu nhà sản xuất không xác nhận sản phẩm được thiết kế và có quy trình cho phép làm như vậy.
HEPA có tạo áp suất dương cho phòng?
HEPA tạo trở lực và lọc hạt; chênh áp phòng được duy trì nhờ cân bằng cấp–hồi–thải và rò lọt.
HEPA có khử khuẩn tuyệt đối không?
Không: giữ lại hạt khác với tiêu diệt hoặc bất hoạt hoàn toàn vi sinh vật; hiệu quả kiểm soát còn tùy toàn bộ hệ thống và quy trình.
21. Kết luận
Lọc HEPA là thành phần quan trọng của nhiều hệ HVAC phòng sạch, nhưng không thể lựa chọn chỉ từ nhãn H13/H14. Cần kiểm tra đồng thời cấp hiệu suất, Q mỗi phần tử, trở lực, trạng thái sạch và cuối vòng đời, độ kín lắp đặt và khả năng đáp ứng của quạt.
Năm nguyên tắc cần nhớ: (1) lấy đúng đường cong trở lực của model; (2) kiểm tra điều kiện lọc mới và giới hạn cuối; (3) không cộng chênh áp các lọc song song; (4) chọn quạt từ curve với loại áp suất và ranh giới tính đúng; (5) phân biệt chênh áp lọc, chênh áp phòng, lưu lượng và cấp độ sạch.
Một hệ HEPA chỉ được đánh giá đầy đủ khi kết hợp hiệu suất lọc, lưu lượng, trở lực, độ kín, phân phối khí và vận hành ổn định.
22. Tài liệu tham khảo
- ISO 29463-1:2024 – High Efficiency Filters and Filter Media for Removing Particles in Air: https://www.iso.org/standard/84367.html
- ISO 14644-3:2019 – Cleanrooms and Associated Controlled Environments: Test Methods: https://www.iso.org/standard/60598.html
- Camfil – EN 1822 và ISO 29463: https://www.camfil.com/en-gb/insights/standard-and-regulations/en-1822-and-iso-29463-hepa-filter-factory-test
- Camfil – Absolute CE Catalogue: https://www.camfil.com/en/products/epa-hepa-and-ulpa-filters/compact-filters-%28box-type%29/absolute-c-d/absolute-ce-_-36264
- ASHRAE Handbook – HVAC Systems and Equipment 2024, Chapter 21: Fans: https://handbook.ashrae.org/Handbooks/S24/IP/S24_Ch21/S24_Ch21_ip.aspx
- ASHRAE Handbook – Fundamentals 2025, Chapter 21: Duct Design: https://handbook.ashrae.org/Handbooks/F25/IP/F25_Ch21/F25_Ch21_ip.aspx
- US EPA – What is a HEPA Filter?: https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/what-hepa-filter
- DuyHVAC – Tính tổn thất cột áp ống gió và chọn quạt: https://duyhvac.com/tinh-ton-that-cot-ap-he-thong-ong-gio/
- DuyHVAC – ASHRAE Duct Fitting Database: https://duyhvac.com/su-dung-phan-mem-ashrae-duct-fitting-database/
- DuyHVAC – Tính toán cấp gió tươi: https://duyhvac.com/tinh-toan-cap-gio-tuoi/
Nội dung được DuyHVAC biên soạn độc lập để chia sẻ kỹ thuật HVAC và phòng sạch. Các ví dụ là giả định, ngoại trừ số liệu catalogue nêu rõ nguồn; nội dung không thay thế hồ sơ thiết kế hoặc thử nghiệm hiện trường.
