La unidad de filtración de aire para ventiladores (FFU) es un equipo necesario para proyectos de salas blancas. También es indispensable para el suministro de aire en salas blancas libres de polvo. Asimismo, es necesaria para bancos de trabajo y cabinas de limpieza ultralimpias.
Con el desarrollo de la economía y la mejora del nivel de vida, las exigencias de calidad de los productos aumentan. La FFU determina la calidad del producto en función de la tecnología y el entorno de producción, lo que obliga a los fabricantes a buscar la excelencia en sus procesos de producción.
Los sectores que utilizan unidades de filtración de aire con ventilador (FFU), especialmente la electrónica, la farmacéutica, la alimentaria, la bioingeniería, la medicina y los laboratorios, tienen requisitos estrictos para el entorno de producción. Este entorno integra tecnología, construcción, decoración, suministro y drenaje de agua, purificación del aire, climatización (HVAC) y aire acondicionado, control automático y otras tecnologías diversas. Los principales indicadores técnicos para medir la calidad del entorno de producción en estas industrias incluyen la temperatura, la humedad, la limpieza, el volumen de aire, la presión positiva interior, etc.
Por consiguiente, el control adecuado de diversos indicadores técnicos del entorno de producción para satisfacer los requisitos de procesos de producción específicos se ha convertido en uno de los temas de investigación más relevantes en la ingeniería de salas blancas. Ya en la década de 1960 se desarrolló la primera sala blanca de flujo laminar del mundo. Desde su creación, han comenzado a surgir aplicaciones de la tecnología FFU (Unidad de Flujo Laminar).
1. Estado actual del método de control de FFU
Actualmente, las unidades de filtro de ventilador (FFU) suelen utilizar motores de CA monofásicos de varias velocidades y motores EC monofásicos de varias velocidades. Existen dos voltajes de alimentación principales para los motores de las FFU: 110 V y 220 V.
Sus métodos de control se dividen principalmente en las siguientes categorías:
(1). Control de interruptor multivelocidad
(2). Control de ajuste de velocidad continuo
(3). Control por computadora
(4). Control remoto
A continuación se presenta un análisis y comparación sencillos de los cuatro métodos de control mencionados anteriormente:
2. Control de interruptor multivelocidad FFU
El sistema de control mediante interruptores de velocidad variable solo incluye un interruptor de control de velocidad y un interruptor de encendido que vienen con la unidad de flujo de aire (FFU). Dado que los componentes de control provienen de la FFU y están distribuidos en varias ubicaciones del techo de la sala blanca, el personal debe ajustar la FFU mediante el interruptor de cambio in situ, lo cual resulta extremadamente incómodo. Además, el rango de ajuste de la velocidad del aire de la FFU se limita a unos pocos niveles. Para superar estos inconvenientes en el control de la FFU, mediante el diseño de los circuitos eléctricos, todos los interruptores de velocidad variable se centralizaron y se colocaron en un armario en el suelo para lograr una operación centralizada. Sin embargo, tanto en apariencia como en funcionalidad, existen limitaciones. Las ventajas del método de control mediante interruptores de velocidad variable son la simplicidad y el bajo costo, pero presenta muchas desventajas: alto consumo de energía, imposibilidad de ajustar la velocidad de forma gradual, ausencia de señal de retroalimentación e incapacidad para lograr un control de grupo flexible, entre otras.
3. Control de ajuste de velocidad continuo
En comparación con el método de control de interruptor de múltiples velocidades, el control de ajuste de velocidad continuo tiene un regulador de velocidad continuo adicional, lo que permite ajustar continuamente la velocidad del ventilador FFU, pero también sacrifica la eficiencia del motor, lo que hace que su consumo de energía sea mayor que el del método de control de interruptor de múltiples velocidades.
- control por computadora
El método de control por computadora generalmente utiliza un motor EC. En comparación con los dos métodos anteriores, el método de control por computadora presenta las siguientes funciones avanzadas:
(1). Utilizando el modo de control distribuido, se puede realizar fácilmente la monitorización y el control centralizados de la FFU.
(2). Se puede realizar fácilmente el control de unidades individuales, múltiples unidades y particiones de FFU.
(3). El sistema de control inteligente tiene funciones de ahorro de energía.
(4). Se puede utilizar un control remoto opcional para la monitorización y el control.
(5). El sistema de control dispone de una interfaz de comunicación reservada que permite la comunicación con el ordenador o la red principal para realizar funciones de gestión y comunicación remota. Las principales ventajas del control de motores EC son su facilidad de control y su amplio rango de velocidad. Sin embargo, este método de control también presenta algunos inconvenientes importantes:
(6) Dado que en las salas blancas no se permite el uso de escobillas en los motores de las unidades de tratamiento de aguas residuales (FFU), todos los motores FFU utilizan motores electrocrómicos sin escobillas, y el problema de la conmutación se resuelve mediante conmutadores electrónicos. La corta vida útil de los conmutadores electrónicos reduce considerablemente la vida útil de todo el sistema de control.
(7). Todo el sistema es caro.
(8). El costo de mantenimiento posterior es alto.
5. Método de control remoto
Como complemento al método de control por computadora, se puede utilizar el método de control remoto para controlar cada FFU, lo que complementa el método de control por computadora.
En resumen: los dos primeros métodos de control consumen mucha energía y son difíciles de manejar; los dos últimos tienen una vida útil corta y un coste elevado. ¿Existe algún método de control que ofrezca bajo consumo energético, fácil manejo, larga vida útil y bajo coste? Sí, se trata del control por ordenador mediante un motor de corriente alterna.
En comparación con los motores electrocrómicos (EC), los motores de corriente alterna (CA) presentan diversas ventajas, como una estructura simple, tamaño reducido, fabricación sencilla, funcionamiento fiable y bajo precio. Al no tener problemas de conmutación, su vida útil es mucho mayor. Durante mucho tiempo, debido a su deficiente regulación de velocidad, el método de regulación de velocidad EC fue el predominante. Sin embargo, con el surgimiento y desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos de potencia y circuitos integrados a gran escala, así como la continua aparición y aplicación de nuevas teorías de control, los métodos de control de CA se han desarrollado gradualmente y, con el tiempo, reemplazarán a los sistemas de control de velocidad EC.
En el método de control de CA para ventiladores FFU, se distinguen principalmente dos métodos: control por regulación de voltaje y control por conversión de frecuencia. El control por regulación de voltaje ajusta la velocidad del motor modificando directamente el voltaje del estátor. Sus desventajas son: baja eficiencia durante la regulación, sobrecalentamiento a bajas velocidades y rango de regulación limitado. Sin embargo, estas desventajas no son muy evidentes para la carga de un ventilador FFU, y presenta algunas ventajas en la situación actual.
(1). El esquema de regulación de velocidad es maduro y el sistema de regulación de velocidad es estable, lo que puede garantizar un funcionamiento continuo y sin problemas durante un largo tiempo.
(2). Fácil de operar y de bajo costo del sistema de control.
(3). Dado que la carga del ventilador FFU es muy ligera, el calor del motor no es muy grave a baja velocidad.
(4) El método de regulación por voltaje es especialmente adecuado para la carga del ventilador. Dado que la curva de funcionamiento del ventilador FFU es una curva de amortiguación única, el rango de regulación de velocidad puede ser muy amplio. Por lo tanto, en el futuro, el método de regulación por voltaje seguirá siendo un método importante de regulación de velocidad.
Fecha de publicación: 18 de diciembre de 2023