Có nhiều câu hỏi cần được đặt ra khi nói về các hệ thống lọc không khí và các bộ lọc không khí cũng như tác động của chúng đối với việc tiêu thụ năng lượng. Ngày nay, khi năng lượng ngày càng trở nên đắt đỏ hơn và biến đổi khí hậu đã trở thành vấn đề chính mà chúng ta phải đối mặt, việc tiết kiệm năng lượng đang ngày càng trở nên quan trọng khi chúng ta bước xa hơn vào thế kỷ 21. Bài viết này sẽ tập trung vào cách có thể tiết kiệm năng lượng bằng cách cải thiện hệ thống lọc không khí của mình và cách chọn bộ lọc không khí phù hợp để tiết kiệm năng lượng.

CÓ NHIỀU LỢI ÍCH KHI XEM XÉT LẠI HỆ THỐNG LỌC KHÔNG KHÍ HIỆN TẠI CỦA BẠN:

Giảm hóa đơn tiền điện

Nhận các ưu đãi tài chính

Giảm lượng phát thải carbon

Tương lai hóa hệ thống lọc không khí của bạn

Cải thiện môi trường, v.v.

LÀM THẾ NÀO ĐỂ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VỚI BỘ LỌC KHÔNG KHÍ HVAC?

Một trong những cách tốt nhất để giảm tiêu thụ năng lượng tổng thể trong tòa nhà của bạn là chọn hệ thống lọc không khí phù hợp. Điều đó có nghĩa là thiết kế một hệ thống lọc không khí, bao gồm cả bộ xử lý không khí, được xây dựng nhằm đạt hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng. Ngoài ra, việc lắp đặt các bộ lọc HVAC cao cấp giúp tối đa hóa lưu lượng không khí và khả năng lọc các hạt có hại cũng rất quan trọng, để bảo vệ cả thiết bị HVAC và người sinh sống trong tòa nhà.

Các hệ thống, thiết bị tiêu thụ năng lượng trong tòa nhà

Theo tài liệu thống kê của Bộ Năng lượng, Môi trường của Úc thì % điện năng tiêu thụ của hệ HVAC chiếm 39% tổng số điện năng trong một tòa nhà, cụ thể như sau:

Nguồn: https://www.energy.gov.au/sites/default/files/hvac-factsheet-energy-breakdown.pdf

TÔI CÓ THỂ TIẾT KIỆM LƯỢNG NĂNG LƯỢNG ĐÁNG KỂ VỚI MỌI LOẠI QUẠT TRONG HỆ THỐNG LỌC KHÔNG KHÍ CỦA MÌNH KHÔNG?

Không, bạn không thể tiết kiệm một lượng năng lượng đáng kể với mọi loại quạt trong hệ thống lọc không khí của mình. Cách tốt nhất để giảm tiêu thụ điện là lắp đặt Biến Tần (Variable Frequency Drive - VFD) trong tòa nhà của bạn. Biến tần (VFD) kết hợp với loại bộ lọc không khí phù hợp có thể giảm thiểu năng lượng sử dụng bởi động cơ quạt và giúp bạn tiết kiệm chi phí.

(VARIABLE FREQUENCY DRIVE - VFD) CHO QUẠT LÀ GÌ?

Bộ điều khiển VFD điều chỉnh tốc độ của quạt dựa trên lượng áp suất tác động lên bộ lọc không khí. Áp suất càng cao, quạt càng tăng tốc, điều này dẫn đến việc sử dụng nhiều năng lượng hơn. Tuy nhiên, khi bạn lắp đặt một bộ lọc mới trong hệ thống lọc không khí, quạt sẽ bắt đầu với tốc độ thấp hơn.

Không chỉ riêng các bộ lọc mang lại sự tiết kiệm năng lượng. VFD còn cho phép người vận hành thay đổi luồng không khí tùy theo thời gian trong ngày. Ví dụ, trong một trường học, khi tất cả học sinh đang ở trong lớp, bạn có thể tăng tốc quạt. Nhưng vào ban đêm, khi tòa nhà trống, bạn có thể giảm tốc độ quạt theo lịch trình, ví dụ từ 10 giờ tối đến 7 giờ sáng, giúp giảm tiêu thụ năng lượng. Sự linh hoạt này rất tuyệt vời để tiết kiệm một lượng lớn chi phí và có thể giúp bạn tiết kiệm năng lượng khi sử dụng các bộ lọc không khí hiệu quả.

QUẠT TỐC ĐỘ CỐ ĐỊNH LÀ GÌ?

Với một quạt tốc độ cố định, khi bạn lắp đặt một bộ lọc không khí, quạt sẽ tiếp tục quay ở cùng một tốc độ bất kể bộ lọc sạch hay bẩn. Khi bộ lọc bị bám bụi và trở nên bẩn, luồng không khí vào khu vực đó sẽ bắt đầu giảm dần.

QUẠT TỐC ĐỘ CỐ ĐỊNH VÀ GIẢI THÍCH VỀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

Nếu bạn lắp đặt một bộ lọc không khí có mức giảm áp suất trung bình thấp hơn trong một hệ thống sử dụng quạt tốc độ cố định, nhiều không khí hơn sẽ được đưa vào phòng mà quạt phải khắc phục. Tuy nhiên, điều đó cũng có nghĩa là bộ điều chỉnh nhiệt độ (thermostat) sẽ không cần hoạt động thường xuyên. Vì vậy, bạn đang tiết kiệm năng lượng ở khía cạnh này, mặc dù cấu hình này không dự đoán được hay đáng tin cậy về việc tiết kiệm năng lượng như khi sử dụng VFD.

Mặc dù bạn có thể nói rằng bạn đang sử dụng ít năng lượng hơn, bạn không thể nhận được các khoản hoàn tiền hoặc tín dụng nếu bạn sử dụng quạt tốc độ cố định.

Năng lượng tiêu thụ của quạt và hệ thống lọc 

*Năng lượng tiêu thụ của hệ thống quạt: E(W) = Q*P*h/(eF*1000) (kWh)

*Năng năng tiêu thụ của hệ thống lọc: E(W) = Q*ΔP[avg]*h/(eF*1000) (kWh)

Trong đó:

✓ E (W): năng lượng tiêu thụ (kWh)

✓ Q (qv): lưu lượng (m3/s hoặc m3/h)

✓ eF (ƞ): hiệu suất của quạt (%)

✓ h (t): thời gian hoạt động (giờ)

✓ P: tổng áp suất quạt (Pa)

✓ ΔP [avg]: tổn thất áp trung bình của bộ lọc (Pa)

Như vậy có thể nói năng lượng tiêu hao của hệ thống lọc liên quan trực tiếp hệ thống quạt và chiếm gần 30% năng lượng tiêu của hệ thống HVAC (nếu giả định là lọc nghẹt tới mức không có gió đi qua)

QUẠT CÓ THỂ XỬ LÝ BỘ LỌC KHÍ HIỆU SUẤT CAO HƠN KHÔNG?

Quạt chỉ có thể xử lý tối đa tại một giá trị cột áp nhất định. Sau một điểm nào đó, chúng sẽ hoặc ngừng di chuyển không khí hoặc bị cháy.

Nếu bạn muốn tăng hiệu suất của hệ thống, điều đầu tiên bạn cần làm là đảm bảo rằng quạt bạn đang sử dụng có khả năng xử lý được bộ lọc mà bạn lắp đặt, vì trong hầu hết các tình huống, các bộ lọc có hiệu suất cao hơn thường có chênh lệch áp suất dP cao hơn. Nếu quạt không thể xử lý được cột áp này, bạn có hai lựa chọn: tăng kích thước của quạt hoặc tăng số lượng bộ lọc trong hệ thống lọc.

ĐỘ ẨM TRONG BỘ LỌC KHÔNG KHÍ CÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MỨC NĂNG LƯỢNG BẠN CÓ THỂ TIẾT KIỆM VỚI BỘ LỌC KHÔNG KHÍ KHÔNG?

Nhiều người không nhận ra rằng bộ lọc không khí được thiết kế để thu thập các hạt bụi khô, không phải là độ ẩm hoặc hơi ẩm. Khi nước tích tụ trên bộ lọc, các khe hở trong bộ lọc sẽ bị bít và lưu lượng không khí sẽ bị hạn chế. Chênh áp lọc dP sẽ tăng lên.

Nếu có nhiều độ ẩm đi vào đơn vị xử lý không khí thường xuyên. Chênh áp lọc dP sẽ tăng lên. Nếu bạn có một VFD, VFD sẽ tăng tốc và sử dụng nhiều năng lượng hơn, và nếu sử dụng quạt với tốc độ không đổi, lưu lượng không khí sẽ giảm đi.

Nếu bộ lọc quá gần với van điều chỉnh và lưới thông gió, có khả năng bạn sẽ hút nước mưa từ bên ngoài vào hệ thống. Điều này xảy ra vì quạt đang chạy quá nhanh và hút không khí qua các van điều chỉnh được thiết kế để ngăn chặn độ ẩm vào trong.

Nếu điều này xảy ra, các phương án của bạn có thể là:

Giảm lưu lượng để độ ẩm không bị hút vào
Xây dựng một cấu trúc bảo vệ để loại bỏ độ ẩm khỏi gần lưới thông gió
Di chuyển bộ lọc ra xa hơn

Hiện nay, nhiều đơn vị xử lý không khí được trang bị máy tạo ẩm. Máy tạo ẩm đặt phía trước bộ lọc có thể gây ra vấn đề cần được kiểm tra và giải quyết một cách cụ thể. Trong hầu hết các trường hợp, một chuyên gia về bộ lọc không khí có thể hướng dẫn bạn về các yêu cầu lắp đặt của bạn. Nếu việc cài đặt quá khó khăn, bạn có thể cần phải nhờ một kỹ sư cơ khí cung cấp lời khuyên.

CÓ NHỮNG LOẠI LỌC KHÔNG KHÍ NÀO KHÁC ĐỂ GIÚP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG?

Bộ lọc sơ cấp

Có hai loại cơ bản của bộ lọc sơ cấp, đó là bộ lọc bằng sợi thủy tinh hoặc vật liệu tổng hợp phẳng dạng panel hoặc cuộn và bộ lọc xếp nếp. Các miếng lót phẳng bằng sợi thủy tinh có chênh áp dP cao hơn so với bộ lọc gấp. Với bộ lọc xếp nếp, có nhiều vật liệu lọc trong cùng một khe hở và do đó chúng có chênh áp dP thấp hơn so với dạng panel với vật liệu đánh giá MERV 8 có sẵn và ban đầu giá thấp hơn nhưng phải thay đổi thường xuyên hơn, tăng chi phí lao động. Chúng cũng có chênh áp dP trung bình cao hơn, làm tăng tiêu thụ năng lượng.

Bộ lọc không khí nếp gấp

Có những yếu tố quan trọng cần suy nghĩ khi chọn bộ lọc không khí phù hợp:

Các bộ lọc có cải tiến tĩnh điện không? Những bộ lọc này sẽ mất hiệu quả theo thời gian, vì vậy hãy yêu cầu báo cáo kiểm tra phụ lục J để xác nhận điều này.

Bộ lọc nếp gấp có được thiết kế một cách đúng đắn để cho phép luồng không khí thông qua không? Nhiều bộ lọc gấp giảm số lượng nếp gấp để giảm chi phí ban đầu hoặc sử dụng lớp lót không duy trì tính nguyên vẹn của nếp gấp và sẽ không cho phép tải trọng đầy đủ của vật liệu trong suốt thời gian hoạt động của bộ lọc. Cả hai điều này đều sẽ làm giảm tuổi thọ của bộ lọc và tăng tiêu thụ năng lượng.

Bạn có đủ không gian để lắp đặt một bộ lọc dày hơn hoặc có thể bạn điều chỉnh để có một cấu hình "V-bank"? Một bộ lọc gấp dày 4 inch sẽ có tuổi thọ lâu hơn và chênh áp dP trung bình thấp hơn so với một bộ lọc gấp 1 inch ở cùng vận tốc. Nếu bạn có thể đặt các bộ lọc trong cấu hình "V-bank", bạn có thể gấp đôi số lượng bộ lọc trong cùng diện tích, từ đó giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng. Ngoài ra, có một sự đồng thuận chung rằng "với mỗi 25% giảm chênh áp dP, tuổi thọ của bộ lọc sẽ được kéo dài gấp đôi.

Với một bộ lọc nếp gấp tiêu chuẩn, bộ lọc một inch sẽ có tuổi thọ khoảng hai tháng, bộ lọc hai inch sẽ có tuổi thọ từ 3 đến 4 tháng, và bộ lọc bốn inch sẽ có tuổi thọ khoảng sáu tháng. Chuyển sang loại bộ lọc gấp cao cấp có thể làm kéo dài gấp đôi tuổi thọ của bộ lọc không khí.

BỘ LỌC HỘP VÀ BỘ LỌC TÚI

Bộ lọc hộp

Bộ lọc hộp và bộ lọc túi có cùng hiệu suất. Bộ lọc hộp có thể bắt đầu từ MERV 9, thường được sử dụng như một bộ lọc sơ cấp, và có thể lên đến MERV 16...(MERV 17-20 không tồn tại như một số người quảng cáo).

Một điểm khác biệt của bộ lọc hộp so với bộ lọc túi là chúng cứng cáp và mạnh mẽ hơn. Đôi khi, bộ lọc túi có thể rách, trong khi đó điều này hiếm khi xảy ra với bộ lọc hộp. Một lợi thế khác là một số bộ lọc hộp có thể chịu được nhiệt độ cao hơn hoặc độ ẩm cao hơn tùy thuộc vào vật liệu được sử dụng.

Một nhược điểm của một số bộ lọc hộp là chúng thường có độ dày từ 6 đến 12 inch. Điều này làm cho việc vận chuyển và lắp đặt chúng trong các đơn vị trên mái nhà chẳng hạn, trở nên khó khăn và tốn thời gian.

Ưu điểm lớn nhất khi sử dụng một loại bộ lọc hộp cụ thể là với một bộ lọc sơ cấp thích hợp, nó có thể kéo dài lên đến năm năm mà không cần thay thế.

Một điều quan trọng cần xem xét khi mua một bộ lọc hộp có hiệu suất cao là đảm bảo rằng nó được xây dựng với một môi chất sợi tinh vi không mất đi hiệu suất qua thời gian. Nếu đó là một bộ lọc sợi thô, hãy đảm bảo rằng bạn có được một báo cáo kiểm tra chứng minh rằng vật liệu không mất đi hiệu suất sau khi lắp đặt.

Bộ lọc túi

Ngược lại với quan niệm phổ biến, một bộ lọc túi không cần phải có nhiều túi hơn hoặc túi dài hơn để hoạt động hiệu quả hoặc kéo dài tuổi thọ. Một điều quan trọng hơn là tất cả các túi phải được thổi phồng đầy đủ để bạn có thể sử dụng toàn bộ môi chất và thu gom hạt nhỏ khắp bộ lọc.

Bất kỳ khi nào bạn thấy túi nào bị sụp đổ và không có không khí đi qua đúng cách, bạn sẽ làm giảm tuổi thọ của bộ lọc đó, tăng sức cản và tăng mức tiêu thụ năng lượng.

Nếu các túi được lắp đặt đúng cách nhưng bạn vẫn thấy túi bị sụp xuống trong hệ thống không khí của bạn, hãy lắp đặt một bộ lọc có túi ngắn hơn hoặc ít túi hơn để các túi có thể được thổi phồng theo chiều ngang.

*Có 2 tiêu chí để chọn bộ lọc:

1. Lọc phải được phân loại năng lượng từ A+ đến E đăng tải theo đường link sau:
https://www.eurovent-certification.com

Lọc được tổ chức Eurovent chứng nhận thì phải đáp ứng:
✓ Các sản phẩm phải tuân thủ tiêu chuẩn ISO 16890
✓ Bộ lọc được đánh số, không ghi tem nhãn gửi tới Bên thứ 3 có phòng thí nghiệm đạt chứng nhận ISO 17025. Các phòng thử nghiệm không đuợc biết họ đang thử nghiệm sản phẩm của công ty nào.
✓ Mỗi năm, Eurovent chọn ngẫu nhiên 04 bộ lọc mới trong phạm vi sản phẩm để kiểm tra

2. Các nhà sản xuất phải có Test-rig và sản xuất đúng, chính xác theo ISO 16890
✓ Quy trình sản xuất chuẩn từ lựa chọn màng lọc, test-rig theo chuẩn ISO16890 (hình bên)
✓ Test loading bụi PM1=200g, PM2.5=250g, PM10=400g để tính ΔP trung bình rồi dùng công thức năng lượng tiêu thụ của lọc theo như Eurovent như bài viết này đề cập. Sau đó phân loại năng lượng tiêu thụ.