AHU phòng sạch là gì? Cấu tạo, vai trò và nguyên lý hoạt động

AHU phòng sạch là thiết bị không thể thiếu trong các môi trường sản xuất yêu cầu kiểm soát tuyệt đối bụi, nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ khả năng lọc nhiều tầng và điều chỉnh luồng khí chính xác, AHU giúp duy trì môi trường sạch, ổn định, đáp ứng các tiêu chuẩn ISO và GMP trong dược phẩm, điện tử, thực phẩm và y tế. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hình dung về vai trò, cấu tạo và ứng dụng của AHU. 

1. AHU phòng sạch là gì? 

AHU (Air Handling Unit) là thành phần quan trọng không thể thiếu trong hệ thống phòng sạch HVAC. Thiết bị đảm nhiệm vai trò xử lý và phân phối không khí để đảm bảo môi trường đạt chuẩn về độ sạch, nhiệt độ, độ ẩm và áp suất. Với các phòng sạch ngành đặc thù như điện tử, dược phẩm, y tế, việc duy trì môi trường sạch ổn định là yếu tố sống còn để đảm bảo chất lượng sản phẩm và sự an toàn của nhân viên.

Có thể nói, phòng sạch như trái tim của nhà máy thì AHU chính là lá phổi không ngừng vận hành để mang lại nguồn không khí chất lượng và ổn định.

2. Vai trò của AHU phòng sạch

AHU được thiết kế chuyên biệt để đáp ứng yêu cầu khắt khe của môi trường phòng sạch, với những chức năng nổi bật như :

• Điều chỉnh nhiệt độ & độ ẩm: AHU sử dụng coil lạnh/nóng và hệ thống gia ẩm/khử ẩm để duy trì mức nhiệt, độ ẩm phù hợp với từng ứng dụng.

• Lọc bụi bẩn & vi sinh: kết hợp nhiều cấp lọc (lọc thô, lọc tinh, lọc HEPA/ULPA) để loại bỏ hạt bụi siêu mịn và vi sinh vật.

• Kiểm soát áp suất phòng: Tạo phòng sạch áp suất dương (ngăn bụi, vi khuẩn từ ngoài xâm nhập) hoặc phòng sạch áp suất âm (ngăn khí độc, vi sinh lan ra ngoài).

• Giảm nguy cơ nhiễm chéo: Duy trì luồng không khí sạch và ổn định để tránh lây nhiễm chéo. Điều này đặc biệt quan trọng trong các nhà máy dược phẩm, bệnh viện.

Với những vài trò và chức năng quan trọng này, AHU phòng sạch trở thành giải pháp tối ưu để đảm bảo môi trường sản xuất, nghiên cứu đạt tiêu chuẩn quốc tế.

3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của AHU phòng sạch 

3.1 Cấu tạo AHU 

Mỗi dự án công trình phòng sạch lại có những yêu cầu riêng biệt và AHU sẽ có thiết kế cấu tạo khác nhau. Nhưng về cơ bản, một thiết bị AHU sẽ có những bộ phận sau:

• Quạt gió ly tâm: đảm bảo lưu lượng và áp suất không khí.
• Coil lạnh/ dàn nóng: trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm.
• Bộ lọc khí: lọc thô, lọc tinh và lọc HEPA/ULPA.
• Vỏ cách nhiệt: hạn chế thất thoát nhiệt, chống ồn, chống rung.

Các bộ phận được kết nối với nhau một cách kín khí, bề mặt phẳng nhẵn để hạn chế tích tụ bụi và vi khuẩn đồng thời dễ dàng vệ sinh.

3.2 Nguyên lý hoạt động của AHU

AHU hoạt động dựa trên dàn trao đổi nhiệt, quạt cao áp và hệ thống điều khiển. Trong quá trình vận hành, không khí sau khi đi qua lọc G4 và lọc túi sẽ được đưa vào AHU để xử lý. Nếu cần độ sạch cao hơn, có thể bổ sung lọc HEPA. Dàn trao đổi nhiệt của AHU cho phép trao đổi nhiệt giữa nước lạnh trong ống đồng và không khí thổi qua, nhờ đó hạ nhiệt độ không khí theo yêu cầu. Van ba ngã truyền thống hiện nay dần được thay thế bằng actuator điều khiển trơn, có khả năng điều chỉnh chính xác độ mở của van nước lạnh đến từng %.

Quạt cao áp (quạt ly tâm) của AHU giữ vai trò thổi và lưu thông không khí trong toàn bộ hệ thống HVAC. Với AHU nhỏ thường dùng quạt 3 cấp độ, còn AHU lớn sẽ kết hợp với VSD (variable speed drive) để điều chỉnh tốc độ quạt theo tải. Tuy nhiên, AHU chỉ xử lý không khí tổng thể, nên để đạt độ chính xác cao hơn về nhiệt độ và độ ẩm tại từng khu vực, thường cần kết hợp thêm FCU. Đặc biệt, trong ứng dụng phòng sạch, quạt cấp của AHU có thể đạt áp suất tĩnh tới 1000Pa nhằm đảm bảo lưu lượng và chất lượng gió đạt chuẩn.

>> Xem thêm: Sự kết hợp giữa AHU và FFU trong phòng sạch

4. Các loại AHU phòng sạch

4.1 AHU dùng nước 

AHU dùng nước hoạt động dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt giữa không khí và nước lạnh/hot water đi qua các coil. Nước lạnh thường được cung cấp từ hệ thống chiller, còn nước nóng có thể từ boiler hoặc hệ thống sưởi trung tâm. Không khí trước khi vào phòng sạch được lọc sơ cấp và lọc tinh, sau đó đi qua coil nước để điều chỉnh nhiệt độ theo yêu cầu. Hệ thống này phù hợp với các phòng sạch có diện tích lớn, cần kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm chính xác, đồng thời tiết kiệm năng lượng hơn khi vận hành liên tục.

4.2 AHU dùng gas 

AHU dùng gas (hay AHU DX – Direct Expansion) sử dụng môi chất lạnh trực tiếp để làm lạnh không khí. Không khí đi qua coil gas sẽ được hạ nhiệt nhanh chóng, đạt mức nhiệt độ mong muốn trước khi phân phối vào phòng sạch. Loại AHU này thích hợp với các phòng sạch có quy mô vừa và nhỏ, nơi không cần hệ thống chiller phức tạp, giúp giảm chi phí đầu tư ban đầu và dễ dàng lắp đặt. Tuy nhiên, khả năng kiểm soát độ ẩm chính xác kém hơn so với AHU dùng nước, do đó cần kết hợp với các thiết bị bổ trợ nếu yêu cầu nghiêm ngặt về môi trường.

5. Yêu cầu kỹ thuật của AHU trong phòng sạch 

Một AHU phòng sạch không chỉ là quạt thổi không khí, mà phải đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt:

• Cấu tạo và vật liệu: Bên trong AHU phải nhẵn, không có đinh ốc lộ ra hay khe hở để bụi bám. Vật liệu chống tĩnh điện và chống ăn mòn giúp đảm bảo vệ sinh và độ bền thiết bị. Bộ giảm âm và giảm chấn cần được trang bị để hạn chế rung và tiếng ồn từ quạt.

• Hệ thống lọc khí: AHU thường có bộ lọc sơ cấp (G4), lọc tinh (F7 – F9), và có thể lắp thêm bộ lọc HEPA/H14 hoặc ULPA nếu phòng sạch yêu cầu cấp độ cao. Việc lọc nhiều tầng đảm bảo loại bỏ bụi siêu mịn, vi khuẩn và các hạt lơ lửng trong không khí.

• Quạt và động cơ: Quạt ly tâm hoặc hướng kính có công suất phù hợp với lưu lượng gió cần thiết. Với những AHU công suất lớn, nên dùng quạt VSD (Variable Speed Drive) để tiết kiệm năng lượng và điều chỉnh tốc độ theo nhu cầu.

• Hệ thống điều khiển: Các van 3 ngả hoặc actuator điều khiển chính xác nhiệt độ và độ ẩm. Hệ thống BMS (Building Management System) tích hợp giúp giám sát, cảnh báo và tối ưu vận hành, đảm bảo AHU hoạt động ổn định 24/7.

• Yêu cầu vận hành: AHU phải duy trì áp suất dương so với môi trường bên ngoài để ngăn bụi xâm nhập. Các bộ lọc cần được vệ sinh hoặc thay định kỳ, và thiết kế AHU phải cho phép tiếp cận dễ dàng để bảo trì mà không làm gián đoạn quá trình sản xuất.

>> Xem thêm: Thiết kế AHU | Tiêu chuẩn và lưu ý khi lựa chọn đơn vị thiết kế

6. Ứng dụng của AHU phòng sạch 

AHU là thiết bị quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là những lĩnh vực yêu cầu môi trường cực kỳ sạch và kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm chính xác:

• Ngành dược phẩm: Cung cấp không khí sạch cho các phòng sản xuất thuốc, đạt tiêu chuẩn GMP và ISO 14644. AHU giúp ổn định nhiệt độ, độ ẩm và áp suất, ngăn vi sinh vật xâm nhập.

• Ngành điện tử – bán dẫn: Kiểm soát bụi, tĩnh điện trong sản xuất chip và linh kiện nhạy cảm. AHU kết hợp với FFU đảm bảo luồng khí sạch, đồng đều và ổn định cho ISO 5 – ISO 7.

• Ngành thực phẩm: Bảo quản nguyên liệu và chế biến thực phẩm, hạn chế vi khuẩn và nấm mốc. AHU giúp kiểm soát môi trường, kéo dài thời gian bảo quản và nâng cao chất lượng sản phẩm.

• Y tế – bệnh viện: Duy trì điều kiện môi trường trong phòng mổ, phòng cách ly, hoặc phòng điều trị đặc biệt. AHU phòng sạch giảm nguy cơ lây nhiễm và đảm bảo an toàn cho bệnh nhân.

• Trung tâm dữ liệu (Data Center): Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm cho server và thiết bị mạng, tránh quá nhiệt và duy trì hiệu suất hoạt động. AHU kết hợp chiller và FCU giúp tản nhiệt hiệu quả.

Như vậy, AHU phòng sạch giữ vai trò cốt lõi trong việc duy trì nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và độ sạch ổn định – những yếu tố quyết định chất lượng môi trường trong các nhà máy dược phẩm, điện tử, thực phẩm và y tế. Một hệ thống AHU được thiết kế và lắp đặt đúng chuẩn không chỉ giúp tuân thủ các tiêu chuẩn ISO, GMP, mà còn góp phần tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu suất vận hành.

Để được tư vấn, thiết kế và lắp đặt AHU phòng sạch tối ưu cho từng mô hình sản xuất, doanh nghiệp có thể liên hệ Air-Cleantech.vn – đơn vị sản xuất và phân phối thiết bị phòng sạch thuộc INTECH Group. Với hơn 10 năm kinh nghiệm trong giải pháp thiết kế thi công hệ thống HVAC và phòng sạch, INTECH cam kết mang đến sản phẩm chất lượng, giải pháp kỹ thuật toàn diện và dịch vụ bảo trì chuyên nghiệp.

Gọi ngay Hotline: 0976 404 895, Đội ngũ chuyên gia của INTECH sẵn sàng đồng hành cùng bạn trong suốt quá trình từ khảo sát, thiết kế đến vận hành và bảo trì.

FAQ