وحدة فلتر مروحة FFU ضرورية لمشاريع الغرف النظيفة. كما أنها وحدة فلتر إمداد هواء لا غنى عنها للغرف النظيفة الخالية من الغبار، وضرورية أيضًا لطاولات العمل فائقة النظافة وكبائن التنظيف.
مع تطور الاقتصاد وتحسين مستوى معيشة الناس، ازدادت متطلبات جودة المنتجات. تُحدد جمعية مصنعي الأغذية جودة المنتجات بناءً على تكنولوجيا الإنتاج وبيئة الإنتاج، مما يُجبر المصنّعين على السعي نحو تقنيات إنتاج أفضل.
تخضع المجالات التي تستخدم وحدات ترشيح مراوح FFU، وخاصةً في الإلكترونيات والأدوية والأغذية والهندسة الحيوية والطب والمختبرات، لمتطلبات صارمة فيما يتعلق ببيئة الإنتاج. وتتكامل هذه المتطلبات مع التكنولوجيا والبناء والديكور وإمدادات المياه والصرف الصحي وتنقية الهواء وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتحكم الآلي وغيرها من التقنيات المتنوعة. وتشمل المؤشرات الفنية الرئيسية لقياس جودة بيئة الإنتاج في هذه الصناعات درجة الحرارة والرطوبة والنظافة وحجم الهواء والضغط الداخلي الإيجابي، وغيرها.
لذلك، أصبح التحكم الرشيد في مختلف المؤشرات الفنية لبيئة الإنتاج، بما يلبي متطلبات عمليات الإنتاج الخاصة، أحد أهم مجالات البحث في هندسة الغرف النظيفة. في أوائل ستينيات القرن الماضي، طُوّرت أول غرفة نظيفة بتقنية التدفق الصفحي في العالم. ومنذ إنشائها، بدأت تطبيقات تقنية التدفق الصفحي بالظهور.
1. الحالة الحالية لطريقة التحكم في FFU
حاليًا، تستخدم وحدات فلتر المروحة (FFU) عادةً محركات تيار متردد أحادية الطور متعددة السرعات، ومحركات تيار متردد أحادية الطور متعددة السرعات. يتوفر تقريبًا جهدان لإمداد محرك وحدة فلتر المروحة (FFU): 110 فولت و220 فولت.
وتنقسم طرق السيطرة عليها بشكل رئيسي إلى الفئات التالية:
(1). التحكم في مفتاح متعدد السرعات
(2). التحكم في ضبط السرعة بدون خطوات
(3). التحكم بالحاسوب
(4). جهاز التحكم عن بعد
فيما يلي تحليل ومقارنة بسيطة لطرق التحكم الأربعة المذكورة أعلاه:
2. التحكم في مفتاح متعدد السرعات FFU
يتضمن نظام التحكم في مفتاح السرعات المتعددة مفتاح التحكم في السرعة ومفتاح الطاقة المرفقين بوحدة FFU فقط. ونظرًا لأن مكونات التحكم يتم توفيرها بواسطة وحدة FFU ويتم توزيعها في مواقع مختلفة على سقف الغرفة النظيفة، فيجب على الموظفين ضبط وحدة FFU من خلال مفتاح التحويل في الموقع، وهو أمر غير مريح للغاية للتحكم. علاوة على ذلك، يقتصر نطاق سرعة الرياح القابل للتعديل لوحدة FFU على مستويات قليلة. وللتغلب على العوامل غير المريحة لتشغيل وحدة FFU، من خلال تصميم الدوائر الكهربائية، تم مركزية جميع مفاتيح السرعات المتعددة لوحدة FFU ووضعها في خزانة على الأرض لتحقيق التشغيل المركزي. ومع ذلك، بغض النظر عن المظهر أو وجود قيود في الوظيفة. تتمثل مزايا استخدام طريقة التحكم في مفتاح السرعات المتعددة في التحكم البسيط والتكلفة المنخفضة، ولكن هناك العديد من العيوب: مثل ارتفاع استهلاك الطاقة، وعدم القدرة على ضبط السرعة بسلاسة، وعدم وجود إشارة تغذية مرتدة، وعدم القدرة على تحقيق تحكم مرن للمجموعة، إلخ.
3. التحكم في ضبط السرعة بشكل مستمر
بالمقارنة مع طريقة التحكم بمفتاح متعدد السرعات، فإن التحكم في تعديل السرعة بدون خطوات يحتوي على منظم سرعة بدون خطوات إضافي، مما يجعل سرعة مروحة FFU قابلة للتعديل باستمرار، ولكنه يضحي أيضًا بكفاءة المحرك، مما يجعل استهلاكه للطاقة أعلى من طريقة التحكم بمفتاح متعدد السرعات.
- التحكم بالكمبيوتر
تعتمد طريقة التحكم الحاسوبي عادةً على محرك EC. بالمقارنة مع الطريقتين السابقتين، تتميز طريقة التحكم الحاسوبي بالوظائف المتقدمة التالية:
(1). باستخدام وضع التحكم الموزع، يمكن تحقيق المراقبة والتحكم المركزي لـ FFU بسهولة.
(2). يمكن تحقيق التحكم في الوحدة الفردية والوحدات المتعددة وتقسيم FFU بسهولة.
(3). يتمتع نظام التحكم الذكي بوظائف توفير الطاقة.
(4). يمكن استخدام جهاز التحكم عن بعد الاختياري للمراقبة والتحكم.
(5) يحتوي نظام التحكم على واجهة اتصال مخصصة يمكنها التواصل مع الكمبيوتر المضيف أو الشبكة لتحقيق وظائف الاتصال والإدارة عن بُعد. من أهم مزايا التحكم في محركات EC: سهولة التحكم ونطاق السرعة الواسع. إلا أن طريقة التحكم هذه لها أيضًا بعض العيوب الخطيرة:
(6) بما أن محركات FFU غير مسموح لها باستخدام الفرش في الغرف النظيفة، فإن جميعها تستخدم محركات EC بدون فرش، ويتم حل مشكلة التبديل بواسطة مُبدِّلات إلكترونية. يؤدي قصر عمر المُبدِّلات الإلكترونية إلى تقصير عمر نظام التحكم بأكمله بشكل كبير.
(7) النظام بأكمله مكلف.
(8) تكلفة الصيانة اللاحقة مرتفعة.
5. طريقة التحكم عن بعد
كمكمل لطريقة التحكم بالكمبيوتر، يمكن استخدام طريقة التحكم عن بعد للتحكم في كل وحدة FFU، مما يكمل طريقة التحكم بالكمبيوتر.
باختصار، طريقتا التحكم الأوليتان تستهلكان طاقة عالية ويصعب التحكم فيهما؛ أما الطريقتان الأخيرتان فتتميزان بعمر افتراضي قصير وتكلفتهما العالية. هل هناك طريقة تحكم تحقق استهلاكًا منخفضًا للطاقة، وسهولة في التحكم، وعمرًا افتراضيًا مضمونًا، وتكلفة منخفضة؟ نعم، إنها طريقة التحكم الحاسوبي باستخدام محرك التيار المتردد.
بالمقارنة مع محركات التيار المتردد، تتميز محركات التيار المتردد بمزايا عديدة، منها بساطة هيكلها، وصغر حجمها، وسهولة تصنيعها، وموثوقية تشغيلها، وسعرها المنخفض. ونظرًا لعدم وجود مشاكل في التبديل، فإن عمرها الافتراضي أطول بكثير من محركات التيار المتردد. ولفترة طويلة، وبسبب ضعف أداء تنظيم السرعة، احتلت محركات التيار المتردد مكانة محركات التيار المتردد في تنظيم السرعة. ومع ذلك، مع ظهور وتطوير أجهزة إلكترونية جديدة للطاقة ودوائر متكاملة واسعة النطاق، بالإضافة إلى الظهور المستمر وتطبيق نظريات تحكم جديدة، تطورت أساليب التحكم في التيار المتردد تدريجيًا، وستحل محل أنظمة التحكم في السرعة في محركات التيار المتردد.
في طريقة التحكم في تيار متردد FFU، تُقسّم هذه الطريقة بشكل رئيسي إلى طريقتين: طريقة التحكم في تنظيم الجهد وطريقة التحكم في تحويل التردد. تعتمد طريقة التحكم في تنظيم الجهد على ضبط سرعة المحرك عن طريق تغيير جهد الجزء الثابت مباشرةً. من عيوب طريقة تنظيم الجهد: انخفاض الكفاءة أثناء تنظيم السرعة، وارتفاع درجة حرارة المحرك عند السرعات المنخفضة، وضيق نطاق تنظيم السرعة. مع ذلك، فإن عيوب طريقة تنظيم الجهد ليست واضحة تمامًا بالنسبة لحمل مروحة FFU، ولكن لها بعض المزايا في الوضع الحالي:
(1). مخطط تنظيم السرعة ناضج ونظام تنظيم السرعة مستقر، مما يضمن التشغيل المستمر الخالي من المتاعب لفترة طويلة.
(2) سهولة التشغيل وانخفاض تكلفة نظام التحكم.
(3). نظرًا لأن حمل مروحة FFU خفيف جدًا، فإن حرارة المحرك ليست خطيرة جدًا عند السرعة المنخفضة.
(4) تُعدّ طريقة تنظيم الجهد مناسبةً بشكلٍ خاصٍّ لحمل المروحة. ونظرًا لأن منحنى عمل مروحة FFU يُمثّل منحنى تخميد فريدًا، فإن نطاق تنظيم السرعة واسعٌ جدًا. لذلك، ستصبح طريقة تنظيم الجهد في المستقبل أيضًا طريقةً رئيسيةً لتنظيم السرعة.
وقت النشر: ١٨ ديسمبر ٢٠٢٣