Trong hệ thống điều hòa phòng sạch, việc kiểm soát khí tươi đầu vào quyết định rất lớn đến độ ổn định của môi trường bên trong. PAU chính là thiết bị đảm nhiệm vai trò này, giúp xử lý không khí ngay từ nguồn trước khi đi vào các công đoạn phía sau. Bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ về cấu tạo, cách PAU hoạt động và vai trò thực tế của thiết bị này trong các hệ thống phòng sạch theo tiêu chuẩn GMP – ISO.
1. PAU là gì? Primary Air Units
PAU (Primary Air Unit) là thiết bị xử lý không khí tươi sơ cấp trong hệ thống HVAC, có nhiệm vụ lọc, làm lạnh hoặc gia nhiệt, tách ẩm hoặc tạo ẩm cho không khí, giúp chuẩn hóa các thông số cơ bản của nguồn khí tươi đầu vào.
Sau khi được xử lý sơ cấp tại PAU, không khí sẽ được đưa đến các thiết bị như AHU hoặc FCU để tiếp tục xử lý nâng cao, hòa trộn và phân phối vào các không gian có yêu cầu về chất lượng không khí.
PAU thường được sử dụng phổ biến trong các cơ sở sản xuất, cơ sở khám chữa bệnh, khách sạn hoặc phòng sạch (dùng để xử lý nhiệt độ, độ ẩm và độ sạch của không khí trước khi đưa vào phòng sạch).
Phân biệt hệ thống PAU và AHU
Dưới đây là bảng so sánh giữa 2 thiết bị xử lý không khí trong hệ thống HVAC.
| Tiêu chí | AHU | PAU |
| Chức năng chính | Xử lý tinh và cấp khí đạt tiêu chuẩn cho khu vực | Xử lý không khí tươi sơ bộ trước khi đưa vào hệ thống |
| Nguồn không khí xử lý | Hỗn hợp khí hồi và khí tươi | 100% khí tươi |
| Mức độ xử lý nhiệt – ẩm | Kiểm soát và duy trì nhiệt độ độ ẩm trong phòng sạch | Xử lý tải nhiệt và độ ẩm ban đầu của khí tươi |
| Khả năng lọc không khí | Medium filter + HEPA/ULPA | Pre-filter + Medium filter |
| Ảnh hưởng tải lạnh | Tối ưu vận hành nhờ PAU chia tải xử lý nhiệt – ẩm | Giảm 30–50% tải lạnh cho AHU/FCU nhờ xử lý khí tươi trước |
| Khả năng tạo áp suất | Tạo và duy trì chênh áp giữa các khu vực | Không tạo chênh áp trực tiếp |
| Vị trí lắp đặt | Đặt trong hệ thống chính, gần khu vực sản xuất | Đặt trước AHU/FCU hoặc cấp trực tiếp vào phòng |
| Ứng dụng | Dùng cho tòa nhà lớn, bệnh viện, trung tâm thương mại, xử lý không khí tổng thể. | Dùng cho tòa nhà lớn, bệnh viện, trung tâm thương mại, xử lý không khí tổng thể. |
Việc lựa chọn sử dụng thiết bị xử lý không khí nào phụ thuộc vào nhiều yếu tố như quy mô công trình, yêu cầu về chất lượng không khí, điều kiện môi trường và chi phí đầu tư. Bảng so sánh trên sẽ giúp bạn có cái nhìn tổng quan và đưa ra quyết định phù hợp nhất.
2. Cấu tạo cơ bản của PAU
Một PAU tiêu chuẩn thường bao gồm các bộ phận chính sau:
- Bộ lọc khí : Lọc bụi thô và bụi mịn (G4, F5–F7)
- Coil lạnh / coil gas: Xử lý nhiệt độ và độ ẩm không khí tươi.
- Quạt ly tâm: Duy trì lưu lượng và áp suất gió.
- Mixing box: Trộn khí tươi và khí hồi (khi cần).
- Damper gió: Điều chỉnh lưu lượng, cân bằng áp suất.
- Cảm biến giám sát: Gồm cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, chênh áp và lưu lượng gió
3. PAU trong hệ thống điều hòa phòng sạch
Primary Air Unit xử lý độ ẩm (<=60%) và điều chỉnh nhiệt độ của không khí tươi trước khi đưa vào phòng sạch. Đảm bảo môi trường trong phòng luôn đạt các tiêu chuẩn khắt khe về nhiệt độ và độ ẩm, duy trì chất lượng không khí và an toàn cho quy trình sản xuất.
PAU vận hành theo nguyên lý xử lý 100% khí tươi từ môi trường bên ngoài. Không khí sau khi được hút vào sẽ đi qua pre-filter và medium filter để loại bỏ bụi thô và bụi mịn, sau đó được dẫn qua bộ trao đổi nhiệt nhằm điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm theo điều kiện thiết kế của phòng sạch. Quạt ly tâm bên trong PAU tạo áp suất cần thiết để đưa luồng khí đã xử lý vào hệ thống.
Tùy theo cấu hình hệ thống và yêu cầu sử dụng, khí tươi từ PAU có thể được cấp theo các phương án sau:
- Cấp trực tiếp vào phòng sạch: Áp dụng cho các khu vực yêu cầu cao về lưu lượng và chất lượng không khí, cho phép kiểm soát môi trường một cách trực tiếp và hiệu quả.
- Cấp qua FCU hoặc AHU: Khí tươi được đưa qua thiết bị xử lý không khí để tiếp tục hòa trộn và xử lý trước khi phân phối vào phòng sạch.
Việc lựa chọn phương án cấp khí phù hợp phụ thuộc vào nhu cầu vận hành và cấu trúc hệ thống.
4. Cách tính PAU trong phòng sạch
Việc tính toán thông số cho thiết bị xử lý không khí tươi sơ cấp trong phòng sạch được thực hiện bằng cách tách riêng phần tải do khí tươi ngoài trời mang vào để PAU xử lý, còn phần tải phát sinh bên trong phòng sẽ do FCU hoặc AHU đảm nhiệm. Cách làm này giúp hệ thống kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm hiệu quả hơn.
Không khí tươi từ bên ngoài sau khi đi qua PAU sẽ được làm lạnh và khử ẩm đến một trạng thái phù hợp (thường được thiết kế ở mức nhiệt độ và độ ẩm đã tính toán trước). Các thông số này được xác định dựa trên ẩm đồ (biểu đồ thể hiện trạng thái không khí ẩm), kết hợp với yêu cầu điều kiện môi trường của phòng sạch.
Từ đó, kỹ sư sẽ xác định cần cấp bao nhiêu gió tươi vào phòng, rồi tính toán công suất lạnh và lưu lượng gió tương ứng cho PAU và các thiết bị phía sau.
Tuy nhiên, để hệ thống PAU được thiết kế phù hợp và vận hành hiệu quả, bạn nên tham vấn các đơn vị có kinh nghiệm trong lĩnh vực lọc không khí và xử lý không khí phòng sạch, nhằm đảm bảo giải pháp đáp ứng đúng yêu cầu kỹ thuật của từng dự án.
Xem thêm: ACU – Air Clean Unit
