Une unité filtre-ventilateur (FFU) fournit localement la pression nécessaire pour faire passer l’air à travers son filtre ; un caisson HEPA terminal classique dépend d’un ventilateur situé ailleurs dans le système aéraulique. Pour choisir, vérifiez le débit, la pression disponible, le circuit de reprise, la régulation et l’accès pour la maintenance. Les deux solutions peuvent équiper une salle propre lorsque le système complet satisfait à ses exigences. Berkeley Lab : unités filtre-ventilateur, Caisson pour filtre HEPA Ulpatek
Ajouter un moteur au-dessus du filtre ne donne pas une classe de propreté particulière à la salle.
Que change le déplacement du ventilateur au plafond ?
Un caisson HEPA terminal reçoit l’air du système de soufflage, le fait passer à travers son filtre et le distribue dans la salle. Dans une configuration raccordée à des gaines, le ventilateur central doit fournir une pression suffisante pour tout le circuit, filtre terminal compris.
Une FFU regroupe un ventilateur, une commande et un filtre dans un même module. Berkeley Lab décrit les FFU comme des équipements modulaires de recyclage et identifie le circuit d’air, la régulation et la pression du système parmi les facteurs de conception. Le choix du module doit rester compatible avec l’ensemble du circuit de recyclage. Berkeley Lab : unités filtre-ventilateur
Une FFU qui recycle l’air de la salle a toujours besoin d’un circuit de reprise correctement conçu. Elle ne fournit pas non plus, à elle seule, l’air neuf requis pour le bâtiment, la maîtrise de l’humidité, la puissance de refroidissement ou la compensation de l’air extrait. Intégrez ces fonctions à la conception avant de choisir les modules de plafond.
Commencez par les exigences de la salle
Définissez la propreté requise, l’état d’occupation, la protection du procédé, le régime d’écoulement de l’air et les rapports de pression entre locaux. Choisissez ensuite la filtration et la distribution d’air capables de les assurer.
ISO 14644-1:2015 classe la propreté de l’air selon la concentration de particules en suspension. Elle ne classe pas une salle d’après le nom de son équipement terminal. ISO 14644-4:2022 traite de la traduction des exigences en conception, construction et démarrage de salle propre, sans imposer une technologie unique à tous les projets. ISO 14644-1:2015, ISO 14644-4:2022
Pour une zone propre à écoulement unidirectionnel, le seul débit volumique total ne suffit pas : surface de soufflage, répartition, obstacles et trajet de l’air au niveau du procédé comptent. Dans une salle à écoulement non unidirectionnel avec mélange, les positions du soufflage et de la reprise influencent aussi l’évacuation des contaminants. Choisir une FFU ne supprime aucune de ces questions. Le guide Berkeley Lab sur les salles propres retient le débit, l’uniformité et la vitesse de l’air comme paramètres de conception pour maîtriser la contamination. LBNL-58639 : salles propres économes en énergie et FFU
Utilisez ce tableau de décision avant de comparer les prix
Ce tableau aide à la sélection. Le choix final dépend du calcul du système complet et de l’équipement réellement proposé.
| Situation du projet | Le caisson HEPA terminal mérite d’être envisagé lorsque… | La FFU mérite d’être envisagée lorsque… |
|---|---|---|
| Soufflage existant | La CTA et la distribution peuvent fournir le débit et la pression requis pendant toute la durée de service du filtre | Un apport de pression local peut être intégré dans les limites de pression d’entrée et de régulation de la FFU retenue |
| Besoin important de recyclage | Un système central de recyclage et un espace de distribution adapté sont disponibles | Un plénum commun utilisable et un circuit de reprise permettent un recyclage réparti |
| Implantation de production évolutive | La position des terminaux et les branches de gaines sont relativement fixes | Les modules peuvent devoir être déplacés ou ajoutés par étapes |
| Stratégie de maintenance | L’établissement préfère limiter le nombre de moteurs et de commandes répartis dans l’installation | L’établissement peut assurer la maintenance électrique et mécanique de chaque module |
| Exigences de régulation | Les régulations centrale et de branche peuvent maintenir les conditions requises à chaque terminal | Le réglage local du débit et la surveillance par unité présentent un intérêt |
| Contraintes du plafond | Le caisson, le raccord d’entrée, le diffuseur et les dégagements de maintenance trouvent leur place | Le module ventilateur, son espace d’entrée, les supports, les câbles et les dégagements de maintenance trouvent leur place |
Ne décidez pas uniquement sur le prix d’achat. Incluez les besoins du ventilateur central, la construction du circuit de reprise, la distribution électrique, la régulation, les accès et la mise en service. Un terminal peu cher peut entraîner d’autres coûts dans le système.
Bilan de pression : vérifiez le filtre chargé, pas seulement le filtre propre
Pour un caisson terminal, calculez la pression disponible à son entrée par rapport à la salle, au débit requis. Prenez ensuite en compte les pertes de l’ensemble terminal retenu. Les pertes des gaines amont relèvent du calcul du système central ; ne les déduisez pas deux fois.
Considérez ce calcul terminal illustratif. Les valeurs sont des hypothèses de conception, pas des données produit Ulpatek :
| Élément au débit terminal requis | Filtre propre | État retenu en fin de service |
|---|---|---|
| Perte de charge du filtre | 150 Pa | 300 Pa |
| Pertes du caisson et du diffuseur | 35 Pa | 35 Pa |
| Marge d’équilibrage | 30 Pa | 30 Pa |
| Pression requise entre entrée et salle | 215 Pa | 365 Pa |
| Pression disponible entre entrée et salle | 300 Pa | 300 Pa |
| Marge restante | +85 Pa | −65 Pa |
Le fonctionnement avec filtre propre convient. L’état chargé retenu ne convient pas : avec un déficit de 65 Pa dans ces hypothèses, le système ne peut pas fournir le même débit. La valeur de 300 Pa du filtre est ici une hypothèse de conception, pas un seuil universel de remplacement.
Les solutions possibles comprennent l’augmentation de la pression disponible du ventilateur, la réduction des pertes du système ou la sélection d’un filtre moins résistant associé à un terminal adapté. Ajouter une FFU constitue une autre possibilité technique uniquement si ses conditions d’entrée admissibles, sa courbe de ventilateur et sa régulation conviennent au système.
« Moteur EC » ne constitue pas une spécification complète de régulation
Le type de moteur ne dit pas comment le système régule le débit. Demandez si l’unité fonctionne à réglage fixe, suit une caractéristique de couple ou utilise un programme de maintien du débit. Demandez ce qu’elle mesure, ce qui déclenche une alarme et ce qui se passe lorsqu’elle atteint sa limite disponible de vitesse ou de puissance.
Précisez la séquence de démarrage, la régulation normale, les seuils d’alarme et la réaction en cas de défaillance. Pour un système à plénum commun, vérifiez l’effet des variations de demande des modules sur la pression du plénum et sur la régulation de l’air de compensation. Quelle que soit la configuration, vérifiez séparément les rapports de pression entre locaux ; une consigne de débit terminal n’est pas une mesure de pression de salle.
Comptez les unités au point de fonctionnement réel
Supposons que le projet ait déjà établi un besoin de 8 100 m³/h d’air filtré soufflé ou recyclé. Si une unité candidate fournit 900 m³/h à la pression requise et à un niveau sonore acceptable, le minimum arithmétique est de neuf unités. À 600 m³/h par unité, il faut en prévoir quatorze après arrondi supérieur. Ces quatorze unités seraient équilibrées pour atteindre le débit total requis, soit environ 579 m³/h chacune en cas de partage égal, avec vérification de leurs performances à ce réglage.
Ces nombres illustrent un dimensionnement ; ils ne recommandent pas un débit pour une classe ISO donnée. L’implantation peut exiger davantage de terminaux pour la distribution de l’air, la couverture ou une capacité de secours. Le débit maximal du catalogue peut également être inadapté au filtre retenu, à la limite sonore ou au point de fonctionnement du ventilateur.
Demandez au fournisseur le débit fourni, la résistance du filtre, les conditions d’entrée, la puissance électrique absorbée et les données acoustiques au même point de sélection. Le débit d’un ventilateur à l’air libre n’est pas la capacité en air filtré d’une unité installée.
Comparez l’énergie à l’échelle du système complet
Une FFU n’est pas automatiquement plus efficace qu’un caisson terminal alimenté centralement. Les travaux de Berkeley Lab ont montré que les performances du système dépendent de l’équipement et des circuits d’air ; ils signalent également que les systèmes FFU peuvent être moins efficaces que d’autres configurations. Leurs mesures anciennes ne constituent pas un classement de produits actuels, mais la nécessité de comparer les conditions complètes de fonctionnement reste pertinente. LBNL-58639
Comparez l’électricité des ventilateurs pour l’ensemble de la configuration, y compris tout ventilateur amont encore nécessaire avec les FFU. Utilisez le même débit requis, les mêmes heures de fonctionnement et les mêmes hypothèses de chargement des filtres. Examinez le besoin de refroidissement associé dans l’évaluation CVC globale.
Une petite différence de puissance par module s’additionne sur tout un plafond. Si quarante unités consomment chacune 15 W de moins aux mêmes conditions de service pendant 8 760 heures, l’économie calculée est de 5 256 kWh/an. C’est une illustration, pas une promesse d’économie Ulpatek. Elle montre pourquoi la puissance au point de fonctionnement importe davantage qu’une affirmation de « faible consommation » sans conditions précisées.
ISO 14644-16:2019 donne des recommandations d’efficacité énergétique tout en maintenant les performances de la salle propre. Réduire le débit sous le besoin du procédé ne constitue pas une comparaison énergétique entre deux conceptions équivalentes. ISO 14644-16:2019
Prévoyez dès maintenant l’accès pour la maintenance
Décidez comment accéder au filtre, au moteur, à la commande et au préfiltre. Un remplacement du filtre côté salle ne signifie pas nécessairement que tous les autres composants sont accessibles de ce côté. Vérifiez le plan et la procédure de remplacement, plutôt que d’interpréter une indication d’accès comme une promesse pour toute l’unité.
Précisez également la géométrie d’étanchéité, les raccords d’essai accessibles, le démontage du diffuseur et l’espace réellement nécessaire aux vérifications. La gamme de caissons pour filtres HEPA Ulpatek propose différentes portées d’étanchéité et configurations de raccordement ; ces détails de sélection doivent être réglés avant la réalisation du plafond. Caisson pour filtre HEPA Ulpatek
La vérification du système installé reste nécessaire dans les deux cas. Convenez des essais applicables, des états d’occupation et des exigences de réception dans le plan de qualification. ISO 14644-3:2019 fournit des méthodes d’essai pour salles propres, notamment pour différents régimes d’écoulement et états d’occupation. ISO 14644-3:2019
Ce dont Ulpatek a besoin pour effectuer une sélection utile
Ulpatek fabrique des caissons terminaux et des FFU. Sa gamme FFU publiée comprend des ventilateurs AC et EC, avec différentes configurations de remplacement du filtre. Précisez les options requises ; ne supposez pas que toutes les configurations comprennent les mêmes commandes ou accessoires. Catalogue technique Ulpatek, section FFU
