El ruido excesivo de la unidad de filtro del ventilador (FFU) puede afectar al confort del entorno de la sala blanca, a la estabilidad de los equipos y a la salud del personal. Para resolver el problema, es necesario partir de las fuentes de ruido (como el funcionamiento del ventilador, la perturbación del flujo de aire, la vibración estructural, etc.), tomar medidas específicas en combinación con los requisitos de la escena y, al mismo tiempo, evitar que se vean afectadas la eficacia de la filtración y el rendimiento del volumen de aire. Las soluciones específicas son las siguientes
1. Optimizar el propio equipo: Reducir el ruido de la fuente
Las principales fuentes de ruido de las FFU son el ventilador y el movimiento del flujo de aire. La generación de ruido puede reducirse directamente mediante mejoras estructurales del equipo.
1. Sustituya el tipo de ventilador silencioso
Dar prioridad a los ventiladores de CC sin escobillas En comparación con los ventiladores centrífugos de CA tradicionales, los ventiladores de CC sin escobillas adoptan la tecnología de conmutación electrónica, que se caracteriza por una baja fricción mecánica y ruido electromagnético. Con el mismo volumen de aire, el ruido puede reducirse entre 5 y 10 dB (A) (por ejemplo, de 65 dB (A) a 55 ó 60 dB (A)), y admiten una regulación precisa de la velocidad de frecuencia variable. Puede reducir el ruido de las turbulencias del flujo de aire disminuyendo la velocidad del viento (adecuado para escenarios poco ruidosos, como medicina y laboratorios).
Seleccione un diseño de impulsor poco ruidoso: La forma de las aspas del impulsor del ventilador (como las aspas curvadas hacia atrás), el ángulo (para reducir el impacto del flujo de aire) y la suavidad de la superficie afectarán al ruido aerodinámico. Por ejemplo, los álabes en forma de arco provocan menos perturbaciones del flujo de aire que los álabes rectos, y el ruido puede reducirse entre 3 y 5 dB (A). Hay que dar prioridad a los ventiladores con diseños optimizados.
2. Mejorar la absorción de impactos y el sellado del ventilador y la carcasa.
Instale componentes de absorción de impactos: Instale almohadillas amortiguadoras de goma (con dureza A de 50 a 60 Shore A) o amortiguadores de muelle entre el ventilador y la carcasa de la FFU para reducir la transmisión de vibraciones mecánicas a la carcasa (el ruido de las vibraciones puede reducirse entre 4 y 6 dB (A)). Asegúrese de que los amortiguadores estén tensados uniformemente para evitar vibraciones secundarias causadas por una instalación torcida.
Optimice la estructura de la carcasa: Seleccione una carcasa FFU fabricada con materiales amortiguadores (como placas compuestas de caucho butílico). Los materiales amortiguadores pueden absorber la energía de las vibraciones y reducir el ruido de resonancia (especialmente el ruido de baja frecuencia, que puede reducirse entre 2 y 3 dB (A)). Al mismo tiempo, asegúrese de que la carcasa esté bien sellada para evitar que el flujo de aire se filtre por los huecos y genere ruido turbulento.
Ii. Optimizar la instalación y la disposición: Reducir la transmisión y superposición de ruidos
Una instalación incorrecta puede amplificar el ruido (como la resonancia y el cortocircuito del flujo de aire), mientras que una disposición razonable puede reducir el efecto de superposición del ruido.
Evitar la resonancia estructural
Compruebe la planitud de la instalación: Al instalar el FFU, es necesario asegurarse de que la conexión con la quilla o el soporte del techo sea plana. Si hay una inclinación (>1°), el ventilador generará vibraciones y ruido adicionales debido al desplazamiento del centro de gravedad durante el funcionamiento. Puede calibrarse con un nivel y fijarse con pernos ajustables para garantizar un ajuste firme entre la carcasa y la superficie de instalación.
Conexión rígida aislada: Si la FFU se instala en un soporte metálico, deben añadirse almohadillas aislantes y amortiguadoras (como almohadillas de silicona) en los puntos de contacto para evitar la transmisión de vibraciones causada por el contacto metálico rígido (especialmente cuando se conectan varias FFU en paralelo, puede reducir el ruido resonante superpuesto de 3 a 5 dB (A)).
2. Optimizar la trayectoria del flujo de aire para reducir el ruido turbulento.
Asegurar una entrada de aire suave: Si la entrada de aire del FFU está bloqueada (como tuberías o lámparas en el interior del techo), causará desorden en el flujo de aire y generará ruido de "silbido" (ruido de alta frecuencia, de hasta 65 a 70dB (A)). Debe reservarse al menos 300 mm de espacio para la entrada de aire, o instalar un deflector de aire aerodinámico en la entrada de aire para guiar el flujo de aire hacia el ventilador sin problemas.
Equilibrio de la velocidad del viento de salida de aire: Si el filtro de salida de aire no se instala plano (por ejemplo, con los bordes levantados), provocará que la velocidad del viento local sea demasiado alta (>0,5 m/s), generando ruido turbulento. Es necesario asegurarse de que la rejilla del filtro está bien sellada con el marco de salida de aire. Si es necesario, se debe utilizar una banda de presión para la fijación con el fin de garantizar una salida de aire uniforme (desviación de la velocidad del viento ≤±5%).
3. Disposición dispersa para reducir la superposición de ruidos
Cuando se instalan varias FFU en el centro, el ruido aumentará debido al efecto de superposición (60 dB (A) para una sola unidad, y puede llegar a 66 dB (A) cuando se disponen cuatro unidades en el centro). Si la sala limpia es de gran superficie, puede adoptarse una disposición descentralizada (como la disposición uniforme a intervalos de 1,2 a 1,5 metros) para reducir la superposición de ruidos mediante la dispersión espacial. Si es necesario disponerlas de forma centralizada, pueden instalarse tabiques de aislamiento acústico (fabricados con materiales porosos fonoabsorbentes, como la lana de vidrio centrifugada) entre las FFU adyacentes para reducir la transmisión del ruido lateral.
Iii. Ajustar los parámetros de funcionamiento: Equilibrar el volumen de aire y el ruido
El ruido de la FFU aumenta significativamente con el aumento del volumen de aire (para A 20% aumento del volumen de aire, el ruido puede aumentar de 6 a 8dB (A)). Un ajuste razonable de los parámetros de funcionamiento puede reducir el ruido al tiempo que garantiza la limpieza.
1. Se adopta la regulación de velocidad de frecuencia variable para adaptarse a las demandas reales
Regulación dinámica de la velocidad en función del grado de limpieza Por ejemplo, en una sala blanca de clase A 1000, durante los periodos de no producción (como por la noche), el volumen de aire puede reducirse de 0,45 m/s a 0,3 m/s (el volumen de aire mínimo necesario para mantener la limpieza), y en este momento, el ruido puede reducirse de 5 a 8 dB (A) (por ejemplo, de 62 dB (A) a 54 a 57 dB (A)). Es necesario estar equipado con un controlador de conversión de frecuencia (que admita regulación de velocidad de señal 0-10V o PWM) para conseguir un ajuste continuo del volumen de aire.
Evite el funcionamiento a plena carga durante periodos prolongados La FFU genera el mayor ruido a un volumen de aire de 100%. Si el proceso lo permite (por ejemplo, en un taller de montaje de componentes electrónicos), puede ajustarse para que funcione con un volumen de aire de 70% a 80% (reduciendo el ruido entre 4 y 6 dB (A)). Al mismo tiempo, el volumen de aire insuficiente de una sola FFU puede compensarse aumentando el número de FFU (por ejemplo, pasando de 10 unidades funcionando a plena carga a 12 unidades funcionando a un volumen de aire de 70%). El volumen total de aire no varía, pero el ruido es menor.
2. Controlar el ruido de la caja de presión estática y del conducto de aire.
Si la FFU se utiliza junto con una caja de presión estática, es necesario garantizar la estabilidad del flujo de aire dentro de la caja de presión estática.
Un volumen insuficiente de la caja de presión estática hará que la velocidad del flujo de aire sea demasiado alta (>2m/s), generando ruido turbulento. Es necesario asegurarse de que la altura libre de la caja de presión estática es ≥300mm, e instalar placas deflectoras (diseño en forma de arco) en el interior para reducir el impacto del flujo de aire.
Si la FFU se conecta a través de un conducto de aire, el codo del conducto de aire debe adoptar un radio de curvatura grande (R≥1,5 veces el diámetro del conducto de aire) para evitar el ruido de vórtice generado por el codo en ángulo recto. Si es necesario, se debe pegar algodón insonorizante (como lana de vidrio centrífuga ignífuga, espesor ≥25mm) en el interior del conducto de aire para absorber el ruido aerodinámico.
Iv. Medidas auxiliares de reducción del ruido: Ruido ambiental y de alta frecuencia
Si los métodos anteriores siguen sin cumplir los requisitos, se pueden tomar medidas adicionales para reducir aún más el ruido (tenga en cuenta que no debe afectar a la admisión y el escape de la FFU) :
Instalar un dispositivo silenciador
Silenciador de entrada de aire: La instalación de un silenciador tipo placa (relleno de materiales porosos que absorben el sonido, como fibra de poliéster) en la entrada de aire de la FFU puede reducir el ruido aerodinámico de alta frecuencia (de 3 a 6 dB (A)). La longitud del silenciador debe seleccionarse en función de la frecuencia del ruido (los silenciadores cortos son adecuados para el ruido de alta frecuencia, con una longitud de 300 a 500 mm).
Reducción del ruido de difusión de la salida de aire: Instale una caja de presión estática silenciadora (con placas microperforadas) debajo de la salida de aire. Mediante la difusión del flujo de aire, se reduce la velocidad del viento y, al mismo tiempo, se absorbe parte del ruido. Es adecuado para escenarios sensibles al ruido terminal (como talleres de instrumentos de precisión), y puede reducir aún más el ruido entre 2 y 4 dB (A).
2. Tratamiento de aislamiento acústico ambiental
Aislamiento acústico del techo: Si la FFU se instala en el interior del techo, se puede rellenar con algodón insonorizante (como lana de roca, con un grosor de 50 a 100 mm) por encima del techo, y sellar los huecos del techo para reducir la transmisión de ruido a la sala blanca.
Absorción acústica de las paredes: Al cubrir las paredes de la sala blanca con placas fonoabsorbentes (como placas perforadas de aleación de aluminio + algodón fonoabsorbente), se puede absorber el ruido reflejado. Esto es especialmente adecuado para situaciones en las que hay varias FFU dispuestas densamente, y puede reducir el ruido ambiental global entre 3 y 5 dB (A).
V. Mantenimiento regular: Reducir el aumento de ruido causado por el desgaste
Tras un funcionamiento prolongado, el desgaste y la acumulación de polvo de los componentes del ventilador provocarán un aumento del ruido, que deberá paliarse mediante el mantenimiento.
Limpie el impulsor del ventilador: La acumulación de polvo en el impulsor puede alterar la estabilidad del flujo de aire, provocando un aumento del ruido (especialmente el ruido de alta frecuencia). El ventilador debe apagarse para limpiarlo cada 3 a 6 meses (soplando con aire comprimido o limpiando con un paño suave).
Inspeccione el motor y los cojinetes: El desgaste de los cojinetes del motor puede provocar ruidos mecánicos anormales (como un "zumbido"), por lo que debe engrasarse con regularidad (una vez cada 6 a 12 meses). Cuando el desgaste sea grave, sustituya los cojinetes o el motor.
Apriete las piezas sueltas: Los pernos de conexión sueltos entre el ventilador y la carcasa, las bandas de presión de la rejilla del filtro, etc. causarán vibraciones y ruido. Es necesario inspeccionarlos y apretarlos mensualmente.
Precauciones
Todas las medidas de reducción del ruido deben basarse en la premisa de no reducir la eficacia de filtración ni la uniformidad del volumen de aire. Por ejemplo: los materiales fonoabsorbentes no deben bloquear la entrada de aire (debe reservarse al menos 80% de la superficie de ventilación), y las almohadillas amortiguadoras no deben comprimirse en exceso para no provocar la deformación de la carcasa (compresión ≤30%).
Si el nivel de ruido supera seriamente el límite (por ejemplo, en más de 10 dB (A)), se recomienda dar prioridad a la sustitución por modelos de FFU de bajo nivel de ruido (como ventiladores de CC sin escobillas con diseño de amortiguación total), en lugar de confiar en modificaciones posteriores (el efecto de las modificaciones es limitado y puede aumentar los costes).
1. Optimizar el propio equipo: Reducir el ruido de la fuente
Las principales fuentes de ruido de las FFU son el ventilador y el movimiento del flujo de aire. La generación de ruido puede reducirse directamente mediante mejoras estructurales del equipo.
1. Sustituya el tipo de ventilador silencioso
Dar prioridad a los ventiladores de CC sin escobillas En comparación con los ventiladores centrífugos de CA tradicionales, los ventiladores de CC sin escobillas adoptan la tecnología de conmutación electrónica, que se caracteriza por una baja fricción mecánica y ruido electromagnético. Con el mismo volumen de aire, el ruido puede reducirse entre 5 y 10 dB (A) (por ejemplo, de 65 dB (A) a 55 ó 60 dB (A)), y admiten una regulación precisa de la velocidad de frecuencia variable. Puede reducir el ruido de las turbulencias del flujo de aire disminuyendo la velocidad del viento (adecuado para escenarios poco ruidosos, como medicina y laboratorios).
Seleccione un diseño de impulsor poco ruidoso: La forma de las aspas del impulsor del ventilador (como las aspas curvadas hacia atrás), el ángulo (para reducir el impacto del flujo de aire) y la suavidad de la superficie afectarán al ruido aerodinámico. Por ejemplo, los álabes en forma de arco provocan menos perturbaciones del flujo de aire que los álabes rectos, y el ruido puede reducirse entre 3 y 5 dB (A). Hay que dar prioridad a los ventiladores con diseños optimizados.
2. Mejorar la absorción de impactos y el sellado del ventilador y la carcasa.
Instale componentes de absorción de impactos: Instale almohadillas amortiguadoras de goma (con dureza A de 50 a 60 Shore A) o amortiguadores de muelle entre el ventilador y la carcasa de la FFU para reducir la transmisión de vibraciones mecánicas a la carcasa (el ruido de las vibraciones puede reducirse entre 4 y 6 dB (A)). Asegúrese de que los amortiguadores estén tensados uniformemente para evitar vibraciones secundarias causadas por una instalación torcida.
Optimice la estructura de la carcasa: Seleccione una carcasa FFU fabricada con materiales amortiguadores (como placas compuestas de caucho butílico). Los materiales amortiguadores pueden absorber la energía de las vibraciones y reducir el ruido de resonancia (especialmente el ruido de baja frecuencia, que puede reducirse entre 2 y 3 dB (A)). Al mismo tiempo, asegúrese de que la carcasa esté bien sellada para evitar que el flujo de aire se filtre por los huecos y genere ruido turbulento.
Ii. Optimizar la instalación y la disposición: Reducir la transmisión y superposición de ruidos
Una instalación incorrecta puede amplificar el ruido (como la resonancia y el cortocircuito del flujo de aire), mientras que una disposición razonable puede reducir el efecto de superposición del ruido.
Evitar la resonancia estructural
Compruebe la planitud de la instalación: Al instalar el FFU, es necesario asegurarse de que la conexión con la quilla o el soporte del techo sea plana. Si hay una inclinación (>1°), el ventilador generará vibraciones y ruido adicionales debido al desplazamiento del centro de gravedad durante el funcionamiento. Puede calibrarse con un nivel y fijarse con pernos ajustables para garantizar un ajuste firme entre la carcasa y la superficie de instalación.
Conexión rígida aislada: Si la FFU se instala en un soporte metálico, deben añadirse almohadillas aislantes y amortiguadoras (como almohadillas de silicona) en los puntos de contacto para evitar la transmisión de vibraciones causada por el contacto metálico rígido (especialmente cuando se conectan varias FFU en paralelo, puede reducir el ruido resonante superpuesto de 3 a 5 dB (A)).
2. Optimizar la trayectoria del flujo de aire para reducir el ruido turbulento.
Asegurar una entrada de aire suave: Si la entrada de aire del FFU está bloqueada (como tuberías o lámparas en el interior del techo), causará desorden en el flujo de aire y generará ruido de "silbido" (ruido de alta frecuencia, de hasta 65 a 70dB (A)). Debe reservarse al menos 300 mm de espacio para la entrada de aire, o instalar un deflector de aire aerodinámico en la entrada de aire para guiar el flujo de aire hacia el ventilador sin problemas.
Equilibrio de la velocidad del viento de salida de aire: Si el filtro de salida de aire no se instala plano (por ejemplo, con los bordes levantados), provocará que la velocidad del viento local sea demasiado alta (>0,5 m/s), generando ruido turbulento. Es necesario asegurarse de que la rejilla del filtro está bien sellada con el marco de salida de aire. Si es necesario, se debe utilizar una banda de presión para la fijación con el fin de garantizar una salida de aire uniforme (desviación de la velocidad del viento ≤±5%).
3. Disposición dispersa para reducir la superposición de ruidos
Cuando se instalan varias FFU en el centro, el ruido aumentará debido al efecto de superposición (60 dB (A) para una sola unidad, y puede llegar a 66 dB (A) cuando se disponen cuatro unidades en el centro). Si la sala limpia es de gran superficie, puede adoptarse una disposición descentralizada (como la disposición uniforme a intervalos de 1,2 a 1,5 metros) para reducir la superposición de ruidos mediante la dispersión espacial. Si es necesario disponerlas de forma centralizada, pueden instalarse tabiques de aislamiento acústico (fabricados con materiales porosos fonoabsorbentes, como la lana de vidrio centrifugada) entre las FFU adyacentes para reducir la transmisión del ruido lateral.
Iii. Ajustar los parámetros de funcionamiento: Equilibrar el volumen de aire y el ruido
El ruido de la FFU aumenta significativamente con el aumento del volumen de aire (para A 20% aumento del volumen de aire, el ruido puede aumentar de 6 a 8dB (A)). Un ajuste razonable de los parámetros de funcionamiento puede reducir el ruido al tiempo que garantiza la limpieza.
1. Se adopta la regulación de velocidad de frecuencia variable para adaptarse a las demandas reales
Regulación dinámica de la velocidad en función del grado de limpieza Por ejemplo, en una sala blanca de clase A 1000, durante los periodos de no producción (como por la noche), el volumen de aire puede reducirse de 0,45 m/s a 0,3 m/s (el volumen de aire mínimo necesario para mantener la limpieza), y en este momento, el ruido puede reducirse de 5 a 8 dB (A) (por ejemplo, de 62 dB (A) a 54 a 57 dB (A)). Es necesario estar equipado con un controlador de conversión de frecuencia (que admita regulación de velocidad de señal 0-10V o PWM) para conseguir un ajuste continuo del volumen de aire.
Evite el funcionamiento a plena carga durante periodos prolongados La FFU genera el mayor ruido a un volumen de aire de 100%. Si el proceso lo permite (por ejemplo, en un taller de montaje de componentes electrónicos), puede ajustarse para que funcione con un volumen de aire de 70% a 80% (reduciendo el ruido entre 4 y 6 dB (A)). Al mismo tiempo, el volumen de aire insuficiente de una sola FFU puede compensarse aumentando el número de FFU (por ejemplo, pasando de 10 unidades funcionando a plena carga a 12 unidades funcionando a un volumen de aire de 70%). El volumen total de aire no varía, pero el ruido es menor.
2. Controlar el ruido de la caja de presión estática y del conducto de aire.
Si la FFU se utiliza junto con una caja de presión estática, es necesario garantizar la estabilidad del flujo de aire dentro de la caja de presión estática.
Un volumen insuficiente de la caja de presión estática hará que la velocidad del flujo de aire sea demasiado alta (>2m/s), generando ruido turbulento. Es necesario asegurarse de que la altura libre de la caja de presión estática es ≥300mm, e instalar placas deflectoras (diseño en forma de arco) en el interior para reducir el impacto del flujo de aire.
Si la FFU se conecta a través de un conducto de aire, el codo del conducto de aire debe adoptar un radio de curvatura grande (R≥1,5 veces el diámetro del conducto de aire) para evitar el ruido de vórtice generado por el codo en ángulo recto. Si es necesario, se debe pegar algodón insonorizante (como lana de vidrio centrífuga ignífuga, espesor ≥25mm) en el interior del conducto de aire para absorber el ruido aerodinámico.
Iv. Medidas auxiliares de reducción del ruido: Ruido ambiental y de alta frecuencia
Si los métodos anteriores siguen sin cumplir los requisitos, se pueden tomar medidas adicionales para reducir aún más el ruido (tenga en cuenta que no debe afectar a la admisión y el escape de la FFU) :
Instalar un dispositivo silenciador
Silenciador de entrada de aire: La instalación de un silenciador tipo placa (relleno de materiales porosos que absorben el sonido, como fibra de poliéster) en la entrada de aire de la FFU puede reducir el ruido aerodinámico de alta frecuencia (de 3 a 6 dB (A)). La longitud del silenciador debe seleccionarse en función de la frecuencia del ruido (los silenciadores cortos son adecuados para el ruido de alta frecuencia, con una longitud de 300 a 500 mm).
Reducción del ruido de difusión de la salida de aire: Instale una caja de presión estática silenciadora (con placas microperforadas) debajo de la salida de aire. Mediante la difusión del flujo de aire, se reduce la velocidad del viento y, al mismo tiempo, se absorbe parte del ruido. Es adecuado para escenarios sensibles al ruido terminal (como talleres de instrumentos de precisión), y puede reducir aún más el ruido entre 2 y 4 dB (A).
2. Tratamiento de aislamiento acústico ambiental
Aislamiento acústico del techo: Si la FFU se instala en el interior del techo, se puede rellenar con algodón insonorizante (como lana de roca, con un grosor de 50 a 100 mm) por encima del techo, y sellar los huecos del techo para reducir la transmisión de ruido a la sala blanca.
Absorción acústica de las paredes: Al cubrir las paredes de la sala blanca con placas fonoabsorbentes (como placas perforadas de aleación de aluminio + algodón fonoabsorbente), se puede absorber el ruido reflejado. Esto es especialmente adecuado para situaciones en las que hay varias FFU dispuestas densamente, y puede reducir el ruido ambiental global entre 3 y 5 dB (A).
V. Mantenimiento regular: Reducir el aumento de ruido causado por el desgaste
Tras un funcionamiento prolongado, el desgaste y la acumulación de polvo de los componentes del ventilador provocarán un aumento del ruido, que deberá paliarse mediante el mantenimiento.
Limpie el impulsor del ventilador: La acumulación de polvo en el impulsor puede alterar la estabilidad del flujo de aire, provocando un aumento del ruido (especialmente el ruido de alta frecuencia). El ventilador debe apagarse para limpiarlo cada 3 a 6 meses (soplando con aire comprimido o limpiando con un paño suave).
Inspeccione el motor y los cojinetes: El desgaste de los cojinetes del motor puede provocar ruidos mecánicos anormales (como un "zumbido"), por lo que debe engrasarse con regularidad (una vez cada 6 a 12 meses). Cuando el desgaste sea grave, sustituya los cojinetes o el motor.
Apriete las piezas sueltas: Los pernos de conexión sueltos entre el ventilador y la carcasa, las bandas de presión de la rejilla del filtro, etc. causarán vibraciones y ruido. Es necesario inspeccionarlos y apretarlos mensualmente.
Precauciones
Todas las medidas de reducción del ruido deben basarse en la premisa de no reducir la eficacia de filtración ni la uniformidad del volumen de aire. Por ejemplo: los materiales fonoabsorbentes no deben bloquear la entrada de aire (debe reservarse al menos 80% de la superficie de ventilación), y las almohadillas amortiguadoras no deben comprimirse en exceso para no provocar la deformación de la carcasa (compresión ≤30%).
Si el nivel de ruido supera seriamente el límite (por ejemplo, en más de 10 dB (A)), se recomienda dar prioridad a la sustitución por modelos de FFU de bajo nivel de ruido (como ventiladores de CC sin escobillas con diseño de amortiguación total), en lugar de confiar en modificaciones posteriores (el efecto de las modificaciones es limitado y puede aumentar los costes).
Mediante los métodos anteriores, el ruido de las FFU puede controlarse dentro del rango objetivo según los requisitos de ruido de la escena y el presupuesto de costes (por ejemplo, ≤60dB (A) en el taller farmacéutico y ≤55dB (A) en el laboratorio), al tiempo que se garantizan las funciones principales de la sala blanca.
