Trong tháng 8/2026, Khoa Công nghệ Nhiệt lạnh, Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh (IUH) tổ chức hội thảo chuyên đề “Cleanroom in the Energy-Saving Trend & Sustainable Development” (Công nghệ phòng sạch trong xu hướng tiết kiệm năng lượng và phát triển bền vững). Hoạt động góp phần tăng cường trao đổi học thuật, cập nhật các xu hướng công nghệ trong lĩnh vực điều hòa không khí và phòng sạch, đồng thời thúc đẩy nhận thức về sử dụng năng lượng hiệu quả, giảm phát thải carbon và phát triển các giải pháp kỹ thuật bền vững.

Trong bối cảnh các ngành công nghiệp công nghệ cao, điện tử, bán dẫn, dược phẩm, thực phẩm và thiết bị y tế ngày càng phát triển, nhu cầu thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống phòng sạch (Cleanroom) với các yêu cầu nghiêm ngặt về kiểm soát môi trường ngày càng gia tăng. Không chỉ bảo đảm độ sạch của không khí, các hệ thống này còn phải đáp ứng những yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm, chênh lệch áp suất và điều kiện vận hành phù hợp với đặc thù của từng lĩnh vực sản xuất.

Tuy nhiên, việc duy trì các điều kiện môi trường trong phòng sạch thường đòi hỏi mức tiêu thụ năng lượng đáng kể, đặc biệt đối với hệ thống điều hòa không khí, thông gió và lọc khí. Lưu lượng tuần hoàn không khí lớn, yêu cầu kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm chính xác, cùng với tổn thất áp suất qua các cấp lọc là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến công suất quạt, phụ tải lạnh và chi phí vận hành. Vì vậy, nâng cao hiệu quả năng lượng trong hệ thống phòng sạch đang trở thành một trong những vấn đề quan trọng đối với ngành HVAC.

Công nghệ phòng sạch và yêu cầu kiểm soát môi trường

Một trong những nền tảng kỹ thuật quan trọng trong thiết kế phòng sạch là việc xác định và duy trì cấp độ sạch phù hợp với yêu cầu công nghệ. Tiêu chuẩn ISO 14644-1 quy định phương pháp phân loại độ sạch không khí dựa trên nồng độ hạt bụi lơ lửng trong không khí, tạo cơ sở để thiết kế, đánh giá và kiểm soát môi trường phòng sạch.

Để đáp ứng các yêu cầu này, hệ thống xử lý không khí thường được trang bị bộ xử lý không khí (Air Handling Unit – AHU), bộ lọc không khí hiệu suất cao (High-Efficiency Particulate Air – HEPA), bộ lọc không khí có khả năng xuyên thấu cực thấp (Ultra-Low Penetration Air – ULPA) hoặc cụm quạt kết hợp bộ lọc (Fan Filter Unit – FFU), tùy theo cấp độ sạch và cấu hình hệ thống.

Các thông số như lưu lượng gió cấp, số lần trao đổi không khí trong một giờ (Air Changes per Hour – ACH), vận tốc dòng khí, tổn thất áp suất qua bộ lọc và chênh lệch áp suất giữa các khu vực có vai trò quan trọng trong việc duy trì độ sạch và kiểm soát nguy cơ nhiễm bẩn. Việc lựa chọn và phối hợp các thông số này cần dựa trên yêu cầu công nghệ, đặc điểm phát sinh chất ô nhiễm và điều kiện vận hành thực tế.

Giải pháp tiết kiệm năng lượng trong hệ thống HVAC phòng sạch

Từ góc độ kỹ thuật nhiệt lạnh, tối ưu hóa hiệu quả năng lượng của phòng sạch cần được xem xét trên toàn bộ hệ thống, từ thiết kế sơ đồ xử lý không khí đến lựa chọn thiết bị, điều khiển và vận hành.

Một trong những hướng tiếp cận quan trọng là tối ưu lưu lượng tuần hoàn không khí, giảm tổn thất áp suất trên đường ống và thiết bị lọc, đồng thời lựa chọn quạt và động cơ có hiệu suất phù hợp. Việc ứng dụng công nghệ biến tần (Variable Frequency Drive – VFD) và các giải pháp điều khiển lưu lượng theo nhu cầu có thể góp phần giảm điện năng tiêu thụ khi điều kiện vận hành cho phép, với điều kiện vẫn duy trì các yêu cầu về độ sạch và chênh lệch áp suất.

Bên cạnh đó, việc nâng cao hiệu quả của hệ thống làm lạnh, kiểm soát quá trình xử lý nhiệt và ẩm, hạn chế các quá trình làm lạnh quá mức rồi gia nhiệt lại không cần thiết và xem xét các giải pháp thu hồi năng lượng phù hợp cũng là những hướng nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn. Đối với các hệ thống hoạt động liên tục, ngay cả những cải tiến về hiệu suất quạt, hệ thống làm lạnh và chiến lược điều khiển cũng có thể mang lại lợi ích đáng kể về chi phí vận hành trong dài hạn.

Tiêu chuẩn ISO 14644-16:2019 về hiệu quả năng lượng trong phòng sạch cung cấp những hướng dẫn nhằm tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng trong quá trình thiết kế, xây dựng, chạy thử và vận hành. Việc kết hợp các yêu cầu về kiểm soát độ sạch với các giải pháp quản lý năng lượng tạo cơ sở để phát triển hệ thống phòng sạch vừa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật vừa nâng cao hiệu quả vận hành.

Hướng đến phát triển bền vững trong thiết kế và vận hành phòng sạch

Xu hướng phát triển phòng sạch hiện đại không chỉ tập trung vào khả năng kiểm soát môi trường mà còn chú trọng đến hiệu quả sử dụng tài nguyên và giảm tác động môi trường trong suốt vòng đời công trình.

Các giải pháp thiết kế phù hợp, lựa chọn thiết bị hiệu suất cao, điều khiển tự động, giám sát thông số vận hành và bảo trì theo tình trạng thiết bị có thể góp phần giảm tiêu thụ năng lượng, hạn chế phát thải khí nhà kính và nâng cao độ tin cậy của hệ thống.

Đồng thời, việc ứng dụng các công cụ mô phỏng động lực học lưu chất tính toán (Computational Fluid Dynamics – CFD), mô hình hóa hệ thống HVAC và phân tích năng lượng có thể hỗ trợ kỹ sư đánh giá phân bố dòng khí, vận tốc, nhiệt độ và các điều kiện vận hành trước khi triển khai thực tế. Những công cụ này tạo điều kiện cải thiện phương án thiết kế, tối ưu hóa bố trí thiết bị và hạn chế các điều chỉnh tốn kém trong quá trình thi công, vận hành.

Tăng cường kết nối giữa đào tạo và thực tiễn công nghệ

Chủ đề hội thảo có ý nghĩa thiết thực đối với hoạt động đào tạo và nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật nhiệt lạnh, đặc biệt khi nhu cầu nhân lực phục vụ các ngành công nghiệp công nghệ cao ngày càng gia tăng.

Đối với sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật Nhiệt và các lĩnh vực liên quan, việc tiếp cận những vấn đề kỹ thuật của hệ thống phòng sạch giúp mở rộng kiến thức về xử lý không khí, truyền nhiệt, điều khiển hệ thống HVAC và quản lý năng lượng. Đây cũng là cơ sở để phát triển các định hướng nghiên cứu, thiết kế và ứng dụng công nghệ trong môi trường sản xuất có yêu cầu cao về chất lượng không khí.

Thông qua hội thảo “Cleanroom in the Energy-Saving Trend & Sustainable Development”, Khoa Công nghệ Nhiệt lạnh tiếp tục thúc đẩy hoạt động trao đổi học thuật, cập nhật xu hướng công nghệ và tăng cường gắn kết kiến thức chuyên ngành với các yêu cầu thực tiễn của công nghiệp hiện đại. Hoạt động góp phần nâng cao chất lượng đào tạo, phát triển năng lực chuyên môn của giảng viên và sinh viên, đồng thời khẳng định định hướng của Khoa trong việc nghiên cứu, ứng dụng các giải pháp kỹ thuật tiết kiệm năng lượng và phát triển bền vững.

Dưới đây là một số hình ảnh tại buổi hội thảo: