Klimatechnik – Lager für medizinische Geräte
Temperaturerhaltung in einem Lager für medizinische Geräte für Bio-Rad in Mitry-Mory
Das medizinische Innovationsunternehmen Bio-Rad wandte sich an uns, um in ihrer Kühlhalle, in der medizinische Produkte gelagert werden, eine bestimmte Temperatur aufrechtzuerhalten. Die gleichmäßige und genaue Temperaturhaltung im Lagerbereich hilft, die Qualität empfindlicher Produkte zu erhalten, gesetzliche Vorschriften einzuhalten und dielangfristige Stabilität und Wirksamkeit medizinischer Produkte zu gewährleisten. Ziel der Studie ist es daher, mithilfe numerischer Simulationsmethoden (CFD) die thermoaeraulischen Bedingungen in der Halle zu analysieren und technische Lösungen zu entwickeln, um die Temperaturen unter Einhaltung bestimmter Zielwerte zu halten.
Klimatechnik für ein Lager für medizinische Geräte
Jahr
2024
Kunde
IPSEN
Lokalisierung
Mitry Mory
Typologie
Klimatechnik - Labor
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Studien für große Gebäude, in denen temperaturempfindliches Material gelagert wird
Die Bedeutung einer CFD-Studie für die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Temperatur in einem Lagerhaus
Um sicherzustellen, dass im Lagerhaus eine gleichmäßige Temperatur herrscht, ist eine CFD-Studie (numerische Strömungsmechanik) entscheidend. Mit diesem Ansatz lassen sich die Luftströme und der Wärmeaustausch im Lagerhaus simulieren und an jedem Punkt des Raumes visualisieren. Wenn man diese Wärmeströme vollständig versteht, wird es möglich zu bestimmen, wie sich die Temperatur im Raum ausbreitet und verändert, was dabei hilft, mögliche Bereiche zu identifizieren, die aus dem angestrebten Wertebereich herausfallen, sowie die Ursachen für diese Probleme. Sobald diese Probleme erkannt sind, können geeignete Anpassungen vorgenommen werden, um eine angemessene und gleichmäßige Temperatur im gesamten Lagerhaus zu gewährleisten.
3D-Modellierung des Lagers
Um diese CFD-Studie durchzuführen, wird von unseren Ingenieuren ein präzises 3D-Modell des gesamten Lagerhauses entworfen. Dabei werden alle Parameter innerhalb und außerhalb des Systems sowie alle physikalischen Phänomene berücksichtigt, insbesondere der Wärmeaustausch mit der Außenwelt durch Wände und Öffnungen.
Die Auswirkungen des Phänomens der Luftschichtung
Eine Luftschichtungsstudie ist bei der thermoaeraulischen Analyse eines Gebäudes mit großer Deckenhöhe von entscheidender Bedeutung. Aufgrund der unterschiedlichen Dichte der Luft in Abhängigkeit von ihrer Temperatur bildet sich auf natürliche Weise eine Schichtung, wobei sich warme Luft in den oberen Teilen des Gebäudes ansammelt und kalte Luft auf Bodenhöhe verbleibt.
Diese Luftschichtung kann zu mehreren Problemen führen. Erstens kann sie zu erheblichen Temperaturschwankungen zwischen den verschiedenen Bereichen eines Gebäudes führen, wodurch einige Teile zu warm oder zu kalt werden. Dies kann den Komfort der Bewohner beeinträchtigen und dazu führen, dass zu viel Energie für die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Temperatur verbraucht wird. Zweitens kann die Luftschichtung auch zu einer schlechten Verteilung von frischer und verbrauchter Luft führen, was wiederum zu einer schlechten Qualität der Raumluft führt. Schadstoffe können sich in den unteren Bereichen des Gebäudes ansammeln, was sich negativ auf die Gesundheit der Bewohner auswirken kann.
Um diese Probleme zu beheben, ist der Einsatz von Destratifizierungssystemen unerlässlich. Stratifizierer sind Geräte, die eingesetzt werden, um die Luftschichtung zu stören, indem sie warme und kalte Luftschichten aktiv vermischen. Sie verringern die Temperaturunterschiede zwischen den verschiedenen Bereichen des Gebäudes und sorgen für einen besseren Wärmekomfort für die Bewohner. Darüber hinaus sorgen Destratifizierer für eine bessere Belüftung und damit für eine Verringerung der Risiken durch Schadstoffe in den unteren Gebäudeteilen.
Isofläche der Geschwindigkeiten bei 1m/s
Die Studie zur Redundanz von Klimakontrollsystemen
Die Redundanz von Klimakontrollsystemen ist bei Gebäuden, in denen temperaturempfindliche Materialien wie medizinische Geräte gelagert werden, von entscheidender Bedeutung. Redundanz bezieht sich auf das Vorhandensein von zwei oder mehr Systemen, die die Fähigkeit haben, die gleiche Funktion zu erfüllen. Im Zusammenhang mit Klimakontrollsystemen bedeutet dies, dass mehrere voneinander unabhängige Klimageräte benötigt werden, um die gewünschten Temperaturbedingungen aufrechtzuerhalten.
Die Bedeutung von Redundanz liegt in der erhöhten Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit, die sie bietet. Wenn ein System ausfällt, können die anderen einspringen, um die erforderlichen Umweltbedingungen aufrechtzuerhalten. Dadurch werden Temperaturschwankungen vermieden, die das empfindliche Material beschädigen könnten. Außerdem wird dadurch das Risiko des Verlusts wertvoller und teurer Materialien verringert und auch zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften beigetragen.
Mithilfe einer CFD-Studie lässt sich überprüfen, ob die Redundanz der Klimakontrollsysteme ausreicht, um stabile Umweltbedingungen im gesamten Gebäude aufrechtzuerhalten. Diese Art von Studie ermöglicht es somit, verschiedene Situationen zu simulieren, wie z. B. einen Systemausfall oder zusätzliche thermische Belastungen, um zu überprüfen, ob die Notfallsysteme in der Lage sind, die erforderlichen Temperaturbedingungen aufrechtzuerhalten. Durch die Identifizierung von Bereichen mit geringer Leistung und die Optimierung von Redundanzsystemen kann eine vollständige Ausfallsicherheit im Falle eines Ausfalls gewährleistet werden.
Thermoaeraulische Studie des Lagerhauses
Genaue Charakterisierung des untersuchten Systems
Um die oben genannten Problematiken im Detail analysieren zu können, mobilisierte EOLIOS seine Ingenieure vor Ort, um verschiedene Erhebungen und Beobachtungen durchzuführen. Zunächst wurde eine genaue Vermessung der Gebäudeeinrichtung durchgeführt, um ein vollständiges 3D-Modell der Umgebung zu ermöglichen. Besondere Aufmerksamkeit wurde der Anordnung der Lagergestelle geschenkt, da ihre Anordnung einen erheblichen Einfluss auf die Luftzirkulation und die Temperaturverteilung im Lager haben kann. Diese Modellierung wird eine genaue Modellierung der Wärme- und Luftströme sowie der Interaktionen zwischen den verschiedenen Elementen in der Lagerhalle ermöglichen.
Lagergestelle - Durchgang unter Strahlung
Zweitens, wurde auch die Anpassung der bestehenden Belüftung genauestens geprüft. Die Ingenieure haben bewertete die vorhandenen LüftungssystemeDie Ergebnisse werden in einem Bericht zusammengefasst, der mögliche Schwachstellen oder Bereiche, in denen Verbesserungen vorgenommen werden können, aufzeigt. Endlich, wurde eine Untersuchung der Wetterbedingungen in dem Gebiet durchgeführt. um die die ungünstigsten Außentemperaturen für die Aufbewahrung der zu berücksichtigenden Medikamente zu ermitteln.
Außerdem wurden an verschiedenen strategischen Punkten im Gebäude Temperatur- und Luftgeschwindigkeitsmessungen vorgenommen, um unsere numerischen Ergebnisse experimentell zu bestätigen.
Verschiedene Situationen, die mithilfe von CFD untersucht wurden
Temperaturplan - Kanalausgang
Es wurden zwei Situationen untersucht, ein Fall, der den höchsten im Sommer erreichten Außentemperaturen entspricht, und ein Fall, der den niedrigsten im Winter erreichten Außentemperaturen entspricht. Die Simulationen für das Sommerszenario ergaben, dass das bestehende Klimasystem bei hohen Temperaturen ausreicht, da alle Punkte im Raum innerhalb des angestrebten Temperaturbereichs liegen, und dass die Aktivierung der Destrafizierer in diesem Rahmen nicht erforderlich ist. Die Simulationen im Winterszenario jedoch zeigten trotz einer gewissen Homogenität der Temperaturen Bereiche, die aus dem Zielbereich herausfielen. Präzise technische Lösungen gegenüber Raumgestaltung und Belüftungssysteme (Ausblastemperatur, Stratifikationssystem, Redundanz) konnten dann vorgeschlagen und so dimensioniert werden, dass sie möglichst kostengünstig sind und gleichzeitig die den Lagerbereich effektiv auf Temperatur halten unter den extremsten Bedingungen, um das ganze Jahr über die Qualität und Zuverlässigkeit der dort gelagerten medizinischen Produkte zu gewährleisten.
Videozusammenfassung der Studie
Zusammenfassung der Studie
Das medizinische Innovationsunternehmen Bio-Rad wandte sich an uns, um in ihrem Kühlhaus in Mitry-Mory eine genaue Temperatur aufrechtzuerhalten. Unser Ziel war es, mithilfe von Methoden der numerischen Simulation (CFD) die thermoaeraulischen Bedingungen in der Halle zu analysieren und technische Lösungen zu entwickeln, um die Temperaturen innerhalb der spezifischen Zielwerte zu halten.
Wir führten genaue Vermessungen der Gebäudeeinrichtung und ein vollständiges 3D-Modell der Umgebung durch, wobei wir die Anordnung der Lagergestelle berücksichtigten. Es wurde eine sorgfältige Bewertung der bestehenden Belüftung vorgenommen, wobei Schwachstellen und verbesserungsbedürftige Bereiche ermittelt wurden.
Die Simulationen im Sommerszenario zeigten, dass die derzeitige Klimaanlage für hohe Temperaturen ausreichend ist. Im Winterszenario fielen jedoch Bereiche aus dem Zielbereich heraus. Wir schlugen daher präzise technische Lösungen vor und dimensionierten sie, wie z. B. Anpassungen der Raumgestaltung und der Belüftungssysteme, um die Temperatur im gesamten Lager effizient aufrechtzuerhalten.
Unsere CFD-Studie ermöglicht es uns, die Qualität und Zuverlässigkeit der Lagerung von medizinischen Produkten das ganze Jahr über zu gewährleisten, indem wir die Einhaltung einer gleichmäßigen und vorschriftsmäßigen Temperatur sicherstellen.
