Für Bio-Rad in Mitry-Mory hat EOLIOS mittels CFD-Simulation die thermisch-aeraulischen Bedingungen einer gekühlten Halle analysiert und die Lösungen dimensioniert, die eine gleichmäßige und konforme Temperatur gewährleisten — im Sommer wie im Winter.
Das Unternehmen für medizinische Innovation Bio-Rad hat EOLIOS beauftragt, eine präzise Temperatur in seiner gekühlten Halle aufrechtzuerhalten, die der Lagerung medizinischer Produkte in Mitry-Mory dient. Eine gleichmäßige und präzise Temperaturhaltung der Lagerzone ermöglicht es, die Qualität der empfindlichen Produkte zu bewahren, die Vorschriften einzuhalten und ihre Stabilität und Wirksamkeit langfristig zu gewährleisten.
Das Ziel der Studie: die numerische Simulation (CFD) zu nutzen, um die thermisch-aeraulischen Bedingungen der Halle zu analysieren und technische Lösungen zu entwickeln, die die Temperaturen innerhalb spezifischer Zielwerte gewährleisten.
Das Wesentliche. Temperaturhaltung einer gekühlten Halle für medizinische Lagerung (Bio-Rad, Mitry-Mory). Im Sommer reicht die bestehende Klimatisierung aus; im Winter lagen Zonen außerhalb des Zielbereichs — Lösungen (Zulufttemperatur, Entschichtung, Redundanz) wurden zu den günstigsten Kosten dimensioniert für eine gleichmäßige, konforme Temperatur das ganze Jahr.
Um die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Temperatur zu gewährleisten, ist es entscheidend, eine CFD-Studie durchzuführen: sie simuliert und macht an jedem Punkt die Luftströme und die Wärmeaustausche des Lagers sichtbar. Durch das Verständnis dieser Strömungen wird es möglich, zu bestimmen, wie sich die Temperatur ausbreitet und variiert, die Zonen außerhalb des Bereichs zu identifizieren und ihre Ursachen, und dann die geeigneten Anpassungen vorzunehmen. Die präzise 3D-Modellierung integriert die Gesamtheit der inneren und äußeren Parameter und alle physikalischen Phänomene — insbesondere die Wärmeaustausche mit der Außenwelt, durch Wände und Öffnungen.
In einem Gebäude mit großer Deckenhöhe erzeugt der Dichteunterschied der Luft je nach Temperatur natürlich eine Schichtung: Warmluft sammelt sich im oberen Bereich, Kaltluft auf Bodenhöhe. Diese Schichtung kann erhebliche Temperaturschwankungen zwischen den Zonen verursachen (Unbehagen, Energieüberverbrauch) sowie eine schlechte Luftverteilung, die die Innenraumluftqualität verschlechtert — wobei sich die Schadstoffe im unteren Bereich ansammeln können.
Um dem abzuhelfen, stören die Entschichter die Schichtung, indem sie die Schichten warmer und kalter Luft aktiv mischen: sie verringern die Temperaturunterschiede zwischen den Zonen, gewährleisten einen besseren thermischen Komfort und verbessern die Belüftung.
Natürliche Schichtung von Luft unterschiedlicher Temperatur: die wärmere, weniger dichte Luft sammelt sich oben, die kalte bleibt am Boden. Je höher die Decke, desto größer der Unterschied.
Gerät, das die Luftschichten aktiv durchmischt, um die Temperatur des Volumens zu vereinheitlichen, Zonen außerhalb des Bereichs zu reduzieren und den durch die Schichtung bedingten Mehrverbrauch zu begrenzen.
Die Redundanz — das Vorhandensein mehrerer unabhängiger Systeme, die dieselbe Funktion erfüllen können — ist entscheidend für die Lagerung empfindlichen Materials. Sie bietet Zuverlässigkeit und Resilienz: beim Ausfall eines Systems übernehmen die anderen, um die geforderten Bedingungen aufrechtzuerhalten, was schädliche Temperaturschwankungen und den Verlust teuren Materials vermeidet und zugleich zur regulatorischen Konformität beiträgt.
Die CFD-Studie ermöglicht es, zu überprüfen, ob die Redundanz ausreichend ist: durch die Simulation verschiedener Situationen (Ausfall eines Systems, zusätzliche Wärmelasten) bestätigt sie die Fähigkeit der Reservesysteme, die Temperatur aufrechtzuerhalten, identifiziert die Zonen geringer Leistung und optimiert die Redundanz, um eine vollständige Resilienz zu gewährleisten.
Vorhandensein mehrerer unabhängiger Systeme, die dieselbe Funktion erfüllen können: fällt eines aus, halten die anderen die Temperatur. Unverzichtbar für empfindliches, teures Lagergut.
Zum Merken. Die Lagerung medizinischen Materials verlangt eine gleichmäßige, nachvollziehbare Temperatur: die Redundanz sichert die Kontinuität bei einem Ausfall, und die CFD beweist vor jedem Zwischenfall, dass sie ausreicht — nicht danach.
EOLIOS hat seine Ingenieure vor Ort für Aufnahmen und Beobachtungen mobilisiert, die Grundlage einer originalgetreuen 3D-Modellierung:
Aufnahme der Anordnung des Gebäudes für die vollständige 3D-Modellierung.
Anordnung der Lagerregale — direkter Einfluss auf Luftzirkulation und Temperaturverteilung.
Bestehende Belüftung — Schwachstellen und Verbesserungszonen identifiziert.
Wetterbedingungen — die ungünstigsten Außentemperaturen berücksichtigt.
Messungen der Temperatur und der Luftgeschwindigkeit an verschiedenen Punkten ermöglichten es, die numerischen Ergebnisse experimentell zu validieren.
Zwei Situationen wurden untersucht: die maximalen Außentemperaturen im Sommer und die minimalen im Winter. Im Sommerszenario erwies sich das aktuelle Klimatisierungssystem als ausreichend — alle Punkte des Raumes im Zielbereich, ohne dass die Entschichter aktiviert werden mussten.
Im Winterszenario traten trotz einer gewissen Gleichmäßigkeit Zonen außerhalb des Zielbereichs auf. Präzise technische Lösungen (Zulufttemperatur, Entschichtungssystem, Redundanz) wurden daraufhin vorgeschlagen und zu den günstigsten Kosten dimensioniert, um die Temperaturhaltung unter den extremsten Bedingungen wirksam zu gewährleisten und das ganze Jahr über die Qualität der medizinischen Produkte zu sichern.
Antworten auf die Fragen, die uns vor dem Start einer Studie am häufigsten gestellt werden.
Unter einer hohen Decke sammelt sich die Warmluft oben und die Kaltluft am Boden: die Temperaturunterschiede zwischen den Zonen wachsen, mit Unbehagen und Mehrverbrauch. Dieses Auftriebsphänomen ist das des thermischen Stack-Effekts.
Er durchmischt die Luftschichten, um die Temperatur zu vereinheitlichen und Zonen außerhalb des Bereichs zu vermeiden. Er ist einer der Hebel des Luftwechsels und der Durchmischung, im Kern der Prinzipien der Belüftung.
Durch Redundanz: mehrere unabhängige Systeme übernehmen. Die Simulation bestätigt, dass sie die Temperatur über die Zeit halten, auch im transienten Regime — eine Logik nahe der dynamischen thermischen Simulation.
Sie setzt stromaufwärts an und liefert das gesamte 3D-Feld von Temperaturen und Geschwindigkeiten, dann wird sie an Vor-Ort-Messungen kalibriert. Sie ergänzt die Messung, statt sie zu ersetzen — warum die CFD eine Alternative zum Windkanaltest ist.
Ja: Hallen, Büros und große Tertiärvolumen werfen dieselben Fragen von Komfort und thermischer Gleichmäßigkeit auf, behandelt von unserer Kompetenz zur Modellierung des Innenraumkomforts.
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Für Bio-Rad in Mitry-Mory hat EOLIOS mittels CFD die thermisch-aeraulischen Bedingungen des gekühlten Lagers analysiert und Lösungen zur Temperaturhaltung entwickelt. Aufnahmen vor Ort, vollständige 3D-Modellierung und Bewertung der bestehenden Belüftung haben die Simulationen gespeist. Im Sommer reicht die aktuelle Klimatisierung aus; im Winter wurden Zonen außerhalb des Bereichs durch dimensionierte Anpassungen der Anordnung und der Belüftung korrigiert — was eine gleichmäßige und konforme Temperatur das ganze Jahr über gewährleistet.
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