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Aeraulik eines Reinraums

In wenigen Worten

Im Rahmen der eingehenden Untersuchung von EOLIOS wurden die Luftströme im Reinraum ermittelt, um die Sauberkeit des Raumes zu überprüfen.

Projekt

Aeraulik eines Reinraums

Jahr

2023

Kunde

Dalkia - Ipsen

Lokalisierung

Frankreich

Typologie

Labor

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Was ist ein Reinraum?

Ein Reinraum ist ein hoch kontrollierter Raum, der speziell für verschiedene Anwendungen wie wissenschaftliche Forschung, Fertigung, Elektronik, Pharmazie und Luft- und Raumfahrtindustrie konzipiert wurde. Sein Hauptziel ist es, ein extrem hohes Maß an Sauberkeit aufrechtzuerhalten, indem er die Konzentration von Schwebeteilchen in der Luft streng kontrolliert. Auch andere wichtige Parameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druck werden genau überwacht und reguliert.

Reinräume sind speziell darauf ausgelegt, die Kontamination empfindlicher Produkte oder laufender Prozesse zu verhindern. Sie werden zum Schutz von Produkten, Geräten oder Materialien verwendet, die empfindlich auf Partikel, Bakterien, Mikroorganismen, Staub oder andere Arten von Verunreinigungen reagieren, die ihre Qualität oder Leistung beeinträchtigen könnten.

Modélisation 3D des machines dans un laboratoire d'analyse
Illustration des 3D-Modells - Reinraum

Um die Einhaltung der erforderlichen Sauberkeitsstandards zu gewährleisten, sind die Reinräume mit fortschrittlichen Luftfilter- und Luftstromkontrollsystemen ausgestattet. Außerdem verfügen sie über glatte Oberflächen, die leicht zu reinigen sind. Strenge Verfahren regeln auch das Betreten und Verlassen dieser Räume durch das Personal. Um die Kontamination der Umwelt zu minimieren, müssen die Arbeiter, die dort arbeiten, häufig spezielle Kleidung tragen, die aus Overalls, Handschuhen, Masken und Überschuhen besteht.

EOLIOS hilft Ihnen, die Reinheitsstandards einzuhalten unddie Thermo-Luftführung im Reinraum mit Hilfe von CFD-Simulationen zuoptimieren.

Sauberkeitsstandards in Reinräumen

Die Reinheitsstandards in Reinräumen werden festgelegt, um ein bestimmtes Reinheitsniveau in Bezug auf die Konzentration von Partikeln in der Luft zu gewährleisten. Die am häufigsten verwendete Norm zur Klassifizierung von Reinräumen ist dieISO 14644, die Reinheitsgrade anhand der Anzahl von Partikeln pro Volumeneinheit Luft festlegt. Die Klassifizierungen reichen von ISO 1 (die sauberste) bis ISO 9 (die am wenigsten saubere).

Diese Normen gelten vor allem für die Konzentration von Schwebstoffen in der Luft. Wenn ein Reinraum konzipiert und genutzt wird, werden strenge Wartungs-, Reinigungs- und Überwachungsverfahren eingeführt, um sicherzustellen, dass die geforderten Sauberkeitsniveaus konstant eingehalten werden.

Kontamination einschränken

Es gibt viele Möglichkeiten, die Kontamination in Reinräumen zu begrenzen. Zunächst einmal sorgt eine laminare Strömung für einen linearen und turbulenzfreien Luftstrom. Der Reinraum wird dann von einem gleichmäßigen Luftstrom in nur eine Richtung durchströmt. Außerdem muss der Luftstrom, der vom Boden in die Atembereiche aufsteigt, begrenzt werden. Dies kann Produkte oder Prozesse kontaminieren, aber auch die Nutzer des Reinraums, die Schadstoffe einatmen können.

Die Verwendung von Deflektoren ist in einem Reinraum von grundlegender Bedeutung, daher ist es sehr wichtig zu wissen, wie man sie dimensioniert. Diese Luftleitbleche sorgen für eine präzisere Luftführung im Raum und sind gleichzeitig mit einer besseren Luftqualität vereinbar. Ihr Hauptziel ist es, einen gleichmäßigen und gerichteten Luftstrom im Reinraum aufrechtzuerhalten, um die Verteilung von Partikeln und Verunreinigungen in der Umgebungsluft zu minimieren.

Verschiedene Arten von Blow-ups/Restposten

Bevor Sie mit der Simulation beginnen, müssen Sie alle Ausblas-/Abluftsysteme ausfindig machen und ihre Durchflussmengen erfassen, um sie korrekt modellieren zu können.

Blasen FFU

Luftfiltereinheiten (FFU) werden meist in Gittern oder an der Decke installiert und blasen einen gefilterten Luftstrom durch den eingebauten Filter. Der Ventilator im Inneren des Geräts erzeugt einen Überdruck, sodass die gefilterte Luft in den Raum gedrückt wird und keine Verunreinigungen von außen eindringen können.

Modélisation CFD de guide flux en laboratoire
3D-Modell - Luftfiltereinheit - FFU

Ausblasen Filter AHK

Die Filterblase AHU(Air Handling Unit) ist ein Lüftungs- und Klimatisierungssystem zur Verteilung, Filterung, Heizung, Kühlung und Feuchtigkeitskontrolle der Raumluft. Diese Art der Belüftung wird in vielen Bereichen eingesetzt, umdie Qualität der Raumluft zu verbessern, Komfortbedingungen aufrechtzuerhalten und für gesunde und produktive Arbeitsumgebungen zu sorgen.

Übernahme CTA

AHUs sind Geräte oder Kanäle, die kontaminierte Luft, die Partikel, Schadstoffe oder Gerüche enthält und in einem Bereich vorhanden ist, sammeln und umwälzen. Anschließend wird die Luft zurück zum AHU geleitet, wo sie erneut gefiltert und aufbereitet wird, bevor sie über Luftkanäle und Ausblasgitter wieder im Innenraum verteilt wird, um eine angemessene und gleichmäßige Belüftung zu gewährleisten.

Wiederaufnahme des laminaren Flusses

Die Laminar Flow Recovery ist ein spezielles Belüftungssystem, das entwickelt wurde, um einen hohen Grad an Luftreinheit und eine präzise Kontrolle der in der Luft befindlichen Partikel aufrechtzuerhalten. Das Prinzip beruht auf der Erzeugung eines gleichmäßigen, unidirektionalen Luftstroms, der den Raum des Reinraums linear und ohne Turbulenzen durchströmt. Diese laminare Strömung wird in der Regel von der Decke zum Boden geleitet.

Modélisation des grilles de filtration dans un laboratoire
3D-Modell - Lochgitter mit Laminarflow und AHU

CFD-Simulation der Luftführung im Reinraum

Die CFD-Simulation spielt eine wichtige Rolle bei der Reinheit von Reinräumen. Sie vermittelt ein tieferes Verständnis der Luftbewegung, der Partikelverteilung und der Ausbreitung von Schadstoffen.

Modélisation de la poussière dans un laboratoire
CFD-Simulation - Beispiel für die Verbreitung von Staub in der Luft in einem Reinraum

In der Halle werden Studien zu Luftgeschwindigkeiten und Lufttemperaturen durchgeführt, um festzustellen, ob die vorhandenen Luftströme angemessen sind und ob die Lüftungssysteme Schadstoffe abtransportieren können.

Simulation CFD des veines d'air dans un laboratoire
Schnitt durch die Luftgeschwindigkeiten - Achse
Simulation CFD d'un laboratoire de pesée montrant la circulation de l'air autour des instruments de mesure.
Isofläche der Lufttemperaturen - Temperatur über 24°C

EOLIOS begleitet Sie ...

EOLIOS ist in der Lage, den Luftstrom in einem Reinraum unter Berücksichtigung der Lüftungssysteme, der Filter und der Ausrüstung zu modellieren. So können wir einen angemessenen Luftstrom und eine gleichmäßige Verteilung der Luft gewährleisten, um Stagnationszonen, in denen sich Kontaminationen ansammeln könnten, zu minimieren. Es ist nämlich möglich, die kritischen Bereiche, also die Bereiche mit dem größten Kontaminationsrisiko, durch die Untersuchung von Luftströmen, Hotspots und Umluftbereichen zu bestimmen. DieWirksamkeit von Filtern kann ebenfalls mit CFD bewertet werden, indem dieFilterung von Partikeln simuliert wird und Bereiche identifiziert werden, in denen kontaminierte Luft austreten könnte.

Daher ist unser Team in der Lage, die Leistung der Lüftungssysteme in einem Reinraum zu validieren oder nicht. So wird sichergestellt, dass die geforderten Sauberkeitsgrade erreicht und gemäß den festgelegten Standards aufrechterhalten werden.

Videozusammenfassung der Studie

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