Die vertiefte Studie von EOLIOS hat es ermöglicht, die Luftströme im Reinraum zu bestimmen, um seine Reinheit gemäß den Normen ISO 14644 zu überprüfen.
Ein Reinraum ist ein hochgradig kontrollierter Raum, konzipiert für Anwendungen wie wissenschaftliche Forschung, Fertigung, Elektronik, Pharmazie und Luft- und Raumfahrt. Sein Hauptziel: ein extrem hohes Reinheitsniveau aufrechtzuerhalten, indem die Konzentration der in der Luft schwebenden Partikel rigoros kontrolliert wird. Weitere wesentliche Parameter, Temperatur, Feuchtigkeit und Druck, werden ebenfalls eng überwacht und geregelt.
Das Wesentliche. Für Dalkia (Standort IPSEN) hat EOLIOS die Aeraulik eines Reinraums per CFD modelliert, um seine Konformität mit ISO 14644 zu prüfen. Die Studie kartografiert die Luftgeschwindigkeiten und -temperaturen rund um die Maschinen, kontrolliert die Laminarströmung, die Dimensionierung der Deflektoren und die Volumenströme der FFU- und CTA-Einblasungen, um eine Durchspülung ohne Stagnationszone zu gewährleisten, in der sich Kontamination ansammeln würde.
Um die Einhaltung der Normen zu gewährleisten, sind die Reinräume mit fortschrittlichen Systemen der Luftfiltration und der Steuerung der Luftströme ausgestattet, mit glatten und leicht zu reinigenden Oberflächen sowie rigorosen Prozeduren für den Ein- und Austritt des Personals (Overalls, Handschuhe, Masken, Überschuhe).
Die Reinheitsnormen gewährleisten ein präzises Reinheitsniveau hinsichtlich der Konzentration der schwebenden Partikel. Die am häufigsten verwendete Norm ist die ISO 14644, die Reinheitsniveaus je nach Anzahl der Partikel pro Luftvolumeneinheit festlegt — von ISO 1 (der reinsten) bis ISO 9 (der am wenigsten reinen). Wenn ein Reinraum konzipiert und genutzt wird, werden rigorose Prozeduren der Wartung, Reinigung und Überwachung eingeführt, um die geforderten Niveaus ständig aufrechtzuerhalten.
Die ISO 14644 klassifiziert die partikuläre Reinheit eines Reinraums nach der Anzahl der Partikel pro m³ Luft, von der Klasse ISO 1 (der reinsten) bis ISO 9. Die angestrebte Klasse legt die Volumenströme gefilterter Luft und die einzuhaltende Erneuerungshäufigkeit fest.
Mehrere Mittel ermöglichen es, die Kontamination zu begrenzen. Das Vorhandensein einer Laminarströmung gewährleistet eine lineare und turbulenzfreie Strömung der Luft in eine einzige Richtung. Es ist auch notwendig, die vom Boden zu den Atemzonen aufsteigenden Luftströme zu begrenzen, die Produkte, Prozesse und Nutzer kontaminieren können.
Die Verwendung von Deflektoren ist grundlegend: gut dimensioniert, gewährleisten diese Luftdeflektoren eine präzisere Aeraulik bei gleichzeitiger Verbesserung der Luftqualität. Ihr Ziel: eine gleichmäßige und gerichtete Strömung aufrechtzuerhalten, um die Dispersion der Partikel und Kontaminanten in der Umgebungsluft zu minimieren.
Eine Laminarströmung ist eine gleichmäßige, unidirektionale und turbulenzfreie Luftbewegung, generell von der Decke zum Boden gerichtet. Sie führt die Partikel zu den unteren Absaugungen, statt sie zu den empfindlichen Zonen rezirkulieren zu lassen.
Vor der Simulation müssen alle Einblas- / Absaugsysteme erfasst und ihre Volumenströme aufgenommen werden, um sie korrekt zu modellieren.
Die Luftfiltereinheiten (FFU), in Gittern oder in der Decke installiert, blasen einen gefilterten Luftstrom durch ihren integrierten Filter ein. Der Ventilator erzeugt einen Überdruck, der die gefilterte Luft in den Raum drückt und verhindert, dass äußere Kontaminanten eindringen.
Eine FFU ist ein in die Decke integriertes Modul aus Ventilator und HEPA-Filter. Sie bläst gefilterte Luft mit leichtem Überdruck ein, was die Kontaminanten nach außen drückt und verhindert, dass ungefilterte Luft eindringt.
Die CTA-Filtereinblasung (Zentrale Luftbehandlungseinheit) ist ein Belüftungs- und Konditionierungssystem, das Verteilung, Filtration, Heizung, Klimatisierung und Feuchtigkeitskontrolle gewährleistet — um die Innenraumluftqualität zu verbessern und Komfortbedingungen aufrechtzuerhalten.
Die CTA-Absaugungen sammeln und recyceln die kontaminierte Luft (Partikel, Schadstoffe, Gerüche), um sie zur CTA zurückzuführen, wo sie gefiltert und konditioniert wird, bevor sie durch Kanäle und Gitter wieder verteilt wird, wodurch eine gleichmäßige Belüftung gewährleistet wird.
Die Laminarströmungs-Absaugung erhält ein hohes Reinheitsniveau und eine präzise Partikelkontrolle, indem sie eine unidirektionale und gleichmäßige Luftströmung erzeugt, generell von der Decke zum Boden gerichtet.
Die CFD-Simulation spielt eine wichtige Rolle für die Reinheit der Reinräume: Sie bringt ein vertieftes Verständnis der Luftbewegung, der Partikelverteilung und der Dispersion der Kontaminanten. Studien der Luftgeschwindigkeiten und -temperaturen werden in der Halle durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Volumenströme angemessen sind und ob die Belüftungssysteme die Abfuhr der Schadstoffe ermöglichen.
EOLIOS modelliert die Luftströmung in einem Reinraum unter Berücksichtigung der Belüftungssysteme, der Filter und der Ausrüstungen. Wir gewährleisten so einen angemessenen Luftvolumenstrom und eine homogene Verteilung, um die Stagnationszonen zu minimieren, in denen sich Kontamination ansammeln könnte. Durch die Untersuchung der Luftströme, der heißen Punkte und der Rezirkulationszonen bestimmen wir die kritischen Zonen; die Wirksamkeit der Filter wird ebenfalls bewertet, indem die Partikelfiltration simuliert und die Leckagen kontaminierter Luft identifiziert werden.
Unser Team ist folglich in der Lage, die Leistung der vorhandenen Belüftungssysteme zu validieren oder nicht und sicherzustellen, dass die geforderten Reinheitsniveaus gemäß den spezifizierten Normen erreicht und aufrechterhalten werden.
Zu beachten. Bei einem Reinraum zählt nicht der Gesamtvolumenstrom, sondern die Gleichmäßigkeit der Durchspülung: eine einzige, noch so kleine Stagnationszone genügt, um die ISO-Klasse lokal absinken zu lassen. Genau dafür dient die CFD, sie vor der Qualifizierung aufzuspüren.
Reinheit ISO 14644, Laminarströmung und Einblassysteme eines Reinraums.
Sie visualisiert die Luftbewegung, die Partikelverteilung und die Rezirkulationszonen und prüft, ob die Volumenströme und die Deflektoren eine homogene Durchspülung gewährleisten. So wird die Reinheit vor der Qualifizierung validiert. Eine verwandte Herausforderung wurde in unserem Projekt pharmazeutisches Labor, Staub behandelt.
Sie legt die maximale Anzahl von Partikeln pro m³ Luft fest, von ISO 1 (der reinsten) bis ISO 9. Die angestrebte Klasse bestimmt die Volumenströme gefilterter Luft und die Erneuerungshäufigkeit, die im Betrieb einzuhalten sind.
Eine unidirektionale Strömung von der Decke zum Boden führt die Partikel zu den unteren Absaugungen, ohne sie zu den Produkten oder den Bedienern rezirkulieren zu lassen. Jede Turbulenz unterbricht diese gleichmäßige Abfuhr.
Die FFU filtert die Luft lokal an der Decke und erzeugt einen Überdruck; die CTA (zentrale Luftbehandlungseinheit) behandelt, filtert und konditioniert die Luft auf Gebäudeebene, bevor sie über Kanäle verteilt wird. Beide werden oft kombiniert.
Durch Abgleich von Luftgeschwindigkeiten, heißen Punkten und Rezirkulationszonen: wo die Luft stagniert, sammeln sich Partikel. Die CFD lokalisiert diese kritischen Zonen, um Deflektoren, Volumenströme und Platzierung der Absaugungen anzupassen.
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Die CFD-Simulation ermöglicht es, die thermischen Effekte einer Analysemaschine und die Luftströme im Reinraum zu visualisieren, um die Reinheit und die Leistung der Belüftungssysteme zu überprüfen. Durch die Modellierung der Luftbewegung, der Partikelverteilung und der heißen Punkte validiert EOLIOS das Erreichen und die Aufrechterhaltung der geforderten Reinheitsniveaus.
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