Wenn es um Reinraumumgebungen geht, ist das Erreichen optimaler Sauberkeit nicht nur eine Frage der Klimaanlage, sondern ein ganzheitlicher Ansatz, der Technologie, Konstruktion und Wartung umfasst. In diesem Artikel gehen wir auf die vier wesentlichen Bedingungen ein: Sauberkeit der Luftzufuhr, Luftströmungstrends, Luftzufuhrvolumen und -geschwindigkeit sowie statische Druckdifferenz - die für die Wirksamkeit von Reinraumreinigungsmaßnahmen entscheidend sind.

I. Sauberkeit der Luftzufuhr

Das Herz der Sauberkeit:
Der Schlüssel zur Aufrechterhaltung der Reinheit in Reinräumen liegt in der Leistung und Installation des letzten Filters innerhalb des Reinigungssystems. In der Regel werden hocheffiziente oder weniger hocheffiziente Filter eingesetzt. Die Wahl hängt von verschiedenen Faktoren ab, u. a. von der Umweltverschmutzung, dem Abluftanteil und der Kritikalität der Funktion des Reinraums.

Auswahl des richtigen Filters:

• Hocheffiziente Filter: Bei starker Umweltverschmutzung oder wenn die Bedeutung des Reinraums eine erhebliche Sicherheitsmarge erfordert.
• Sub-High-Efficiency-Filter: Geeignet für weniger kritische Szenarien mit geringeren Leistungsanforderungen.

Die Auswahl des geeigneten Filters hängt jedoch nicht nur von seiner Effizienz ab. Faktoren wie die Eigenschaften des Reinraums und die Besonderheiten des Reinigungssystems müssen ebenfalls berücksichtigt werden.

Für saubere Luft sorgen:
Die Aufrechterhaltung sauberer Luft geht über die Auswahl der Filter hinaus. Um die Sauberkeit der Zuluft zu gewährleisten, sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich:

a. Sicherer Transport und Installation: Die Filter müssen während des Transports und der Installation unbeschädigt bleiben.
b. Qualität der Installationsstrukturen: Die Dichtheit der Installation hängt stark von der Qualität der Konstruktion und der Einhaltung der Konstruktionsrichtlinien ab.

• Bei Einzelfiltern werden ungefaltete Einbauvarianten empfohlen, um Leckagen in den Raum zu verhindern, auch wenn sie auftreten.
• Die Verwendung von Hocheffizienz-Filterendgehäusen (HEPA-Boxen) gewährleistet die Dichtheit mit Leichtigkeit.
  c. Kompetentes Bau- und Montagepersonal: Gut geschultes Personal, das sowohl über Kenntnisse als auch über Installationsfähigkeiten verfügt, ist unerlässlich.
  d. Optimale Filterabdichtung: Ziehen Sie die Verwendung von Gel-Dichtungen oder Unterdruck-Dichtungen in Betracht, um die erforderliche Dichtheit zu gewährleisten.

II. Luftstrom-Trends

Leitender Luftstrom für Reinheit:
Die Organisation der Luftströme in Reinräumen unterscheidet sich erheblich von der in normalen klimatisierten Räumen. Ihr Hauptziel ist es, dem Arbeitsbereich die sauberste Luft zuzuführen, um die Verschmutzung der zu verarbeitenden Materialien zu minimieren und zu kontrollieren.

Grundsätze der Luftstromgestaltung:

1. Minimierung der Wirbelbildung: Verringert den Eintrag von Schadstoffen von außerhalb des Arbeitsbereichs.
2. Verhinderung der Staubaufwirbelung: Verringert die Gefahr, dass sich Staubpartikel auf den Materialien absetzen.
3. Gleichmäßiger Luftstrom: Sorgt für eine gleichmäßige Luftgeschwindigkeit im Arbeitsbereich und erfüllt die technischen und hygienischen Anforderungen.
4. Geeignete Methoden der Luftzufuhr und -rückführung: Wählen Sie die Methoden nach dem erforderlichen Reinheitsgrad aus.

Verschiedene Luftstrom-Konfigurationen:
In Reinräumen gibt es verschiedene Arten der Luftführung, die jeweils einzigartige Merkmale aufweisen:
1) Vertikale unidirektionale Strömung: Gleichmäßiger, nach unten gerichteter Luftstrom, geeignet für eine effiziente Geräteanordnung und Selbstreinigung.
2) Horizontale Einbahnstraße: Erreicht ISO5-Reinheit im ersten Arbeitsbereich, kann aber zu einer erhöhten Staubkonzentration führen, wenn die Luft durchströmt. Geeignet für Reinräume mit unterschiedlichen Sauberkeitsanforderungen innerhalb eines Raumes.

• Die lokale Verteilung von hocheffizienten Filtern kann die Anfangsinvestitionen verringern, kann aber in bestimmten Bereichen zu Wirbelströmen führen.

Die ordnungsgemäße Installation der Vorhänge ist für die korrekte Organisation des Luftstroms unerlässlich.

III. Luftzufuhrvolumen und Luftgeschwindigkeit

Verdünnung der verschmutzten Luft:
Zur Verdünnung und Beseitigung von Schadstoffen in Innenräumen ist ein angemessenes Lüftungsvolumen erforderlich. Die Höhe des Reinraums spielt eine Rolle bei der Bestimmung der erforderlichen Belüftungsrate, wobei unterschiedliche Kriterien für verschiedene Reinheitsanforderungen gelten.

Überlegungen zur Belüftung:

• Für Reinräume der Klasse 1.000 ist bei der Ermittlung des Lüftungsvolumens das hocheffiziente Reinigungssystem zu berücksichtigen. Für andere Reinraumklassen sollten die Berechnungen auf hocheffizienten Systemen basieren.
• Wenn hocheffiziente Filter in Reinräumen der Klasse 100.000 zentral angeordnet sind oder wenn weniger hocheffiziente Filter verwendet werden, sollte eine Erhöhung der Lüftungsfrequenz um 10-20% in Betracht gezogen werden.

Während das empfohlene Lüftungsvolumen einen Anhaltspunkt darstellt, muss sichergestellt werden, dass die Luftströmungsgeschwindigkeit mit den Konstruktionsspezifikationen übereinstimmt.

Velocity verstehen:

• Für Reinräume mit Einwegströmung ist die empfohlene Luftströmungsgeschwindigkeit niedrig, vertikal ≥ 0,25 m/s und horizontal ≥ 0,35 m/s.
• In einigen Fällen kann es jedoch vorkommen, dass das Erreichen der geplanten Reinheitsgrade im leeren oder statischen Zustand nicht ausreicht, um Verschmutzungsstörungen während des Betriebs zu vermeiden. Daher ist eine Feinabstimmung der Luftstromorganisation unerlässlich.

IV. Statische Druckdifferenz

Aufrechterhaltung der Integrität des Reinraums:
Die Aufrechterhaltung eines Überdrucks in einem Reinraum ist unerlässlich, um Verunreinigungen zu vermeiden und das gewünschte Reinheitsniveau aufrechtzuerhalten. Selbst Unterdruck-Reinräume müssen einen Überdruck gegenüber angrenzenden Bereichen mit geringeren Reinheitsanforderungen aufrechterhalten.

Erreichen von positivem Druck:
Überdruck entsteht, wenn die Zuluftmenge größer ist als die Abluft- und Rückluftmenge. Die Verriegelung von Zuluft-, Rückluft- und Abluftventilatoren gewährleistet einen konstanten Überdruck.

• Wenn das System aktiviert wird, schalten Sie zuerst den Zuluftventilator und dann den Rücklauf- und Abluftventilator ein.
• Wenn Sie das System abschalten, schalten Sie zuerst den Abluftventilator und dann den Rück- und Zuluftventilator aus.

Anforderungen an den statischen Druck:
Die US-Bundesnorm (FS209A~B) schreibt eine Mindestüberdruckdifferenz von 0,05 Zoll Wassersäule (12,5 Pa) zwischen dem Reinraum und einem angrenzenden Bereich mit geringem Reinheitsgrad vor, wenn alle Zugänge geschlossen sind.

Überdruck ausgleichen:
Die Aufrechterhaltung eines zu hohen Überdrucks kann zu betrieblichen Problemen führen, z. B. zu Schwierigkeiten beim Öffnen von Türen, zu Lärmproblemen und zu Unbehagen bei den Bewohnern. Zwar geben viele Normen keine Obergrenze für den Überdruck vor, doch wird allgemein empfohlen, einen Bereich von 10 bis 30 Pa einzuhalten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Erfolg der Reinraumreinigung von diesen vier entscheidenden Bedingungen abhängt: Sauberkeit der Luftzufuhr, Luftströmungstrends, Volumen und Geschwindigkeit der Luftzufuhr sowie statische Druckdifferenz. Die Übereinstimmung jedes Elements mit Ihren spezifischen Anforderungen ist der Schlüssel zur Aufrechterhaltung einer Umgebung, die Ihre Reinheitsstandards erfüllt und gleichzeitig die betriebliche Effizienz maximiert.

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FRAGEN UND ANTWORTEN

1. Was sind die wichtigsten Überlegungen bei der Auswahl eines Filters für einen Reinraum?
Die Wahl des Filters hängt von Faktoren wie der Umweltverschmutzung, dem Abluftanteil und der Kritikalität der Funktion des Reinraums ab. Hocheffiziente Filter eignen sich für starke Verschmutzungen oder kritische Anwendungen, während weniger hocheffiziente Filter für weniger kritische Szenarien verwendet werden.

2. Wie kann ich die ordnungsgemäße Installation von Filtern in einem Reinraum sicherstellen?
Um eine ordnungsgemäße Installation zu gewährleisten, sollten Sie auf einen sicheren Transport, hochwertige Installationsstrukturen, gut geschultes Personal und dichte Filterdichtungen achten. Erwägen Sie den Einsatz von Techniken wie Gel-Dichtung oder Unterdruckabdichtung, um die Dichtheit zu gewährleisten.

3. Was sind die Grundsätze der Luftstromgestaltung in Reinräumen?
Bei der Gestaltung der Luftströme in Reinräumen geht es darum, Verunreinigungen zu minimieren, die Wiederaufwirbelung von Staub zu verhindern, einen gleichmäßigen Luftstrom aufrechtzuerhalten und geeignete Zu- und Abluftverfahren zu wählen. Diese Grundsätze tragen dazu bei, eine optimale Luftqualität zu gewährleisten.

4. Können Sie den Unterschied zwischen vertikalen und horizontalen Luftstromkonfigurationen erklären?
Der vertikale unidirektionale Luftstrom sorgt für einen gleichmäßigen Luftstrom nach unten und eignet sich daher für eine effiziente Geräteanordnung und Selbstreinigung. Die horizontale Einwegströmung erreicht in einem Bereich ISO5-Reinheit, kann aber in anderen Bereichen zu einer erhöhten Staubkonzentration führen, so dass sie sich für unterschiedliche Reinheitsanforderungen innerhalb eines Raums eignet.

5. Warum ist die Aufrechterhaltung der statischen Druckdifferenz in Reinräumen wichtig?
Durch die Aufrechterhaltung einer positiven Druckdifferenz wird sichergestellt, dass der Reinraum nicht kontaminiert wird und das gewünschte Reinheitsniveau eingehalten wird. Selbst Unterdruck-Reinräume müssen einen Überdruck gegenüber den angrenzenden Bereichen aufrechterhalten, um eine Kontamination zu verhindern. Der Ausgleich des Überdrucks ist entscheidend, um betriebliche Probleme zu vermeiden.