Verbesserung der Luftstromsteuerung: Integration von Reinraumfenstern und FFU-System

Heute geht es nicht darum, nur einen Aspekt eines Reinraums zu kontrollieren, sondern den Luftstrom zu steuern. Es handelt sich um eine technologische Integration von Fan-Filter-Einheiten (FFUs), Wandpaneelen, Deckensystemen und – vor allem – Reinraumfenstern. Fenster sind nicht bloß Öffnungen; sie beeinflussen den Luftstrom, die Druckverteilung sowie die Richtung der Kontaminationslinien. Reinraumfenster sind eine Komponente des FFU-Systems, das darauf ausgelegt ist, eine höhere Stabilität des laminaren Flusses, Energieeinsparung und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu gewährleisten. Diese Integration verbessert die Steuerung des Luftstroms auf folgende Weise:

Die Platzierung der Fenster optimiert die Rückluftwege

Eine typische Lösung für das Problem der Rückluft in einem typischen Reinraum mit FFU-Systemen besteht darin, erhöhte Bodenplena und niedrige Wandgitter zu verwenden. Die Richtung und Art des Fensters sind entscheidend dafür, wo die Luftbewegung vom Zuluft- zum Rückluftbereich erfolgt. Bei nach innen zum Raum hin orientiertem Vordach oder tiefem Fensterbrett entstehen stagnierende Luftzonen, in denen Partikel zur Ruhe kommen können.

Das Reinraum-Fensterdesign von Huaao sieht vor, dass die Fensterfläche bündig mit der Oberfläche der Reinraumpaneel ist – ohne Vertiefungen oder Vorsprünge. Dadurch kann die Luft laminar durch die Wand zurückströmen. Falls die FFU-Einheiten bereits installiert sind und Größe sowie Position des Fensters nicht verändert werden, kann das Fenster speziell auf diese Größe und Position abgestimmt werden, um das Luftströmungsmuster am Fenster nicht zu stören. Die computergestützte Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics, CFD) bestätigt ein gleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil der Luft bei bündig montierten Fenstern sowie eine gleichmäßige Luftmenge pro Kubikmeter Reinraumvolumen, angegeben in Luftwechseln pro Stunde (ACH).

Druckgeprüfte Dichtungen verhindern Kreuzkontamination

Ein negativer oder positiver Druck wird zwischen dem Reinraum und anderen Räumen durch die Verwendung einer FFU (Fan Filter Unit) erzeugt. Diese Druckdifferenz wird durch jede noch so kleine Undichtigkeit um ein Fenster herum beeinflusst. Beispielsweise können bei einer Druckdifferenz von 50 Pa pro Stunde 0,5 bis 1,0 m³ ungefilterte Luft durch eine 1 cm² große Lücke zwischen der FFU austreten. Die Reinraumfenster von Huaao werden auf Luftdichtheit getestet, um den Luftdichtheitsprüfstandard GB/T 7106, ISO 13830 oder andere gleichwertige Standards zu erfüllen. Hierbei handelt es sich um ein geschlossenzelliges EPDM- oder Silikondichtungssystem, das beim Einbau in die Paneelstruktur sogar auf den Fensterrahmen gepresst wird. Für Installationen mit höchsten Anforderungen an die Dichtheit – beispielsweise ein ISO-5-Füllraum in einer pharmazeutischen Produktionsanlage oder ein BSL-2-Labor – sind auch Doppel-Dichtungssysteme mit einem Prüfraum zwischen den Dichtungen erhältlich. Sie können zusammen mit FFU-Systemen eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass die von der HLK-Planung vorgegebene Druckstufung rund um die Uhr aufrechterhalten wird.

Oberflächenfinish-Kompatibilität mit laminarer Strömung

Laminare Strömung ist ein Gegner der Turbulenz. Die Glätte der Oberfläche ist entscheidend; jegliche Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche – wie ein raues Fensterrahmenprofil, vorstehende Griffe oder ungleichmäßige Beschichtungen auf der Glasoberfläche – würden Wirbel erzeugen, die zu einer ungleichmäßigen Verteilung von Partikeln auf dem Boden führen. Dies wirkt sich negativ auf die Wirksamkeit der FFUs aus, da Bereiche, die keine saubere Luft erhalten, nicht gereinigt werden, und Bereiche mit zu hoher Luftgeschwindigkeit beeinträchtigt werden.

Die pulverbeschichteten Aluminiumfenster von Huaao weisen eine glatte Oberflächenbeschaffenheit (Ra < 0,8 μm) und keine Poren auf. Das Glas kann vorgespannt oder Verbundglas sein und/oder antistatisch beschichtet sein; zudem kann es eine optisch ebene Oberfläche aufweisen. Die Rahmen sind verdeckt und besitzen bündige Griffe, die nicht aus der Glasscheibenebene herausragen. Die Oberflächenverträglichkeit gewährleistet, dass die von dieser FFU bereitgestellte Luft gleichmäßig zirkuliert und dadurch die höchste Partikelabsaug-Effizienz erreicht wird.

Integration einer Echtzeitüberwachung für adaptive Regelung

Druck-, Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren sowie Partikelzählsensoren werden langsam zu einem Bestandteil modernerer FFU-Konstruktionen. Diese Sensoren können auch zur Aufrechterhaltung der Sollwerte sowie zur Realisierung einer adaptiven Luftstromsteuerung eingesetzt werden, indem die Lüfterdrehzahl in Echtzeit entsprechend dem Verschmutzungsgrad des Filters oder der Aktivität im Raum gesteuert wird. Ein wichtiger Aspekt, der jedoch zu beachten ist: Im Laufe der Zeit führen undichte und abgenutzte Fenster zu einer zunehmenden Anzahl von Parametern für die adaptiven Systeme und verursachen dadurch einen höheren Energieverbrauch.

Die Reinraumfenster von Huaao können optional mit den Gebäudeleitsystemen (BMS) über einen Druckanschluss oder einen Kontakt-Sensor integriert werden. Ein Druckanschluss ermöglicht die direkte Messung des Drucks zwischen den Fenstern und warnt den Facility-Manager bei Verlust der Integrität. Ein Kontakt-Sensor erfasst die Position der Fenster. Falls das Öffnen von Fenstern aus irgendeinem Grund zulässig ist, verhindern FFU-Verriegelungen ein Öffnen der Fenster.

Zusammenfassung

Durch optimierte Fensterpositionierung sind die Rückluftwege nicht behindert, druckgeprüfte Dichtungen verhindern eine Kreuzkontamination, die Kompatibilität der Oberflächenbeschaffenheit gewährleistet eine laminare Luftströmung und eine optionale Sensorintegration ermöglicht es dem System, die Luftströmung adaptiv zu regulieren. Die Gesamtfläche seiner sechs Fabriken beträgt 250.000 m²; mit 800 erfahrenen Mitarbeitern und einem Jahresumsatz von einer Milliarde RMB kann es diese Hochleistungs-Fenster als modulares Reinraum-All-in-One-System bereitstellen. Reinraumplatten, Reinraumtüren und -fenster, Aluminiumprofile, PVC-Böden, Reinraumreiniger sowie Reinraumlüftungsventile werden angeboten. Fordern Sie noch heute bei Huaao ein kostenloses Angebot für die Reinraumfenster an, die bei der Luftstromregelung in Ihrem Projekt mit Hilfe der FFUs unterstützen.