2024-12-04
In zahlreichen hochmodernen Bereichen wie der Herstellung elektronischer Chips, der biomedizinischen Forschung und Entwicklung sowie der Produktion hochwertiger Präzisionsinstrumente spielen staubfreie Reinräume eine unersetzliche Rolle beim "Schutz". Die konstante und geeignete Luftumgebung in ihnen ist der Schlüssel zur Gewährleistung der Produktqualität, der Prozesspräzision und der Gesundheit des Personals. Und das Frischluftvolumen und das Zuluftvolumen sind wie der "Puls" dieses entscheidenden Systems, daher ist es von entscheidender Bedeutung, ihre Werte genau zu kontrollieren. Als professionelle Guangzhou Cleanroom Construction Co., Ltd. nehmen wir Sie heute mit auf ein tiefgehendes Verständnis ihrer Berechnungsmethoden.
Der Sauerstoffverbrauch für die Atmung der Arbeiter im Reinraum ist ein grundlegender Faktor, der bei der Berechnung des Frischluftvolumens berücksichtigt werden muss. Im Allgemeinen benötigt ein Erwachsener etwa 30 - 50 Kubikmeter Frischluft pro Stunde. Angenommen, in einem Reinraum sind täglich 20 Arbeiter gleichzeitig im Dienst. Bei einer Schätzung des Frischluftvolumens von 40 Kubikmetern pro Stunde und Person werden in diesem Bereich mindestens 20 * 40 = 800 Kubikmeter Frischluft pro Stunde benötigt. Dies dient dazu, das von Personen ausgeatmete Kohlendioxid, Gerüche usw. zu verteilen, Frischluft zu erhalten und Unbehagen wie Schwindel und Müdigkeit, die durch Sauerstoffmangel und verschmutzte Luft verursacht werden, bei den Mitarbeitern zu vermeiden und so einen effizienten Arbeitszustand zu gewährleisten.
Um zu verhindern, dass die ungereinigte Luft von außen "eindringt", werden die meisten staubfreien Reinräume in einem leicht positiven Druckzustand gehalten. Nach der Praxis und den Industriestandards liegt die Druckdifferenz zwischen Reinräumen unterschiedlicher Ebenen und angrenzenden Bereichen mit niedrigerem Niveau oder nicht-sauberen Bereichen zwischen 5 - 20 Pascal. Um diesen Überdruck zu erreichen, ist die Unterstützung durch Frischluft erforderlich. Am Beispiel eines gängigen Reinraums der Klasse 100.000, kombiniert mit dem Raumvolumen und der Luftdichtheit der Gehäusestruktur, wird durch komplexe Formelkonvertierungen (Luftvolumen = Luftwechselrate * Raumvolumen, wobei die Luftwechselrate gemäß dem Erfahrungswert zur Aufrechterhaltung des Überdrucks festgelegt wird) das zusätzliche Frischluftvolumen berechnet, das erforderlich ist, um das Leck durch Lücken auszugleichen und den Überdruck aufrechtzuerhalten. Dann wird das Frischluftvolumen für die Atmung des Personals addiert, um den vollständigen Frischluftbedarf zu erhalten.
Einige Produktionsprozesse setzen Staub, heiße Luft und schädliche Gase frei, wie z. B. elektronische Schweißdämpfe und flüchtige chemische Syntheseprodukte. Entsprechende Abluftventilatoren extrahieren kontinuierlich Luft. Um den Luftstrom und den Luftdruck im Innenraum auszugleichen, muss das Frischluftvolumen in gleichem oder größerem Umfang als dieser Verlustteil ergänzt werden. Wenn das Abluftvolumen des Prozesses stabil bei 500 Kubikmetern pro Stunde liegt, sollte die Planung des Frischluftvolumens mindestens diesen Wert reservieren, um zu verhindern, dass Unterdruck dazu führt, dass unreine Luft zurückfließt und den sauberen Arbeitsbereich kontaminiert.
Die Luftwechselrate ist ein häufig verwendeter Maßstab zur Berechnung des Zuluftvolumens. Reinräume mit unterschiedlichem Reinheitsgrad haben sehr unterschiedliche Anforderungen an die Luftwechselrate: Klasse 100 (hochstandardisierte aseptische Bereiche für die biopharmazeutische Produktion) erfordert oft 500 - 600 Mal pro Stunde; Reinräume der Klasse 10.000, die für die allgemeine elektronische Verpackung verwendet werden, etwa 25 - 35 Mal pro Stunde; Klasse 100.000 (am häufigsten verwendete elektronische Verarbeitung) liegt in der Regel bei 15 - 20 Mal pro Stunde. Angesichts eines Reinraums der Klasse 100.000 für die Montage elektronischer Komponenten mit einer Länge von 10 Metern, einer Breite von 8 Metern und einer Höhe von 3 Metern und einem Volumen von 240 Kubikmetern beträgt das Zuluftvolumen bei einer Luftwechselrate von 18 Mal pro Stunde 240 * 18 = 4320 Kubikmeter pro Stunde, wodurch ein effizienter Austausch der Innenraumluft und eine rechtzeitige Ableitung von Staubpartikeln gewährleistet werden.
In Reinräumen mit unidirektionalem Fluss (z. B. im Chip-Lithografiebereich) ist die Steuerung der Querschnitts-Windgeschwindigkeit von großer Bedeutung. Um Staub stabil in Richtung des Luftauslasses zu transportieren, schreiben die Industrievorschriften vor, dass die Querschnitts-Windgeschwindigkeit des vertikalen unidirektionalen Flusses bei 0,3 - 0,5 Metern pro Sekunde und die des horizontalen unidirektionalen Flusses bei 0,2 - 0,4 Metern pro Sekunde gehalten werden muss. Um beispielsweise in einem vertikalen unidirektionalen Reinraum mit einer Breite von 5 Metern und einer Höhe von 2,5 Metern eine Querschnitts-Windgeschwindigkeit von 0,4 Metern pro Sekunde zu erreichen, kann das Zuluftvolumen gemäß der Flussformel (Luftvolumen = Querschnitts-Windgeschwindigkeit * Querschnittsfläche) als 0,4 * (5 * 2,5) * 3600 (Umrechnung von Sekunden in Stunden) = 18.000 Kubikmeter pro Stunde erhalten werden, wodurch eine präzise Luftstromorganisation realisiert und sichergestellt wird, dass Schlüsselprozesse nicht durch Staub beeinträchtigt werden.
Der Betrieb großer Geräte erzeugt Wärme, die der "Übeltäter" für Temperaturschwankungen in Reinräumen ist. In Bereichen mit intensiven Rechenzentrum-Serverschränken und Laserbearbeitungsgeräten ist ein ausreichendes Zuluftvolumen erforderlich, um Wärme abzuleiten und eine konstante Temperatur aufrechtzuerhalten. Durch die Wärmeableistungsleistung der Geräte und den zulässigen Temperaturanstiegsbereich, kombiniert mit thermodynamischen Parametern wie der spezifischen Wärmekapazität der Luft, wird der Bedarf an Kühlluftstrom berechnet und in die Planung des Zuluftvolumens einbezogen. Wenn ein einzelner Schrank in einem Rechenzentrum 3 kW Wärme ableitet, werden gemäß der Wärmebilanzumrechnung etwa 1000 Kubikmeter kalte Luft pro Stunde benötigt. Das Zuluftvolumen des gesamten Reinraums sollte entsprechend der Anzahl der Schränke angepasst werden, um den stabilen Betrieb der Geräte zu gewährleisten.
Nachdem Sie das Wesentliche der Berechnung des Frischluftvolumens und des Zuluftvolumens beherrschen, ist es in der tatsächlichen Anwendung auch erforderlich, je nach den örtlichen Gegebenheiten und auf dynamische Weise anzupassen. Mit der Erhöhung der Lebensdauer von Reinräumen, dem Austausch von Geräten und der Modernisierung von Prozessen ändern sich die Anforderungen an das Luftvolumen häufig.Guangzhou Cleanroom Construction Co., Ltd.verfügt über ein professionelles technisches Team, das nicht nur in theoretischen Algorithmen versiert ist, sondern auch in der Lage ist, Vor-Ort-Untersuchungen, Simulationen und Optimierungen durchzuführen. Wir begleiten Ihre Projekte von der Planung bis zum Betrieb und zur Wartung, passen saubere Luftlösungen für Sie an und helfen Ihren staubfreien Reinräumen, ihre "Vitalität" stets zu erhalten und die strengen Anforderungen der industriellen Modernisierung zu erfüllen. Wenn Sie ein Reinraumprojekt vorbereiten oder Probleme mit dem Luftvolumen haben, können Sie uns jederzeit gerne kontaktieren!