Prinzipien der Reinraumtechnik

Jul 15, 2026 Eine Nachricht hinterlassen

Reinräume mit turbulenter Strömung: Das Hauptmerkmal von Reinräumen mit turbulenter Strömung besteht darin, dass der Querschnitt des Luftstroms vom Einlass zum Auslass (von der Zuluftöffnung zur Rückluftöffnung) variabel ist. Der Reinraumquerschnitt-ist wesentlich größer als der Zuluftquerschnitt-und verhindert so die Ausbildung einer gleichmäßigen Luftströmung über den gesamten Raum bzw. den gesamten Arbeitsbereich. Daher haben die Stromlinien nach dem Zuluftauslass große oder immer größere Winkel zueinander und einen sehr kleinen Krümmungsradius. Der Luftstrom kann innerhalb des Raumes nicht in eine Richtung strömen; sie kollidieren miteinander, was zu Rückströmungen und Wirbeln führt. Daraus ergibt sich, dass das Strömungsmuster eines Reinraums mit turbulenter Strömung im Wesentlichen folgendes aufweist: abrupte Strömung; ungleichmäßiger Fluss.

 

Dies ist eine genauere und umfassendere Beschreibung von Reinräumen mit turbulenter Strömung als die Verwendung des Begriffs „turbulente Strömung“. Turbulenzen werden hauptsächlich durch die Reynolds-Zahl bestimmt, d. h. sie werden hauptsächlich von der Strömungsgeschwindigkeit beeinflusst. Wenn jedoch ein Hochleistungsfilter für den Zuluftstrom von oben-verwendet wird, treten selbst bei extrem niedrigen Geschwindigkeiten immer noch die oben genannten Ergebnisse auf, da es sich um einen abrupten und ungleichmäßigen Luftstrom handelt. Daher kommt es in diesem Fall nicht nur zu einer Vermischung zwischen Strömungsschichten aufgrund turbulenter Strömung, sondern auch zu einer Vermischung durch große Rückströmungen und Wirbel im gesamten Raum.

 

Reinräume mit unidirektionalem Fluss Reinräume mit unidirektionalem Fluss gibt es im Allgemeinen in zwei Arten: horizontaler Fluss und vertikaler Fluss. In einem horizontalen Strömungssystem bewegt sich der Luftstrom von einer Wand zur anderen. In einem vertikalen Strömungssystem bewegt sich der Luftstrom von der Decke zum Boden. Der unidirektionale Fluss wird für Anwendungen verwendet, die geringere Konzentrationen an suspendierten Partikeln oder Mikroorganismen erfordern. Diese Art von Reinraum wurde früher als „Laminar-Flow“-Reinraum bezeichnet. Die Bezeichnungen unidirektionale und laminare Strömung beschreiben das Luftströmungsmuster: Der Luftstrom bewegt sich in eine Richtung (entweder vertikal oder horizontal) und strömt mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit durch den gesamten Raum, typischerweise 0,3 m/s bis 0,5 m/s (60 Fuß/min bis 100 Fuß/min). Hocheffiziente Partikelluftfilter (HEPA) füllen die Decke des Reinraums und versorgen den Raum mit Luft. Der Luftstrom wirkt wie ein Luftkolben, der nach unten durch den Raum strömt, Schadstoffe mitnimmt und dann aus dem Boden austritt. Nachdem es mit etwas frischer Außenluft vermischt wurde, zirkuliert es zurück zu den HEPA-Filtern. Schwebstoffe, die durch Personal und Prozesse erzeugt werden, werden durch diesen Luftstrom sofort entfernt, während Belüftungssysteme mit turbulenter Strömung auf Misch- und Verdünnungsprinzipien basieren. In einem leeren Raum ohne Hindernisse kann der unidirektionale Luftstrom Verunreinigungen schnell entfernen, und zwar bei viel geringeren Luftgeschwindigkeiten als zuvor erwähnt. In einem Operationssaal behindern jedoch Maschinen und Personen, die sich um sie herum bewegen, die Luftzirkulation. Hindernisse können einen unidirektionalen Luftstrom in Turbulenzen umwandeln, wodurch Lufteinschlüsse um das Hindernis herum entstehen. Menschliche Aktivitäten können auch dazu führen, dass ein unidirektionaler Luftstrom turbulent wird. In diesen turbulenten Strömungen wird die Luft aufgrund geringerer Luftgeschwindigkeiten weniger verdünnt, was zu höheren Schadstoffkonzentrationen führt. Daher müssen Luftgeschwindigkeiten im Bereich von 0,3 m/s bis 0,5 m/s (60 ft/min bis 100 ft/min) gehalten werden, um eine schnelle Wiederherstellung des unterbrochenen unidirektionalen Luftstroms zu ermöglichen und die Schadstoffe in der turbulenten Zone um das Hindernis ausreichend zu verdünnen. Die Luftgeschwindigkeit stellt genau den unidirektionalen Luftstrom dar, da höhere Geschwindigkeiten zu einem saubereren Raum führen. Der Luftwechsel pro Stunde hängt jedoch vom Raumvolumen, beispielsweise der Deckenhöhe, ab und ist daher für die Darstellung eines unidirektionalen Luftstroms ungeeignet. Das Luftvolumen in einem Raum mit unidirektionaler Luftströmung beträgt ein Vielfaches (10- bis 100-faches) des Luftvolumens in einem Raum mit turbulenter Luftströmung.