Automatisches HLK-Steuerungssystem für Reinräume

I. Kontrollierte Objekte der Reinraum-HLK-Automatisierung

• Die Temperaturregelung in Reinräumen wird primär durch die Produktionsprozesse bestimmt, wobei die Anforderungen an Sollwerte und Genauigkeit der Temperatur entsprechend definiert werden. Im Allgemeinen sind die Sollwerte relativ niedrig. Beispielsweise ist die Temperatur in Reinräumen von Elektronikfabriken deutlich niedriger als in herkömmlichen Klimaanlagen. Daher ist auch die Kühllast im Sommer relativ hoch. Hinzu kommt die erhebliche Wärmeentwicklung der Prozessanlagen, wodurch Temperaturschwankungen signifikant sind und großen Schwankungen unterliegen. Die Auslastung der Prozessanlagen variiert mit dem Produktionsvolumen und den Produkttypen, während der Produktmix selbst je nach Marktnachfrage schwankt.

Merkmale im Überblick: Niedrige Temperatursollwerte und große Lastschwankungen.

• Luftfeuchtigkeit: Die Luftfeuchtigkeitskontrolle in Reinräumen richtet sich nach den Prozessanforderungen. Beispielsweise sind in Elektronik- und Pharmafabriken die Sollwerte für die relative Luftfeuchtigkeit relativ niedrig, aber nicht zu niedrig. Zu niedrige Luftfeuchtigkeit kann statische Aufladung begünstigen, die unbedingt vermieden werden muss.
• Überdruck/Unterdruck: Während der Produktion können Prozessanlagen in Reinräumen giftige, schädliche und abwärmehaltige Gase erzeugen, die nach außen abgeleitet werden müssen. Um die Reinheit in Reinräumen zu gewährleisten, ist in der Regel ein Überdruck erforderlich (für spezielle Prozesse kann Unterdruck notwendig sein). Die erforderlichen Überdruckwerte variieren je nach Reinheitsklasse.
• Reinheitsgrad: Da die Reinheit der Produktionsumgebung eng mit den Produktqualifizierungsraten zusammenhängt, sind umfassende und regelmäßige Reinraumprüfungen obligatorisch. Wird der Reinheitsgrad nicht den Prozessanforderungen entsprechend angepasst, muss umgehend ein Alarm ausgelöst werden.

Erkennung von Konzentrationen brennbarer, explosiver, giftiger und schädlicher Gase. Sobald die Konzentration brennbarer, explosiver, giftiger oder schädlicher Gase die festgelegten Grenzwerte erreicht, muss die Notabluftanlage aktiviert und gleichzeitig ein Alarm ausgelöst werden.

II. Unterschiede zwischen Reinraum-HLK-Automatisierung und allgemeiner HLK-Automatisierung

Alle für allgemeine HLK-Systeme geeigneten automatischen Regelungsverfahren können auch in Reinraum-HLK-Automatisierungsprojekten eingesetzt werden. Produktionsprozesse, die kontrollierte Reinheitsgrade erfordern, stellen jedoch typischerweise höhere Anforderungen an die Temperatur- und Feuchtigkeitsregelung. Beispielsweise ist die präzise Einhaltung eines niedrigen Temperatur-Sollwerts eine Herausforderung; diese Herausforderung wird noch verstärkt, wenn gleichzeitig ein niedriger Feuchtigkeits-Sollwert präzise eingehalten werden muss. Folglich werden höhere technische Standards an das automatische Regelungssystem gestellt.

Der Reinheitsgrad von Reinräumen wird durch den Austausch kontaminierter Luft gegen ein definiertes Volumen an aufbereiteter Luft aus der Reinraum-Lüftungsanlage erreicht. Daher ist das Zuluftvolumen ein fester Parameter, weshalb die variable Volumenstromregelung (VAV) mit festen Zuluftbedingungen ungeeignet ist. Stattdessen wird üblicherweise die konstante Volumenstromregelung (CAV) mit variablem Taupunkt eingesetzt, um die Anforderungen an Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit zu erfüllen. Dies stellt einen wesentlichen Unterschied zu herkömmlichen Regelungsstrategien für Lüftungsanlagen dar.

In Reinräumen mit einer Klimaanlagenkonfiguration aus Trockenregister und Lüfter-Filter-Einheit (FFU) wird die Raumtemperatur bei sich ändernder Kühl-/Heizlast in der Regel durch Anpassung des Kalt-/Warmwasserdurchflusses durch die Trockenregister geregelt. Die Luftfeuchtigkeit im Raum wird typischerweise durch Anpassung der Frischluftzufuhr gemäß den Auslegungsvorgaben reguliert.

Die Aufrechterhaltung des positiven Raumdrucks wird durch ein ausgewogenes Verhältnis von Zuluft-, Abluft-, Abluft- und Frischluftmenge erreicht. Das automatische Steuerungssystem muss über Regelungseinrichtungen verfügen, die dieses Gleichgewicht bei Änderungen der genannten Luftmengen wiederherstellen und aufrechterhalten, um den erforderlichen positiven Raumdruck konstant zu gewährleisten.

Suzhou Pharma Machinery Co.,Ltd.

2026/04/13

Gino