Eine Ventilator-Filter-Einheit (FFU) erzeugt den benötigten Druck vor Ort, um Luft durch ihren Filter zu fördern. Ein herkömmliches HEPA-Endfiltergehäuse ist dagegen auf einen Ventilator an anderer Stelle der Luftanlage angewiesen. Entscheiden Sie anhand von Volumenstrom, verfügbarem Druck, Umluftführung, Regelung und Wartungszugang. Beide Lösungen können einen Reinraum versorgen, wenn das Gesamtsystem dessen Anforderungen erfüllt. Berkeley Lab: Ventilator-Filter-Einheiten, HEPA-Filtergehäuse von Ulpatek
Ein Motor über dem Filter verleiht dem Raum keine bestimmte Reinheitsklasse.
Was ändert sich, wenn der Ventilator in der Decke sitzt?
Ein HEPA-Endfiltergehäuse erhält Luft aus dem Zuluftsystem, führt sie durch den Filter und verteilt sie im Raum. Bei einem kanalgebundenen System muss der zentrale Ventilator genügend Druck für den gesamten Strömungsweg einschließlich Endfilter bereitstellen.
Eine FFU integriert Ventilator, Regler und Filter in einem Modul. Berkeley Lab beschreibt FFUs als modulare Umluftgeräte und nennt Luftweg, Regelung und Systemdruck als Auslegungsgrößen. Die Modulauswahl muss weiterhin zur gesamten Umluftführung passen. Berkeley Lab: Ventilator-Filter-Einheiten
Eine FFU, die Raumluft umwälzt, benötigt einen entsprechend ausgelegten Rückströmweg. Sie stellt für sich allein auch weder die erforderliche Außenluft des Gebäudes noch Feuchteregelung, Kühlleistung oder Ersatzluft für abgeführte Luft bereit. Berücksichtigen Sie diese Aufgaben in der Auslegung, bevor Sie die Deckenmodule auswählen.
Beginnen Sie mit den Raumanforderungen
Definieren Sie erforderliche Reinheit, Betriebszustand, Prozessschutz, Strömungsform und Druckverhältnisse zwischen den Räumen. Wählen Sie anschließend die Filtration und Luftverteilung, mit der diese Anforderungen erreicht werden können.
ISO 14644-1:2015 klassifiziert die Luftreinheit anhand der Konzentration luftgetragener Partikel. Sie klassifiziert einen Raum nicht nach dem Namen seines Endgeräts. ISO 14644-4:2022 behandelt die Umsetzung von Anforderungen in Planung, Bau und Inbetriebnahme eines Reinraums, ohne für jedes Projekt dieselbe Technik vorzuschreiben. ISO 14644-1:2015, ISO 14644-4:2022
Für einen reinen Bereich mit unidirektionaler Strömung reicht der Gesamtvolumenstrom allein nicht aus: Austrittsfläche, Verteilung, Hindernisse und Strömungsweg über den Prozess sind relevant. Auch in einem Raum mit Mischströmung beeinflussen Zu- und Rückluftpositionen die Abfuhr von Verunreinigungen. Die Auswahl einer FFU beseitigt keine dieser Aufgaben. Die Reinraumempfehlungen von Berkeley Lab nennen Luftmenge, Gleichmäßigkeit und Geschwindigkeit als Auslegungsaspekte der Kontaminationskontrolle. LBNL-58639: energieeffiziente Reinräume und FFUs
Nutzen Sie diese Entscheidungstabelle vor dem Preisvergleich
Die Tabelle unterstützt die Auswahl. Maßgeblich für die endgültige Entscheidung sind die Berechnung des Gesamtsystems und die tatsächlich angebotenen Geräte.
| Projektbedingung | Ein HEPA-Endfiltergehäuse kommt infrage, wenn … | Eine FFU kommt infrage, wenn … |
|---|---|---|
| Vorhandene Luftversorgung | RLT-Gerät und Verteilung den erforderlichen Volumenstrom und Druck über die gesamte Filterstandzeit liefern können | Lokale Ventilatorunterstützung innerhalb der zulässigen Eintrittsdruck- und Regelungsgrenzen der gewählten FFU eingebunden werden kann |
| Großer Umluftbedarf | Eine zentrale Umluftanlage und ausreichender Raum für die Verteilung vorhanden sind | Ein nutzbarer gemeinsamer Druckraum und Rückströmweg eine dezentrale Umwälzung ermöglichen |
| Veränderliche Produktionsanordnung | Endfilterpositionen und Kanalabzweige weitgehend festliegen | Module möglicherweise versetzt oder stufenweise ergänzt werden müssen |
| Instandhaltungskonzept | Die Einrichtung möglichst wenige dezentrale Motoren und Regler bevorzugt | Die Einrichtung elektrische und mechanische Wartung auf Modulebene sicherstellen kann |
| Regelungsanforderungen | Zentrale und strangbezogene Regelungen den Betriebspunkt jedes Endgeräts halten können | Lokale Volumenstromeinstellung und Überwachung einzelner Einheiten hilfreich sind |
| Begrenzter Deckenraum | Gehäuse, Eintrittsanschluss, Luftdurchlass und Wartungsfreiräume hineinpassen | Ventilatormodul, Ansaugfreiraum, Tragkonstruktion, Kabel und Wartungsfreiräume hineinpassen |
Entscheiden Sie nicht allein nach dem Anschaffungspreis. Berücksichtigen Sie die Aufgabe des zentralen Ventilators, Rückluftkonstruktion, Stromverteilung, Regelung, Zugänglichkeit und Inbetriebnahme. Ein günstiger Preis am Endgerät kann durch andere Systemkosten aufgehoben werden.
Druckbilanz: Prüfen Sie den beladenen und nicht nur den sauberen Filter
Berechnen Sie bei einem Endfiltergehäuse den am Eintritt verfügbaren Druck gegenüber dem Raum beim erforderlichen Volumenstrom. Berücksichtigen Sie anschließend die Verluste der gewählten Endfiltereinheit. Vorgeschaltete Kanalverluste gehören in die zentrale Anlagenrechnung; ziehen Sie sie nicht zweimal ab.
Betrachten Sie diese beispielhafte Druckbilanz eines Endgeräts. Die Werte sind Auslegungsannahmen, keine Ulpatek-Produktdaten:
| Position beim erforderlichen Endgerätevolumenstrom | Sauberer Filter | Gewählter Zustand am Ende der Standzeit |
|---|---|---|
| Filterdruckverlust | 150 Pa | 300 Pa |
| Verluste von Gehäuse und Luftdurchlass | 35 Pa | 35 Pa |
| Reserve für den Abgleich | 30 Pa | 30 Pa |
| Erforderlicher Druck zwischen Eintritt und Raum | 215 Pa | 365 Pa |
| Verfügbarer Druck zwischen Eintritt und Raum | 300 Pa | 300 Pa |
| Verbleibende Reserve | +85 Pa | −65 Pa |
Mit sauberem Filter funktioniert die Auslegung. Im gewählten beladenen Zustand funktioniert sie nicht: Unter diesen Annahmen fehlen 65 Pa, um denselben Volumenstrom zu fördern. Die hier angesetzten 300 Pa Filterdruckverlust sind eine Auslegungsannahme, kein allgemeiner Wechselgrenzwert.
Mögliche Maßnahmen sind ein höherer verfügbarer Ventilatordruck, geringere Anlagenverluste oder eine geeignete Kombination aus widerstandsärmerem Filter und Endfiltergehäuse. Eine zusätzliche FFU ist nur dann eine weitere technische Möglichkeit, wenn ihre zulässigen Eintrittsbedingungen, Ventilatorkennlinie und Regelung zur Anlage passen.
„EC-Motor“ ist keine vollständige Regelungsspezifikation
Der Motortyp sagt nicht, wie das System den Volumenstrom regelt. Fragen Sie, ob das Gerät mit fester Einstellung arbeitet, einer Drehmomentkennlinie folgt oder ein Konstantvolumenstromprogramm verwendet. Klären Sie, was gemessen wird, welche Alarme ausgelöst werden und was beim Erreichen der verfügbaren Drehzahl- oder Leistungsgrenze geschieht.
Legen Sie Anfahrfolge, normale Regelung, Alarmschwellen und Verhalten bei Ausfall fest. Prüfen Sie bei einem gemeinsamen Druckraum, wie ein veränderter Bedarf einzelner Module den Druck im Plenum und die Regelung der Ersatzluft beeinflusst. Überprüfen Sie bei beiden Lösungen die Druckverhältnisse zwischen den Räumen separat. Ein Volumenstromsollwert am Endgerät ist keine Raumdruckmessung.
Ermitteln Sie die Geräteanzahl am tatsächlichen Betriebspunkt
Angenommen, für das Projekt sind bereits 8.100 m³/h gefilterte Zuluft oder Umluft festgelegt. Liefert ein angebotenes Gerät 900 m³/h beim erforderlichen Druck und zulässigen Schallpegel, beträgt das rechnerische Minimum neun Geräte. Bei 600 m³/h je Gerät sind nach Aufrunden vierzehn erforderlich. Diese vierzehn Geräte werden auf den benötigten Gesamtvolumenstrom abgeglichen, bei gleichmäßiger Verteilung also auf etwa 579 m³/h je Gerät. Ihre Leistung ist bei dieser Einstellung zu prüfen.
Diese Zahlen veranschaulichen die Dimensionierung. Sie sind keine Volumenstromempfehlung für irgendeine ISO-Klasse. Die Anordnung kann für Luftverteilung, Flächenabdeckung oder Reservekapazität mehr Endgeräte erfordern. Auch der maximale Katalogvolumenstrom kann für den gewählten Filter, die Schallgrenze oder den Ventilatorbetriebspunkt ungeeignet sein.
Lassen Sie den Lieferanten gelieferten Volumenstrom, Filterwiderstand, Eintrittsbedingungen, elektrische Leistungsaufnahme und Schalldaten am selben Auswahlpunkt angeben. Der freiblasende Volumenstrom eines Ventilators ist keine Angabe zur gefilterten Luftleistung im eingebauten Zustand.
Vergleichen Sie den Energiebedarf des gesamten Systems
Eine FFU ist nicht automatisch effizienter als ein zentral versorgtes Endfiltergehäuse. Berkeley Lab stellte fest, dass die Systemleistung von Geräten und Luftwegen abhängt, und wies darauf hin, dass FFU-Systeme weniger effizient als andere Anordnungen sein können. Die älteren Messungen sind keine aktuelle Produktrangliste. Die Notwendigkeit, vollständige Betriebsbedingungen zu vergleichen, bleibt jedoch bestehen. LBNL-58639
Vergleichen Sie den Ventilatorstrom der gesamten Anordnung einschließlich eines gegebenenfalls weiterhin benötigten vorgeschalteten Ventilators bei FFU-Systemen. Verwenden Sie denselben erforderlichen Volumenstrom, dieselben Betriebsstunden und dieselben Annahmen zur Filterbeladung. Berücksichtigen Sie die damit verbundene Kühllast im Rahmen der gesamten RLT-Bewertung.
Ein geringer Leistungsunterschied je Modul summiert sich über die Decke. Verbrauchen vierzig Geräte am selben Betriebspunkt jeweils 15 W weniger über 8.760 Stunden, beträgt die berechnete Einsparung 5.256 kWh/Jahr. Das ist eine Veranschaulichung, kein Einsparversprechen von Ulpatek. Sie zeigt, warum die Leistungsaufnahme am Betriebspunkt aussagekräftiger ist als eine unbestimmte Werbung mit „niedriger Wattzahl“.
ISO 14644-16:2019 gibt Hinweise zur Energieeffizienz bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Reinraumleistung. Den Volumenstrom unter den Prozessbedarf abzusenken, ist kein Energievergleich gleichwertiger Auslegungen. ISO 14644-16:2019
Planen Sie den Wartungszugang jetzt
Legen Sie fest, wie Filter, Motor, Regler und Vorfilter erreicht werden. Raumseitiger Filterwechsel bedeutet nicht zwangsläufig, dass auch alle anderen Bauteile von der Raumseite zugänglich sind. Prüfen Sie Zeichnung und Austauschverfahren, statt eine einzelne Zugangsangabe als Zusage für die gesamte Einheit zu verstehen.
Spezifizieren Sie außerdem Dichtgeometrie, zugängliche Prüfanschlüsse, Demontage des Luftdurchlasses und den praktisch benötigten Raum für Prüfungen. Die HEPA-Filtergehäuse von Ulpatek bieten unterschiedliche Dichtflächen und Anschlussanordnungen. Diese Auswahlpunkte sollten geklärt sein, bevor die Decke gebaut wird. HEPA-Filtergehäuse von Ulpatek
Unabhängig von der gewählten Lösung bleibt die Prüfung des eingebauten Systems notwendig. Vereinbaren Sie im Qualifizierungsplan die anzuwendenden Prüfungen, Betriebszustände und Abnahmeanforderungen. ISO 14644-3:2019 stellt Reinraumprüfverfahren bereit, auch für unterschiedliche Strömungsanordnungen und Belegungszustände. ISO 14644-3:2019
Welche Angaben Ulpatek für eine passende Auswahl benötigt
Ulpatek fertigt sowohl Endfiltergehäuse als auch FFUs. Das veröffentlichte FFU-Programm umfasst AC- und EC-Ventilatoroptionen sowie unterschiedliche Filterwechselanordnungen. Geben Sie die benötigten Optionen an. Gehen Sie nicht davon aus, dass jede Konfiguration dieselbe Regelung oder dasselbe Zubehör enthält. Technischer Katalog von Ulpatek, Abschnitt FFU
