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VOLLSTÄNDIGER LEITFADEN ZUR FFU (LÜFTER-FILTER-EINHEIT)

Die vollständige Bezeichnung FFU steht für Fan-Filter-Einheit. Diese modular aufgebaute Einheit findet breite Anwendung in Reinräumen, Reinraumkabinen, Reinraum-Produktionslinien, montierten Reinräumen und lokalen Reinräumen der Klasse 100. Die FFU verfügt über zwei Filtrationsstufen, bestehend aus Vorfilter und HEPA-Filter. Der Ventilator saugt Luft von oben an und filtert sie durch einen Primär- und einen Hocheffizienzfilter. Die gereinigte Luft wird mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit von 0,45 m/s ± 20 % über die gesamte Luftauslassfläche ausgestoßen. Die FFU eignet sich zur Erzielung hoher Luftreinheit in verschiedenen Umgebungen und liefert hochwertige Reinluft für Reinräume und Mikroumgebungen unterschiedlicher Größe und Reinheitsklassen. Bei der Sanierung neuer Reinräume und Reinraumwerkstätten kann die Reinheit verbessert, Lärm und Vibrationen reduziert und die Kosten erheblich gesenkt werden. Die FFU ist einfach zu installieren und zu warten und somit die ideale Reinraumausrüstung für staubfreie Reinräume.

FFU Reinraum
FFU-System

Warum das FFU-System nutzen?

Die folgenden Vorteile des FFU-Systems haben zu seiner raschen Verbreitung geführt:

1. Flexibel und einfach auszutauschen, zu installieren und zu versetzen

Die FFU ist selbst motorisiert und modular aufgebaut und mit leicht austauschbaren Filtern ausgestattet, sodass sie nicht an einen bestimmten Bereich gebunden ist. In einer Reinraumwerkstatt kann sie je nach Bedarf in einem abgetrennten Bereich separat gesteuert und ausgetauscht oder versetzt werden.

2. Überdruckbeatmung

Dies ist ein einzigartiges Merkmal der FFU. Dank ihrer Fähigkeit, statischen Druck zu erzeugen, herrscht im Reinraum ein positiver Druck im Vergleich zur Außenumgebung, sodass keine Partikel von außen in den Reinraum gelangen und die Abdichtung einfach und sicher gestaltet werden kann.

3. Verkürzung der Bauzeit

Durch den Einsatz von FFU entfällt die Produktion und Installation von Luftkanälen, und die Bauzeit verkürzt sich.

4. Betriebskosten senken

Obwohl die anfänglichen Investitionskosten für ein FFU-System höher sind als für ein Luftkanalsystem, zeichnet es sich im späteren Betrieb durch Energieeinsparung und Wartungsfreiheit aus.

5. Platzsparend

Im Vergleich zu anderen Systemen benötigt das FFU-System weniger Bodenhöhe im Zuluft-Druckkasten und beansprucht praktisch keinen Innenraum im Reinraum.

Reinraum-FFU
Reinraum FFU

FFU-Anwendung

Im Allgemeinen umfasst ein Reinraumsystem ein Luftkanalsystem, ein FFU-System usw.

Vorteile gegenüber Luftkanalsystemen:

①Flexibilität; ②Wiederverwendbarkeit; ③Überdruckbelüftung; ④Kurze Bauzeit; ⑤Reduzierung der Betriebskosten; ⑥Platzersparnis.

Reinräume der Reinheitsklasse 1000 (FS209E-Standard) oder ISO 6 oder höher nutzen üblicherweise FFU-Systeme. Auch lokale Reinräume wie Reinraumschränke, Reinraumkabinen usw. verwenden in der Regel FFUs, um die Reinheitsanforderungen zu erfüllen.

FFU Lüfterfiltereinheit
FFU-Einheit

FFU-Typen

1. Klassifiziert nach Gesamtdimension

Je nach Abstand von der Mittellinie des zur Montage der Einheit verwendeten abgehängten Deckenträgers wird die Modulgröße des Gehäuses hauptsächlich in folgende Größen unterteilt: 1200*1200 mm; 1200*900 mm; 1200*600 mm; 600*600 mm; Nicht standardmäßige Größen müssen vom Kunden individuell angepasst werden.

2. Klassifizierung nach unterschiedlichem Fallmaterial

Nach den verschiedenen Gehäusematerialien wird es in standardmäßig aluminiumbeschichtetes, verzinktes Stahlblech, Edelstahlblech und pulverbeschichtetes Stahlblech usw. unterteilt.

3. Klassifizierung nach Motortyp

Je nach Motortyp kann man zwischen Wechselstrommotoren und bürstenlosen EC-Motoren unterscheiden.

4. Klassifizierung nach verschiedenen Kontrollmethoden

Je nach Steuerungsmethode kann die AC FFU über einen manuellen 3-stufigen Schalter gesteuert werden, während die EC FFU über eine stufenlose Drehzahlregelung angeschlossen und sogar über einen Touchscreen-FFU-Controller gesteuert werden kann.

5. Klassifizierung nach unterschiedlichem statischem Druck

Je nach statischem Druck wird zwischen Standard-Statikdruck-Typ und Hochdruck-Statikdruck-Typ unterschieden.

6. Klassifiziert nach Filterklasse

Je nach Art des im Gerät verbauten Filters kann man zwischen HEPA-Filter und ULPA-Filter unterscheiden; sowohl HEPA- als auch ULPA-Filter können mit einem Vorfilter am Lufteinlass kombiniert werden.

FFU
HEPA FFU

FFUStruktur

1. Aussehen

Split-Bauweise: Ermöglicht einen bequemen Filterwechsel und reduziert den Arbeitsaufwand bei der Installation.

Integrierte Bauart: Erhöht die Dichtungsleistung der FFU und verhindert so effektiv Leckagen; trägt zur Reduzierung von Geräuschen und Vibrationen bei.

2. Grundstruktur des FFU-Falls

FFU besteht im Wesentlichen aus 5 Teilen:

1) Fall

Als Material werden üblicherweise aluminiumbeschichtetes, verzinktes Stahlblech, Edelstahl und pulverbeschichtetes Stahlblech verwendet. Die erste Funktion besteht darin, den Lüfter und den Luftleitring zu stützen, die zweite Funktion darin, die Luftleitplatte zu stützen;

2) Luftleitplatte

Eine im Gehäuse unter dem Lüfter eingebaute Ausgleichsvorrichtung für den Luftstrom;

3) Ventilator

Es gibt zwei Arten von Ventilatoren: Wechselstromventilatoren und elektrische Ventilatoren.

4) Filter

Vorfilter: Dient zum Abscheiden grober Staubpartikel und besteht aus einem Vliesstofffiltermaterial und einem Filterrahmen aus Pappe; Hocheffizienzfilter: HEPA/ULPA; Beispiel: H14 mit einer Filterleistung von 99,999 % bei 0,3 µm; Chemischer Filter: Zur Entfernung von Ammoniak, Bor, organischen Gasen usw., wird er in der Regel am Lufteinlass mit der gleichen Installationsmethode wie der Vorfilter installiert.

5) Steuerungskomponenten

Bei AC-FFU wird üblicherweise ein manueller 3-Gang-Schalter verwendet; bei EC-FFU ist der Steuerchip im Motor eingebettet, und die Fernsteuerung erfolgt über spezielle Steuerungssoftware, Computer, Steuerungsgateways und Netzwerkschaltungen.

AC FFU
EC FFU

FFU bASIC-Parameterund Auswahl

Die allgemeinen Spezifikationen lauten wie folgt:

Größe: an die Deckengröße anpassen;

Material: Umweltauflagen, Kostenüberlegungen;

Oberflächenluftgeschwindigkeit: 0,35–0,45 m/s, mit signifikanten Unterschieden im Energieverbrauch;

Statischer Druck: Überwindung der Anforderungen an den Luftwiderstand;

Filterung: gemäß den Anforderungen an den Reinheitsgrad;

Motor: Leistungskennlinien, Leistung, Lagerlebensdauer;

Lärm: Einhaltung der Lärmschutzanforderungen für Reinräume.

1. Grundlegende Parameter

1) Oberflächenluftgeschwindigkeit

Im Allgemeinen liegt die Luftgeschwindigkeit zwischen 0 und 0,6 m/s. Bei einer 3-stufigen Geschwindigkeitsregelung beträgt die entsprechende Luftgeschwindigkeit für jede Stufe ungefähr 0,36-0,45-0,54 m/s, während sie bei einer stufenlosen Geschwindigkeitsregelung ungefähr 0 bis 0,6 m/s beträgt.

2) Stromverbrauch

Das Wechselstromsystem hat üblicherweise eine Leistungsaufnahme zwischen 100 und 300 Watt; das Elektrosystem zwischen 50 und 220 Watt. Der Stromverbrauch des Elektrosystems ist 30–50 % geringer als der des Wechselstromsystems.

3) Gleichmäßigkeit der Luftgeschwindigkeit

Bezieht sich auf die Gleichmäßigkeit der Luftgeschwindigkeit an der Oberfläche der FFU, die in Reinräumen der höchsten Reinklasse besonders wichtig ist, da es sonst leicht zu Turbulenzen kommen kann. Die Qualität dieses Parameters hängt maßgeblich von der Konstruktion und dem Fertigungsstandard von Ventilator, Filter und Diffusor ab. Zur Prüfung dieses Parameters werden 6–12 gleichmäßig ausgewählte Punkte entlang der Luftauslassfläche der FFU ausgewählt, um die Luftgeschwindigkeit zu messen. Die Maximal- und Minimalwerte dürfen maximal ± 20 % vom Mittelwert abweichen.

4) Äußerer statischer Druck

Dieser auch als Restdruck bezeichnete Parameter beeinflusst die Lebensdauer der Gebläseeinheit und steht in engem Zusammenhang mit dem Ventilator. Im Allgemeinen darf der externe statische Druck des Ventilators bei einer Luftgeschwindigkeit von 0,45 m/s an der Oberfläche nicht unter 90 Pa liegen.

5) Gesamter statischer Druck

Der Gesamtdruck, auch bekannt als statischer Druck, bezeichnet den statischen Druck, den die Filtereinheit (FFU) bei maximaler Leistung und Luftgeschwindigkeit null erzeugen kann. Im Allgemeinen liegt der statische Druck einer AC-FFU bei etwa 300 Pa und der einer EC-FFU zwischen 500 und 800 Pa. Bei einer bestimmten Luftgeschwindigkeit berechnet er sich wie folgt: Gesamtdruck (TSP) = externer statischer Druck (ESP, der von der FFU erzeugte statische Druck zur Überwindung des Widerstands externer Rohrleitungen und Rückluftkanäle) + Filterdruckverlust (der Filterwiderstand bei dieser Luftgeschwindigkeit).

6) Lärm

Der allgemeine Geräuschpegel liegt zwischen 42 und 56 dBA. Bei der Verwendung ist auf den Geräuschpegel bei einer Luftgeschwindigkeit von 0,45 m/s und einem externen statischen Druck von 100 Pa zu achten. Bei FFUs gleicher Größe und Spezifikation ist der Geräuschpegel der EC FFU um 1–2 dBA niedriger als der der AC FFU.

7) Vibrationsrate: im Allgemeinen weniger als 1,0 mm/s.

8) Grundlegende Abmessungen der FFU

Basismodul (Mittellinienabstand zwischen den Deckenbalken) FFU Gesamtgröße (mm) Filtergröße (mm)
Metrische Einheit (mm) Englische Einheit (ft)
1200*1200 4x4 1175*1175 1170*1170
1200*900 4*3 1175*875 1170*870
1200*600 4*2 1175*575 1170*570
900*600 3*2 875*575 870*570
600*600 2*2 575*575 570*570

Anmerkungen:

① Die oben genannten Breiten- und Längenmaße werden von verschiedenen Herstellern im In- und Ausland häufig verwendet, wobei die Dicke von Hersteller zu Hersteller variiert.

②Zusätzlich zu den oben genannten Grundabmessungen können auch Sonderanfertigungen vorgenommen werden. Im Hinblick auf Lieferzeit und Preis ist es jedoch nicht ratsam, auf Standardabmessungen zurückzugreifen.

Lüfterfiltereinheit FFU
Edelstahl FFU

9) HEPA/ULPA-Filtermodelle

EU EN1822

USA IEST

ISO14644

FS209E

H13

99,99 % bei 0,3 µm

ISO 5 oder niedriger Klasse 100 oder niedriger
H14 99,999 % bei 0,3 µm ISO 5-6 Klasse 100-1000
U15 99,9995 % bei 0,3 µm ISO 4-5 Klasse 10-100

U16

99,99995 % bei 0,3 µm

ISO 4 Klasse 10

U17

99,999995 % bei 0,3 µm

ISO 1-3 Klasse 1

Anmerkungen:

① Der Reinraumgrad hängt von zwei Faktoren ab: der Filtereffizienz und dem Luftwechsel (Zuluftvolumen). Selbst bei zu geringem Luftvolumen kann mit hocheffizienten Filtern der entsprechende Reinraumgrad nicht erreicht werden.

② Die oben genannte Norm EN1822 ist derzeit in Europa und Amerika weit verbreitet.

2. FFU-Auswahl

FFU-Lüfter können zwischen AC-Lüftern und EC-Lüftern ausgewählt werden.

1) Auswahl des Klimaanlagenlüfters

AC FFU wird über eine manuelle Schaltersteuerung bedient, da die Anfangsinvestition relativ gering ist; wird häufig in Reinräumen mit weniger als 200 FFUs eingesetzt.

2) Auswahl des EC-Lüfters

EC FFU eignet sich für Reinräume mit einer großen Anzahl von FFUs. Es nutzt Computersoftware zur intelligenten Überwachung des Betriebszustands und zur Erkennung von Störungen jeder einzelnen FFU und senkt so die Wartungskosten. Jedes Software-Set kann mehrere Hauptgateways steuern, und jedes Gateway kann bis zu 7935 FFUs ansteuern.

EC-FFUs können im Vergleich zu AC-FFUs über 30 % Energie einsparen, was für eine große Anzahl von FFU-Systemen eine erhebliche jährliche Energieeinsparung bedeutet. Gleichzeitig zeichnen sich EC-FFUs durch einen geringen Geräuschpegel aus.

HEPA-Lüfterfiltereinheit
Stahl FFU

Veröffentlichungsdatum: 18. Mai 2023