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In Branchen mit hohen Reinheitsanforderungen wie der Lebensmittelverarbeitung, der Elektronikfertigung und der pharmazeutischen Produktion müssen in einigen Produktionsschritten nicht nur staubfreie Reinräume gewährleistet werden, sondern es entstehen auch Schadstoffe wie Öldämpfe (z. B. beim Backen von Lebensmitteln, beim Schweißen elektronischer Bauteile usw.). Als wichtiger Zugang zu Reinräumen ist der koordinierte Betrieb von Luftduschen und Rauchabzugsanlagen entscheidend für die Sicherheit der Produktionsumgebung. In der Praxis treten jedoch häufig Probleme auf, beispielsweise wenn die Reinigungswirkung der Luftdusche durch Öldämpfe beeinträchtigt wird oder die Rauchabsaugung nicht den Standards entspricht. Wie lässt sich also die Koordination zwischen Reinraum- und Öldämpfung durch Luftduschen-Rauchabzugsanlagen sicherstellen, um die Sicherheit der Produktionsumgebung zu gewährleisten?
Kernlogik und Umsetzungsansätze der koordinierten Operation
Die Kernlogik für die Rauchabsaugung von Luftduschen zur Koordination von Reinraum und Öldämpfen besteht in der Anwendung eines kombinierten Systems aus „Zonenreinigung + Luftstromkoordination + intelligenter Regelung“. Dieses System gewährleistet nicht nur die staubfreie Vorbehandlung von Personal und Material durch die Luftduschen, sondern auch die effiziente Erfassung und Reinigung der Produktionsöldämpfe mittels der Rauchabsaugventilatoren. Gleichzeitig werden gegenseitige Beeinträchtigungen der Luftströme vermieden, wodurch letztendlich die beiden Ziele – die Einhaltung der Reinraum-Umgebungsstandards und die Einhaltung der Grenzwerte für Öldämpfe – erreicht werden. Dies lässt sich insbesondere durch folgende drei Aspekte fördern:
1. Systemlayout und Luftstromorganisation optimieren
Die Luftströmungsstörung zwischen Luftduschen und Rauchabzugsventilatoren ist der Hauptfaktor, der die Koordinationswirkung beeinträchtigt. Daher ist eine wissenschaftliche Planung hinsichtlich räumlicher Anordnung und Luftströmungsrichtung erforderlich. Bezüglich der Anordnung sollte der Lufteinlass des Rauchabzugsventilators exakt auf die Quelle der Öldämpfe (z. B. Backöfen, Schweißstationen) ausgerichtet sein, um eine „nahe Absaugzone“ zu schaffen und so die Ausbreitung der Öldämpfe in den Reinraum zu minimieren. Die Luftdusche sollte in einem separaten Kanal am Eingang des Reinraums installiert werden, der an beiden Enden mit abgedichteten Türen versehen ist, um Konvektion zwischen dem Luftstrom des Rauchabzugsventilators und der Luftdusche zu vermeiden. Hinsichtlich der Luftströmungsrichtung sollte die Luftdusche eine vertikale „Top-Down“-Zufuhr nutzen und die gereinigte Luft durch einen hocheffizienten HEPA-Filter abgeben, um Staub von Personen und Materialien gründlich zu entfernen. Die Luft wird über den Abluftauslass zurückgeführt und gefiltert, wodurch ein geschlossener Kreislauf entsteht. Der Rauchabzugsventilator arbeitet im kombinierten Modus „seitliche Absaugung + Abluft nach unten“ und nutzt Unterdruck, um Öldämpfe präzise abzusaugen und deren Ausbreitung in den Luftduschenbereich zu verhindern. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass sich der gesamte Reinraum in einem leicht positiven Druckbereich befindet und der Sammelbereich des Rauchabzugsventilators in einem leicht negativen Druckbereich liegt. Durch den Druckunterschied entsteht eine Luftbarriere, die das Eindringen von Öldämpfen in den Reinraum zusätzlich verhindert.
2. Technische Parameter der Streichholzreinigung
Die Reinigungsleistung von Luftduschen und Rauchabzugsventilatoren muss präzise auf die Schadstoffbelastung des Produktionsszenarios abgestimmt sein, um eine verminderte Reinigungswirkung durch nicht abgestimmte Parameter zu vermeiden. Bei Luftduschen ist der entsprechende HEPA-Filter (z. B. H13, H14) entsprechend der Reinheitsklasse des Reinraums (z. B. Klasse 100, Klasse 1000, Klasse 10000) auszuwählen. Gleichzeitig ist die Luftzufuhrgeschwindigkeit auf 20–30 m/s einzustellen, um eine ausreichende Spülkraft zur Staubentfernung zu gewährleisten. Die Luftduschendauer sollte auf 10–30 Sekunden begrenzt werden, um eine ausreichende Spülung sicherzustellen. Für Rauchabzugsanlagen ist es notwendig, je nach Zusammensetzung der Öldämpfe (z. B. Ölpartikel, organische Abgase) eine geeignete Reinigungstechnologie auszuwählen. Beispielsweise kann ein kombiniertes Verfahren aus elektrostatischer Adsorption und Aktivkohleadsorption eingesetzt werden: Zunächst werden die Ölpartikel in den Öldämpfen mittels elektrostatischer Adsorption entfernt (Abscheidegrad über 95 %). Anschließend werden organische Abgase und Gerüche durch Aktivkohleadsorption gereinigt, um sicherzustellen, dass die Emissionen die Emissionsnormen für Luftschadstoffe erfüllen. Darüber hinaus sollte die Luftmenge des Rauchabzugsventilators entsprechend der Menge der entstehenden Öldämpfe angemessen dimensioniert werden. Üblicherweise wird für Geräte, die Öldämpfe erzeugen, eine Luftmenge von 1000–2000 m³/h benötigt, um einen Austritt von Öldämpfen aufgrund unzureichender Luftmenge zu vermeiden.
3. Aufbau eines intelligenten Regelungssystems
Während des Produktionsprozesses ändern sich die Menge der entstehenden Öldämpfe und die Häufigkeit des Personenein- und -austritts dynamisch. Eine stabile Koordination lässt sich mit festen Parametern nur schwer gewährleisten. Daher ist ein intelligentes Regelsystem zur dynamischen Anpassung erforderlich. Das System erfasst Daten in Echtzeit mittels Sensoren: Staubkonzentrations- und Luftdrucksensoren im Reinraum überwachen Reinheit und Luftdruck in Echtzeit; Öldämpfe messen die Konzentration in Echtzeit im Bereich der Öldämpfe; und Personensensoren im Luftduschenkanal erfassen den Personenein- und -austritt. Basierend auf diesen Daten passt das intelligente System die Betriebsparameter der Anlage automatisch an: Beim Betreten der Luftdusche startet das System automatisch das Luftduschenprogramm und passt die Luftzufuhr an die Personenzahl an; bei steigender Öldämpfe erhöht das System automatisch die Luftmenge und die elektrostatische Adsorptionsspannung des Rauchabzugsventilators, um die Öldämpfe zu erfassen und zu reinigen. Wenn der Luftdruck im Reinraum unter den eingestellten Wert sinkt, passt das System automatisch das Rückluftverhältnis der Luftdusche an, um die Reinluftzufuhr zu erhöhen und einen leichten Überdruck aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig verfügt das System über eine Fehleralarmfunktion. Beispielsweise sendet es bei einem verstopften HEPA-Filter oder nachlassender Reinigungsleistung des Rauchabzugslüfters rechtzeitig ein Alarmsignal, um das Personal zur Wartung und zum Austausch aufzufordern und so den langfristig stabilen Betrieb des Systems zu gewährleisten.
Wichtigste Unterstützung: Tägliches Betriebs- und Wartungsmanagement
Darüber hinaus ist die tägliche Betriebs- und Wartungsverwaltung eine wichtige Voraussetzung für die optimale Koordination. Der HEPA-Filter der Luftdusche muss regelmäßig (in der Regel alle 6–12 Monate) überprüft und ausgetauscht werden. Zuluftkanal und Abluftauslass der Luftdusche müssen regelmäßig gereinigt werden, um Staubablagerungen zu vermeiden. Die elektrostatische Adsorptionsvorrichtung und das Aktivkohlefiltersieb des Rauchabzugsventilators müssen regelmäßig gereinigt und ausgetauscht werden (die elektrostatische Vorrichtung alle 1–2 Monate, das Aktivkohlefiltersieb alle 3–6 Monate), um die Reinigungsleistung der Öldämpfe aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig ist es notwendig, ein Betriebs- und Wartungsprotokoll zu führen, in dem Betriebsparameter der Geräte, Wartungszeiten und weitere Informationen erfasst werden. Diese Daten dienen als Grundlage für die Systemoptimierung.
Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der koordinierte Betrieb von Rauchabsaugventilatoren in Luftduschen keine einfache Überlagerung der Geräte darstellt. Nur durch eine umfassende Abstimmung von Layoutoptimierung, Parameterabstimmung, intelligenter Regelung sowie standardisiertem Betrieb und Wartung können wir nicht nur eine staubfreie Umgebung im Reinraum gewährleisten, sondern auch eine normgerechte Reinigung und Abfuhr von Öldämpfen erreichen und somit die Sicherheit der Produktionsumgebung doppelt garantieren.
