21. September 2011

Reinraumbelüftung mit FFU Filter Fan Units

Filter Fan Units (FFU) werden in Reinräumen eingesetzt, um auch kleinste lokale Bereiche einer gewünschten Reinheitsklasse zuzuführen. Bei solchen, kleinsten LF-Bauteilen handelt es sich jeweils um selbständige Reinraum-Module, die genau dort zum Einsatz kommen, wo sie benötigt werden.

FFU zur lokalen Erhöhung der Reinheitsklasse (Foto: Fa. Imtech)

Idee und Ziel

Filter Fan Units verfügen über Vor-Filter und Ventiltoren sowie über sogenannte HEPA-Filter, die besonders für die Luftreinigung zuständig sind. Der Vorteil einer solchen Reinraumbelüftung mittels FFU Filter Fan Units (FFU) besteht darin, dass sich lokal an den jeweils gewünschten Orten und speziellen Stellen eine höhere partikuläre Reinheit herstellen lässt – unabhängig davon, welche Reinraumklasse dem Raum im allgemeinen zugrunde liegt.

Erreichen lassen sich solche lokalen Sonderbereiche partikulärer Reinheit durch spezielle, stationäre Einbauten der Filter Fan Units (FFU). Nur wenn sich der Einbau solcher FFU-Filter als nicht möglich oder wenig zweckmäßig herausstellt, müssen andere Alternativen angedacht werden, wie etwa der Einsatz von mobilen Reinraumkabinen oder sogenannten Reinraumzelten.

Filter Fan Units – Wirkprinzip

Filter Fan Units (FFU) zeichnen sich durch ihre Besonderheit aus, verschiedene Reinraum-Milieus innerhalb einer übergeordneten Reinraumumgebung schaffen zu können. Dabei werden allerdings stets die Einheiten des jeweiligen Umluft-Betriebes zugrunde gelegt und dann – je nach individuellen Vorgaben für das spezielle Einsatzgebiet – die Zugabe von Frischluft erfolgt.

Damit die notwendige Regulierung des Drucks innerhalb des Reinraums erfolgen kann, wird eine spezielle Abluftanlage mit Abluftmenge benötigt, die variabel einstellbar ist. Filter Fan Units (FFU) zählen daher zu den besonders flexibel einsetzbaren Mitteln zur Reinraumbelüftung. Allerdings liegen die Einsatzmöglichkeiten innerhalb spezieller, systembedingter Grenzen.

FFU – Aufbau und Funktionsweise

Filter Fan Units folgen in ihrem Aufbau einem relativ identischen Schema. So stehen stets die Zubehörteile im Vordergrund, die aus der speziellen Anordnung von Ventilator und Filter in einem speziellen Gehäuse bestehen. Solche Gehäuse bestehen zumeist aus Edelstahl oder aber auch aus Aluminium und bilden praktisch die Hülle für die vollständig in sich abgeschlossene inhaltliche Einheit. Wahlweise kann zusätzlich ein spezieller Kühler integriert werden. Da auch eine Reduktion der Schall-Emissionswerte erzielt werden muss, werden die Innenwände von Filter Fan Units entsprechend ausgekleidet. Verwendet werden hierzu Stoffe, die über schalldämmende und luftleitende Eigenschaften verfügen. Filter Fan Units verfügen über sogenannte Schlitz-Kassetten, bei der aus der Mitte des Gerätes heraus Luft aus dem Raum angesaugt und anschließend seitwärts über Spezial-Schwebstofffilter wieder eingeführt wird. Die speziell angeordneten Schlitze der Kassette sichern die erwünschten turbulenten Luftströmungen.

Filter Fan Unit zum Einbau in Deckensysteme (Foto: Fa. Envair)

Umluft-FFU im Einsatz

Bei Umluft-Filter Fan Units werden beispielsweise Hochleistungs-Schwebstofffilter der Klassen H13 bis U17 eingesetzt, entsprechend der Reinraumklassen 5,4,3 und 2 (siehe auch HEPA-Filterklassen weiter unten). Der Wechsel der Filter gestaltet sich äußerst unkompliziert und kann so durchgeführt werden, dass die Positionierung der Filteranlagen nicht verändert werden muss. Sofern im jeweiligen Gehäuse zusätzlich ein Kühler integriert wurde, lässt sich die rückströmende Luft herunterkühlen. Der Kühler garantiert aufgrund seiner Eigenschaften und Bauweise eine gleichmäßige Anströmung des Umluftstroms. Zusätzlich wird eine Kühlung gewährleistet, die trocken und kondensatfrei ist.

FFU-Kompatibilität

Filter Fan Units können in alle gängigen Raumdecken-Systeme eingesetzt werden. Hersteller legen Wert auf Abmessungen, die sich kompatibel zu den jeweiligen Deckensystemen zeigen. Damit lassen sich praktisch alle üblichen Systeme der Raumdecken mit Filter Fan Units ausstatten. Zusätzlich bietet der Fachhandel individuelle Anfertigungen in ganz unterschiedlichen Materialien. Möglich sind auch divergente Konfigurationen – soweit diese im machbaren Bereich der entsprechenden Fabrikate liegen (siehe auch Beispielkonfigurationen weiter unten).

Einsatzgebiete

Filter Fan Units (FFU) kommen besonders häufig im Bereich Mikroelektronik zum Einsatz, da sie auch in kompletten Reinräumen für eine entsprechende Belüftung sorgen. Darüber hinaus finden Filter Fan Units in folgende Gebieten Verwendung:

Halbleiterindustrie
Mikroelektronik
Mikrosystemindustrie
Feinwerktechnik
Lebensmittelindustrie
Pharmazie
Medizin
Optik
Steril-Technik
Biotechnologie
Chemie

Filterklassen

Gemäß europäischer Normierung nach EN 1822-1:2009 sind die Filterklassen E10-E12 (EPA), H13–H14 (HEPA) und U15–U17 (ULPA) definiert.
Für den zugrunde liegenden Abscheidegrad wird dabei zwischen der Gesamteffizienz des Filters und der schlechtesten lokalen Stelle unterschieden.

Abscheidegrade der Filterklassen EN 1822-1:2009 (Tabelle: S&R)

HINWEIS: Auch wenn eine Zuordnung zwischen Filterklasse und Reinraumklasse möglich ist, muss diese nicht unbedingt gültig sein, da andere Faktoren wie Luftwechselzahl, Durchströmung, Belastung, usw. ebenfalls einen Einfluss auf die erreichbare Reinraumklasse haben.