DE19807889C1 - Verfahren und Einrichtung zur Regelung eines Abluftstromes - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Regelung eines AbluftstromesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen
zur Regelung eines Abluftstromes in Produktionsräumen in
denen mehrere separate Abluftströme über einzelne Abluft
kanäle in mindestens einen Sammelkanal einmünden und
abgeleitet werden mit den in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2
bzw. 5 und 8 angegebenen Merkmalen.
Nach dem Stand der Technik gibt es verschiedene Lösungen
zur Regelung eines Abluftstromes bzw. mehrerer Abluft
ströme. Grundsätzlich ist dabei zu unterscheiden zwischen
den Systemen, bei denen die separaten Abluftströme unre
gelmäßig, d. h. je nach Bedarf, zu- oder abgeschaltet
werden und Systemen, bei denen die separaten Abluftströme,
z. B. aus Sicherheitsgründen, permanent anliegen.
Die EP 0 667 495 A1 gibt eine Laborbe- und entlüftungs
anlage an, bei der mehrere Luftverbraucher, z. B. Abzüge
oder belüftete Sehränke, angeschlossen sind. Ein Zuluft
strang ist mit einer Zuluftregeleinrichtung zum Regeln der
zugeführten Luftmenge versehen. Die Luftverbraucher sind
jeweils mit einem eigenen Abluftregler versehen und etwa
auf gleichen Druckverlust eingestellt, so daß sie mit
einem einzigen Abluftstrang verbunden werden können. Lin
Lüftungsregler, an dem die Werte der Luftmengen aller
Luftverbraucher liegen, bildet daraus eine Stellgröße für
die Zuluftregeleinrichtung des Zuluftkanals, so daß jeder
zeit die zugeführte Zuluftmenge der von den Luftverbrau
chern benötigten Abluftmenge entspricht.
Die Systeme bei denen die Abluftströme verschiedener
Quellen permanent anliegen, haben meist keine besondere
Regelung. Derartige Systeme werden insbesondere in Produk
tionsräumen mit Maschinen eingesetzt, in denen mit sensi
blen Gassen oder Flüssigkeiten bzw. Dämpfen sowie Stäuben
gearbeitet wird. Diese sensiblen Stoffe können toxisch,
korrosiv oder brennbar sein. Derartige Produktionsräume
gibt es beispielsweise in der Mikroelektronik. Dort stehen
in meist großen Hallen eine Vielzahl von Maschinen. Diese
sind grundsätzlich so konzipiert, daß die sensiblen Gase
oder Flüssigkeiten bzw. Dämpfe nicht in die Umgebung
gelangen können. Dennoch gibt es in der Praxis geringfügi
ge Leckagen oder die Gefahr dafür. Zum Schutz des Bedie
nungspersonals wie auch der gesamten Produktionseinrich
tung wird nach dem Stand der Technik jede einzelne der
betreffenden Maschinen mit einem Spülluftschleier umgeben
der permanent als Abluft abgesaugt wird. Bei entsprechend
großen Produktionsräumen mit einer Vielzahl von Maschinen
müssen dann erhebliche Abluftmengen meist in die Atmosphä
re abgeführt werden. Da in der Regel auch noch ein gleich
mäßiger Luftstrom ohne Wirbelbildung gefordert wird, sind
zur Steuerung des Abluftstromes aufwendige vorzugsweise
flächige Luftzuführungen und räumlich große Abluftleitun
gen erforderlich. Die Abluftleitungen können dabei Quer
schnitte von über 1 m2 aufweisen. Teilweise liegen auch
mehrere Abluftleitungen parallel.
Danach erfordern die Lösungen des Standes der Technik
einen sehr hohen Raumbedarf um die großen permanenten
Abluftmengen abzuführen sowie hohe Investitionen. In der
Folge sind auch erhebliche elektrische Leistungen zur
Erzeugung des Zuluft- bzw. Abluftstromes erforderlich.
Der Erfindung liegt damit als Aufgabe zugrunde, ein Ver
fahren und eine Einrichtung zur Regelung eines Abluft
stromes der eingangs genannten Art anzugeben, die den
technischen, räumlichen und ökonomischen Aufwand einer
derartigen Anlage wesentlich senken.
Die Erfindung löst die Aufgabe für das Verfahren durch die
im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkma
le. Der Anspruch 2 löst die Aufgabe für ein Verfahren bei
dem der Abluftstrom vor der Ableitung in die Atmosphäre
zusätzlich gereinigt wird bzw. gereinigt werden kann.
Die Aufgabe für die Einrichtung wird durch die im kenn
zeichnenden Teil des Anspruchs 5 genannten Merkmale ge
löst. Der Anspruch 8 löst die Aufgabe für eine Einrichtung
bei der der Abluftstrom vor der Ableitung in die Atmosphä
re zusätzlich gereinigt wird bzw. gereinigt werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet und werden
nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten
Ausführung der Erfindung, einschließlich der Zeichnung,
näher dargestellt.
Der Kern der Erfindung besteht darin, daß die Lösung des
Standes der Technik verlassen wird, wonach stets die
Abluftmenge der Summe aller maximalen Abluftströme der
Abluftquellen entsprechen muß. Nach den Regeln der Wahr
scheinlichkeit, in Verbindung mit dem heute erreichten
Grad der Sicherungstechnik für Maschinen mit sensiblen
Medien, ist es praktisch ausgeschlossen, daß gleichzeitig
alle Maschinen einer größeren Produktionseinrichtung aus
dem Normalzustand in einen Gefahrenzustand fallen.
Die Erfindung gibt eine Lösung an, wonach ein Spülluft
strom für die einzelnen Maschinen auf ein real vertret
bares Minimum eingestellt wird und der die Maschine ver
lassende separate Abluftstrom auf spezifische Prozeßme
dien, d. h. auf solche Medien, die in der Maschine anlie
gen, überprüft wird. Erst dann, wenn die Überprüfung eine
Überschreitung eines vorgegebenen zulässigen maximalen
Wertes der Konzentration des spezifischen Prozeßmediums
signalisiert, wird nur der Abluftstrom für diese einzelne
Maschine auf einen maximalen Wert eingestellt.
In der Praxis kann der minimale Abluftstrom auf 20 bis 80%
eingestellt werden. In der Folge kann erfindungsgemäß auch
der Querschnitt der Sammelleitung für den Gesamt-Abgas
strom in entsprechender Weise ausgelegt werden, der we
sentlich unterhalb der Summe aller maximalen einzelnen Ab
luftströme, die gleichzeitig durch alle einzelnen Abluft
kanäle geleitet werden können, liegt.
Bei der Lösung nach Anspruch 2 wird der Abluftstrom nur
dann über eine Reinigungsanlage geleitet, wenn nachweis
lich eine bestimmte vorgegebene Konzentration der kon
trollierten Prozeßmedien nachgewiesen wird. Damit wird der
Aufwand für die Wartung der meist sehr aufwendigen Reini
gung wesentlich verringert werden.
Die wesentlichen Vorteile der Erfindung insgesamt bestehen
darin, daß die gesamte Zu- und Abluftanlage räumlich und
leistungsmäßig erheblich minimiert werden kann. Bei Ein
haltung weiterhin hoher Sicherheitsforderungen können
erfindungsgemäß Verringerungen des Gesamt-Abluftstromes
auf die Hälfte bis zu 20% realisiert werden.
Andererseits wird jede einzelne Maschine in effektiver
Weise ständig auf Leckagen überwacht. Die hohe Effektivi
tät dieser Überwachung ergibt sich daraus, daß die Konzen
tration eines Prozeßgase in dem erfindungsgemäßen mini
mierten Abluftstrom wesentlich höher ist und damit ein
Prozeßgas wesentlich einfacher nachweisbar ist, als bei
einem maximalen Abluftstrom. Vorzugsweise in der Mikro
elektronik können Lecks verschiedener Art auch zu Produk
tionsstörungen führen, die oftmals nur schwer ermittelt
werden können. Durch die erfindungsgemäße Überwachung
jeder einzelnen Maschine von einer parallel arbeitenden
Vielzahl kann die Maschine mit dem Leck sehr schnell
eliminiert und gewartet bzw. repariert werden.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbei
spiel näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einer
Einrichtung zur Regelung der Abluftströme in einer Produk
tionsstätte der Mikroelektronik.
Die Zeichnung zeigt eine Einrichtung 1 und eine Einrich
tung 2 als Beispiele einer Vielzahl von Einrichtungen
einer Fertigungsstätte der Mikroelektronik, die die Zahl
100 überschreiten kann. Die Einrichtungen 1 und 2 sind an
eine in der Zeichnung nicht dargestellte Spülluftzuführung
angeschlossen und ummantelt, so daß der jeweilige Abluft
strom über die einzelnen Abluftkanäle 3 bzw. 4 konzen
triert abgeleitet werden kann. Erfindungsgemäß ist in
jedem Abluftkanal 3 bzw. 4 ein Sensor 7 bzw. 8 einer
entsprechenden Meßeinrichtung 5 bzw. 6 vorhanden. Das
Meßsignal der jeweiligen Meßeinrichtung 5 bzw. 6 wird dem
zugehörigen Regler 9 bzw. 10 zugeleitet, der entsprechend
seiner Programmierung das Signal auswertet und im Falle
der Überschreitung der zulässigen Konzentration eines
Prozeßmediums die Drosselklappe 11 bzw. 12 öffnet. Die
Abluftkanäle 3 bzw. 4 münden in einen Sammelkanal 13.
Verfahrensgemäß befinden sich im Normalbetrieb die Dros
selklappen 11 und 12 in der dargestellten Ruhestellung,
bei der ein minimierter Abluftstrom den Abluftkanal 3
durchströmt. Dabei wird der Abluftstrom über einen ent
sprechenden Unterdruck in der Sammelleitung 13 erzeugt.
Die Zuführung der Spülluft zur Einrichtung 1 erfolgt aus
der Raumluft, die ihrerseits als laminarer vertikaler
Luftstrom über die Decke dem Raum zugeführt wird.
Der minimierte Abluftstrom im Abluftkanal 3 wird empirisch
für die spezifische einzelne Einrichtung 1 festgelegt.
Dabei ist der Abluftstrom, d. h. dessen Unterdruck, so
groß, daß mit Sicherheit jede Leckage über den zugehörigen
Abluftkanal 3 abgeführt wird und nicht in den Raum gelan
gen kann. Die Spülluft strömt weitgehend allseitig in das
Gehäuse um der Einrichtung 1 ein und gelangt als Abluft
ausschließlich über den Abluftkanal 3 in den Sammelkanal
13. Dabei passiert der Abluftstrom den Sensor 7, der
spezifisch an das mögliche Prozeßgas angepaßt ist. Erfor
derlichenfalls können auch mehrere Sensoren 7 für mehrere
spezifische Prozeßgase in den Abluftkanal 3 eingesetzt
werden.
Sollte in der Einrichtung 1 ein Leck auftreten und das
entsprechende Prozeßgas austreten so wird dieses zwangs
weise am Sensor 7 vorbei geleitet. Sofort nach Überschrei
tung einer vorgegebenen Konzentration des Prozeßgases im
Abluftstrom betätigt der Regler 9 die Drosselklappe 11
derart, daß ein maximaler Vollast-Abluftstrom eingestellt
wird. Gegebenfalls kann gleichzeitig auch Alarm ausgelöst
werden und/oder die Einrichtung abgeschaltet werden.
Durch diese Regelung wird mit hoher Sicherheit gewähr
leistet, daß kein Prozeßmedium ungewollt in den Arbeits
raum gelangt und das Betriebspersonal geschädigt wird.
Andererseits kann die Sammelleitung 13 wesentlich geringer
dimensioniert werden als nach dem Stand der Technik, da
nach der realen Wahrscheinlichkeit von 100 Einrichtungen 1
bis n gleichzeitig nur eine Einrichtung n' ein Leck auf
weisen wird.
Wenn die Sammelleitung 13 z. B. für 10 Vollast-Abluftströme
und entsprechend 90 Minimal-Abluftströme auslegt wird, ist
praktisch eine 10-fache Sicherheit gewährleistet. Neben
der erheblichen Raumeinsparung, treten Einsparungen von
einmaligen Investitionen und dauerhaften Energieaufwendun
gen. Von besonderer Bedeutung ist auch der weitere wesent
liche Effekt, wonach sofort die spezifische Einrichtung n'
ermittelt wird, bei der ein Defekt aufgetreten ist.
Nicht dargestellt ist in der Zeichnung die Lösung nach
Anspruch 2, bei der der Abluftstrom des einzelnen Abluft
kanals 3 im Falle der Signalisierung eines Prozeßgases im
Abluftstrom in eine Abluft-Reinigungsanlage umgeleitet
wird. In diesem Fall befindet sich vor dem Eintritt des
Abluftkanals 3 in die Sammelleitung 13 ein entsprechendes
Ventil. Erst der gereinigte Abluftstrom wird wieder in die
Sammelleitung 13 und nachfolgend in die Atmosphäre gelei
tet.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das be
schriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es ohne
weiteres möglich, eine andere Zuluftzuführung zu wählen,
die Einrichtungen 1 bis n gruppenweise zur Sammelleitung
13 zu positionieren oder andere für den Fachmann wählbare
Einrichtungen zur Veränderung des Abluftstromes zu ver
wenden als die Drosselklappen 1 bis n.
Insbesondere ist die Anwendung der Erfindung nicht auf die
Mikroelektronik begrenzt, sondern kann in allen Industrie
bereichen, einschließlich der Forschung, angewendet wer
den, bei denen mehrere Abluftströme in eine Sammelleitung
abgeführt werden.
1
Einrichtung
2
Einrichtung
3
Abluftkanal
4
Abluftkanal
5
Meßeinrichtung
6
Meßeinrichtung
7
Sensor
8
Sensor
9
Regler
10
Regler
11
Drosselklappe
12
Drosselklappe
13
Sammelleitung
Claims (9)
1. Verfahren zur Regelung eines Abluftstromes in Produk
tionsräumen, wobei mehrere Spülluftströme als separate
Abluftströme über einzelne Abluftkanäle in mindestens
einen Sammelkanal einmünden, dadurch gekennzeichnet,
daß
- 1. der einzelne separate Abluftstrom im Normalbetrieb auf einen Minimalwert eingestellt wird,
- 2. daß die einzelnen Abluftströme auf spezifische Prozeßmedien überprüft werden, und
- 3. daß, bei Überschreitung eines vorgegebenen Grenz wertes für den zulässigen Anteil der überprüften Prozeßmedien in einem einzelnen Abluftstrom, die ser Abluftstrom auf einen Maximalwert erhöht wird.
2. Verfahren zur Regelung eines Abluftstromes in Produk
tionsräumen, wobei mehrere Spülluftströme als separate
Abluftströme über einzelne Abluftkanäle in mindestens
einen Sammelkanal einmünden, mit mindestens einer
Reinigungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß
- 1. daß die einzelnen Abluftströme auf spezifische Prozeßmedien überprüft werden und im Falle der Unterschreitung eines der für jeden einzelnen Abluftstrom vorgegebenen Grenzwerte für den zu lässigen Anteil der Prozeßmedien unter Umgehung der Reinigungsanlage in den Sammelkanal einmünden und
- 2. daß bei Überschreitung eines der vorgegebenen Grenzwerte für den zulässigen Anteil der überprüf ten Prozeßmedien in dem einzelnen Abluftstrom, dieser Abluftstrom oder der gesamte Abluftstrom über die Reinigungsanlage geleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß als Prozeßmedien in einem separaten Abluft
strom jeweils spezifisch, je nach den eingesetzten
Prozeßmedien, einzelne oder mehrere Medien überprüft
werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Prozeßmedien toxische, kor
rosive oder brennbare Medien überprüft werden.
5. Einrichtung zur Regelung eines Abluftstromes in Pro
duktionsräumen, wobei mehrere Spülluftströme als sepa
rate Abluftströme über einzelne Abluftkanäle in minde
stens einen Sammelkanal einmünden, dadurch gekenn
zeichnet, daß
- 1. die einzelnen Abluftkanäle (3, 4) mindestens je einen Sensor (7, 8) einer Meßeinrichtung (5, 6) zur Bestimmung spezifischer Prozeßmedien aufwei sen,
- 2. daß ein Regler (9, 10) vorhanden ist, der durch ein Signal von der Meßeinrichtung (5, 6) angesteu ert werden kann und
- 3. daß Mittel vorhanden sind, mit denen der einzelne Abluftstrom auf einen minimalen und einen maxima len Wert eingestellt werden kann, wobei im Ruhezu stand, wenn der zulässige Anteil der Prozeßmedien im einzelnen Abluftstrom unterschritten wird, der minimale Wert eingestellt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sammelkanal (13) so bemessen ist, daß die
maximale Abluftmenge, die je Zeiteinheit durch den
Sammelkanal (13) geleitet werden kann, 20 bis 80% der
Summe aller maximalen einzelnen Abluftmengen beträgt,
die gleichzeitig durch alle einzelnen Abluftkanäle (3,
4) geleitet werden können.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Mittel zur Erhöhung des Abluftstro
mes in einem einzelnen Abluftkanal (3, 4) Leistungs
regler für den Ablufterzeuger und/oder Drosselklappen
(11, 12) vorhanden sind.
8. Einrichtung zur Regelung eines Abluftstromes in Pro
duktionsräumen, wobei mehrere Spülluftströme als sepa
rate Abluftströme über einzelne Abluftkanäle in minde
stens einen Sammelkanal einmünden, dadurch gekenn
zeichnet, daß
- 1. die einzelnen Abluftkanäle (3, 4) mindestens je einen Sensor (7, 8) einer Meßeinrichtung (5, 6) zur Bestimmung spezifischer Prozeßmedien aufwei sen,
- 2. daß ein Regler (9, 10) vorhanden ist, der durch ein Signal von der Meßeinrichtung (5, 6) angesteu ert werden kann und
- 3. daß Mittel vorhanden sind, mit denen der einzelne Abluftstrom oder der gesamte Abluftstrom über eine Reinigungsanlage umgeleitet werden kann, wenn ein vorgegebenen Grenzwert für den Anteil der Prozeß medien im einzelnen Abluftstrom überschritten wird.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß in den Abluftkanälen (3, 4) Senso
ren (7, 8) von Meßeinrichtungen (5, 6) für die jeweils
möglichen unterschiedlichen Prozeßmedien vorhanden
sind, deren Meßergebnisse gemeinsam in einer zentralen
Regeleinrichtung ausgewertet werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19807889A DE19807889C1 (de) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | Verfahren und Einrichtung zur Regelung eines Abluftstromes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19807889A DE19807889C1 (de) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | Verfahren und Einrichtung zur Regelung eines Abluftstromes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19807889C1 true DE19807889C1 (de) | 1999-09-09 |
Family
ID=7858852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19807889A Expired - Fee Related DE19807889C1 (de) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | Verfahren und Einrichtung zur Regelung eines Abluftstromes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19807889C1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1614975A2 (de) * | 2004-07-10 | 2006-01-11 | Gebrüder Trox, Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Volumenstromregler, insbesondere für klima- und lüftungstechnische Anlagen |
CN112556119A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-26 | 安徽信息工程学院 | 一种工厂智能排风***及控制方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0667495A1 (de) * | 1994-01-28 | 1995-08-16 | WALDNER LABOREINRICHTUNGEN GmbH & Co. | Laborbe- und -entlüftungsanlage |
-
1998
- 1998-02-25 DE DE19807889A patent/DE19807889C1/de not_active Expired - Fee Related
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