Maximale luchtzuiverheid bij minimaal energieverbruik

In 2010 lag het eindenergieverbruik in Duitsland op ongeveer 9.000 Petajoule (= 2.500 Terawattuur). Daarvan is naar schatting alleen al 120 Terawattuur per jaar gebruikt voor de klimaatbeheersing van cleanrooms. Het doel van het nieuwe onderzoeksproject “EnEff: Reine Räume” aan de faculteit Gebouwen-Energie-Systeme/Hermann-Rietschel-Instituut onder leiding van Prof. Dr.-Ing. Martin Kriegel is om deze energie-inzet tot een minimum te beperken, terwijl de maximale luchtzuiverheid behouden blijft. Het project wordt gefinancierd met ongeveer een miljoen euro door het Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi).

Cleanrooms worden overal gebruikt waar onder stof- en kiemvrije omstandigheden gewerkt en geproduceerd moet worden. Dit is onder andere het geval in de farmaceutische industrie, de halfgeleiderindustrie, de optiek- en laser technologie of de genetica en biotechnologie. In een cleanroom is de concentratie van luchtgedragen deeltjes zo laag als nodig of mogelijk is.

De huidige normen stellen hoge eisen aan de klimaatbeheersing van de betreffende beschermingsgebieden. “Maar de kennis over het gedrag van luchtstromingen in ruimtes is tot nu toe niet voldoende onderzocht. Vooral de complexe wisselwerking van verschillende stromingsvormen in cleanrooms is grotendeels onbekend. Er zijn ook geen wetenschappelijke onderzoeken gedaan naar hoe cleanrooms energiezuinig kunnen worden geventileerd”, schetst Prof. Dr.-Ing. Martin Kriegel de kennislacunes die binnen het kader van het project worden aangepakt.

Martin Kriegel en zijn team zullen nu verschillende ventilatieconcepten onderzoeken, bijvoorbeeld de plaatsing van toevoer- en afvoerlucht, luchtvolumes, constructie van de uitlaat, keuze en grootte van verwarmings- en koelingsoppervlakken met betrekking tot hun reinheid, thermisch comfort en energie-efficiëntie. Het doel van het onderzoek is om energiezuinige ventilatieconcepten te definiëren voor cleanrooms in de gezondheidszorg en de industriële productie, die toch voldoen aan de hoge eisen voor kiem- en stofvrijheid, terwijl de benodigde luchtvolumes sterk worden verminderd.

Het onderzoekslaboratorium dat voor de onderzoeken nodig is, wordt multifunctioneel opgebouwd aan het Hermann-Rietschel-Institut van de TU Berlin. De ruimtelijke configuratie dekt ongeveer 90 procent van de in de praktijk geïnstalleerde gevallen van “Cleanrooms” af. Deze onderzoeks-cleanroom aan de TU Berlin is daarmee uniek in Duitsland.