Kontaktieren Sie Koven Air
Trockenkühlregister für Reinräume
Sensible Kühlung nach ISO 5–8 für Halbleiter- und Präzisionsumgebungen
Im Umluftstrom eines Reinraums der ISO-Klassen 5–8 entzieht das Trockenkühlregistersystem von Koven Air ausschließlich sensible Wärme, ohne Kondensat zu erzeugen. So bleibt die Temperaturregelung vollständig unabhängig von der Entfeuchtung, die das RLT-Gerät für Außenluft (MAU) bereits übernimmt. Die Register werden individuell ausgelegt und nicht ab Lager geliefert. Sie bestehen aus Kupfer oder Edelstahl 304/316L und werden passend zur erforderlichen Anströmgeschwindigkeit, zum wasserseitigen Druck und zur Reinheitsklasse dimensioniert.
[ INTERAKTIV: KLICKEN, UM DIE ANSICHTEN ZU WECHSELN ]
-
ISO 5–8Kompatibilität mit Reinheitsklassen
-
0 KondensatReiner Kühlbetrieb
-
Cu / 316LRegistermaterialien zur Auswahl
-
13–14°C / 18–20°CTypische Kaltwasser-Vor-/Rücklauftemperatur
-
42.8–54.1%Geringerer Jahresenergieverbrauch als bei Nassregistern*
-
MAU+FFU+DCCEntkoppelte Systemarchitektur
Wenn Standard-RLT-Register die Feuchtestabilität im Reinraum beeinträchtigen
In einem Reinraum-Klimasystem aus MAU+FFU+DCC arbeitet ein Trockenkühlregister (DCC) als Einheit für „ausschließlich sensible Wärme“. Es entzieht der Umluft Wärme mithilfe von Kaltwasser mittlerer Temperatur, dessen Temperatur niemals auf oder unter den Taupunkt des Raums sinkt. Durch diese entscheidende Eigenschaft – die Vermeidung von Kondensation am Register – unterscheidet es sich grundlegend von einem herkömmlichen Nassregister in einem raumlufttechnischen Gerät (RLT-Gerät): Anders als ein Standard-RLT-Register muss es Kondensation gar nicht erst verhindern.
KONTAMINATIONSRISIKO
Typische Kühlregister sind gezielt so ausgelegt, dass sie Kaltwasser mit einer Temperatur am oder unter dem Taupunkt bereitstellen, um der Luft Feuchte zu entziehen. Die unbeabsichtigte Folge: Eine Oberfläche im Luftstrom ist mit stehendem Wasser bedeckt und bietet Mikroorganismen ideale Wachstumsbedingungen – genau das, was Reinraum- und GMP-Programme verhindern sollen[1]. Außerdem koppelt Kondensation die Sollwerte für Temperatur und Luftfeuchte so, dass die Anpassung des einen Werts zulasten des anderen geht. Das ist problematisch, wenn Halbleiterprozesse getrennt feinabgestimmte Sollwerte erfordern.
Die Kontaminationsquelle zu beseitigen, statt am Auslass zusätzliche Filterung vorzusehen, ist die wirksame Lösung zur Kontaminationskontrolle.
13-14°C
VORLAUFWASSER
~2°C
ÜBER DEM TAUPUNKT
Ein Reinraum-DCC arbeitet mit Vorlaufwasser von 13-14°C (etwa 2°C über dem Taupunkt der Rückluft). Dadurch sinkt die Registeroberfläche nie unter den Taupunkt. Die Feuchteregelung übernimmt vollständig das RLT-Gerät für Außenluft (MAU), während das DCC ausschließlich die sensible Last abführt. Ein häufiger Fehler von TGA-Planern ist, die sensible Kühllast eines Reinraums mithilfe von Faustregeln aus der Komfortklimatisierung zu berechnen. Oft wird erst im Verlauf der Planung deutlich, dass eine detaillierte Berechnung erforderlich ist, die Prozesslast, Anzahl der FFU-/HEPA-Filter und Luftwechsel berücksichtigt[2], statt einer groben Schätzung.
HINWEIS ZUR AUSLEGUNG: Ein möglicher Anlass für Missverständnisse sei vorab erwähnt: Obwohl im Regelbetrieb Kondensation vermieden werden soll, empfehlen die Auslegungsspezifikationen eine Kondensatwanne für Fälle, in denen die Luftfeuchte unerwartet stark schwankt oder die Rohrisolierung mangelhaft ist. Das DCC verhindert die häufigsten Kondensationsursachen unter Betriebsbedingungen, aber nicht unbedingt Auslegungsmängel bei der Rohrisolierung oder der Regelung der Wassertemperatur.
FERTIGUNGSSTANDARD
Wir fertigen die Reinraum-DCC-Geräte von Koven Air nach denselben Auslegungsstandards und nicht als abgewandelte handelsübliche Geräte von der Stange, die anschließend für Reinräume weiterverkauft werden. Jedes von uns gefertigte DCC-Gerät durchläuft vor der Herstellung einen eigenen internen Auslegungsprozess und wird vor dem Versand in unserem Labor einem strengen 24-stündigen Alterungstest unterzogen. Dieser konsequent technische Ansatz ermöglicht eine höhere Leistung als bei einem maßgefertigten DCC im Vergleich zu einem RLT-Register, das lediglich passend spezifiziert wurde: Unsere integrierten Auslegungsreserven fließen von der ersten Berechnung an ein.
Individuelle Auslegung prüfen lassen Wenn sich Ihr Projekt in der Phase der Kühllastberechnung befindetIntegration der Reinraumkühlung – Zusammenspiel von DCC, FFU und RLT-Gerät
GRUNDPRINZIPEin DCC arbeitet nie allein. Es ist Teil einer Anordnung aus drei Geräten, von denen jedes genau eine Aufgabe übernimmt. Deshalb ist diese Systemarchitektur jeder einzelnen RLT-Registereinheit überlegen, die alles auf einmal erledigen soll.
Der Abschnitt EN dient wie PROC dem Abgleich mit Ausschreibungsanfragen (RFQ). DCC arbeiten nie allein. Sie sind Teil einer Anordnung aus drei Geräten, von denen jedes genau eine Aufgabe übernimmt. Deshalb ist diese Systemarchitektur jeder einzelnen RLT-Registereinheit überlegen, die alles auf einmal erledigen soll.
Außerhalb von Reinräumen setzen die meisten Anlagen auf ein RLT-Gerät, das alle drei Aufgaben mit einem Register erledigt. Im Reinraum soll genau dieser Ansatz mit nur einem Register durch die entkoppelte Anordnung aus MAU, FFU und DCC ersetzt werden.
Vergleich der Systemarchitekturen
| Funktion | RLT-Gerät mit Einzelregister | MAU+FFU+DCC |
|---|---|---|
| Feuchteregelung | Mit der Kühlung kombiniert | Wird unabhängig vom RLT-Gerät für Außenluft geregelt |
| Temperatur | An den Sollwert gekoppelt | DCC regelt ausschließlich die sensible Kühlung |
| Kondensation | Konstruktionsbedingt vorhanden | Keine bei korrekten Auslegungsreserven |
| Reinheit | Abhängig von der Filterbank | Separate FFU mit HEPA-/ULPA-Filtern |
| Reaktion nach Zonen | Taktung des Gesamtsystems | Unabhängige Regelung nach Zonen |
Auslegungsbereiche für Luft- und Wasserseite
Zum Vergrößern des Diagramms mit der Maus darüberfahren
0,6 – 2.5m/s
Zielwert für die Anströmgeschwindigkeit
Üblicherweise legen wir für die Anströmgeschwindigkeit am Register einen Bereich von 0.6 bis 2,5 m/s zugrunde. Am unteren Ende des Bereichs ist die Wärmeübertragung weniger effizient und die Luftverteilung wird ungleichmäßig. Am oberen Ende kann der Druckverlust etwa 30 Pa oder mehr betragen; außerdem besteht bei hoher Raumluftfeuchte das Risiko, dass Wasser von den Lamellen mitgerissen wird. (Hinweis: Der genaue Bereich kann je nach Hersteller variieren. Die übereinstimmenden Auslegungsempfehlungen der Hersteller helfen jedoch, geeignete Parameter zu bestätigen.)
Zum Vergrößern des Diagramms mit der Maus darüberfahren
0,8 – 1.8m/s
Wasserseitige Strömungsgeschwindigkeit
Wir empfehlen für die wasserseitige Strömungsgeschwindigkeit einen Zielbereich von 0,8-1,8 m/s. Bei niedrigeren Werten ist die Wärmeübertragung des Registers beeinträchtigt, bei höheren kann der wasserseitige Druckverlust zu groß sein (>50 kPa). Dadurch steigen die erforderliche Förderhöhe der Pumpe und das Risiko von Druckstößen beim Anfahren, wenn die Anlage möglicherweise noch nicht entlüftet ist. (Hinweis: Bei der Registerauswahl sind weitere Faktoren zu berücksichtigen. Diese Werte sind Ausgangspunkte und kein abschließendes Ergebnis.) Diese Auswahlkriterien sind nicht willkürlich, sondern bilden die grundlegenden Auslegungsgrenzen, innerhalb derer die Auswahl eines DCC-Registers beginnt. Sie müssen angemessen berücksichtigt werden, damit das Gerät nicht einfach „wie ein Standard-RLT-Gerät“ ausgelegt wird – eine häufige Kritik von TGA-Planern.
HINWEIS ZUR SYSTEMBERECHNUNG: Die Ingenieure von Koven Air berechnen diese Werte vor der Angebotserstellung anhand der Anzahl Ihrer FFU und der Kühllast des Raums. Anders als bei einem Hersteller von Registern für allgemeine Anwendungen werden Anströmgeschwindigkeit und wasserseitige Strömungsgeschwindigkeit gezielt auf Ihren Anwendungsfall abgestimmt und nicht einer allgemeinen Tabelle entnommen.
Auslegungskriterien für ISO-Klassen 5–8 – Passende Registerauswahl für die Reinheitsklasse
EN und PROC. Für die Registerauswahl im Reinraum gibt es keine Lösung, die für alle Fälle passt. Je höher die Reinheitsklasse des Reinraums, desto weniger statischen Druck können die Ventilatoren nach den terminalen Reinraumfiltern noch zur Überwindung des Strömungswiderstands aufbringen. Mit steigender Reinheitsklasse ändern sich daher die Anforderungen an Anströmgeschwindigkeit, Widerstand und Fertigung des Registers. Der auf das Zuluftvolumen angewendete Luftwechsel pro Stunde (ACH) ist meist die entscheidende Spezifikation für diese Auswahl. Die folgende Tabelle ordnet ISO-Klassen 5–8 den ACH- und Filtrationsanforderungen zu und zeigt diese Zuordnung auf einen Blick.
REGISTERAUSWAHLÜBERSICHT
| ISO-Klasse | Grenzwert ≥0,5µm (Partikel/m³) | Frühere US-Norm FS209E | Luftströmungsart | Typischer ACH* | Endfilter |
|---|---|---|---|---|---|
| ISO 5 | 3,520 | Klasse 100 | Unidirektional (geschwindigkeitsbasiert) | 240–480/h | U15/U16 ULPA |
| ISO 6 | 35,200 | Klasse 1.000 | Unidirektional/gemischt | 90–180/h | H14/U15 |
| ISO 7 | 352,000 | Klasse 10.000 | Nicht unidirektional | 30–60/h | H13/H14 |
| ISO 8 | 3,520,000 | Klasse 100.000 | Nicht unidirektional | 5–60/h | H13 |
Die ACH-Werte sind branchenübliche Auslegungsbereiche und keine Vorgabe der ISO 14644. Der endgültige ACH-Wert sollte durch eine raumspezifische TGA-Lastberechnung bestätigt werden. Partikelgrenzwerte gemäß ISO 14644-1:2015[1]. Filterklassen gemäß EN 1822. (H13 99,95 %, H14 99,995 %, U15 99,9995 %, U16 99,99995 %, jeweils für MPPS)[3]. Auch die Luftwechselraten für pharmazeutische Reinräume der WHO/FDA stützen dieselbe Auslegungslogik. (6-20ACH für Klasse D, 20+ für aseptische Bereiche der Klassen B/C)[4].
Der Vorteil sensibler Kühlung für eine stabile Luftfeuchte
Schon eine Abweichung der relativen Luftfeuchte von 1-2 % gegenüber dem Sollwert oder unkontrollierte Feuchteschwankungen, die statische Elektrizität aufbauen, können einen Kontaminationsalarm in der Halbleiterfertigung oder den Verlust einer pharmazeutischen Charge auslösen. Dieses Risiko ist nicht theoretisch, sondern eine direkte Folge davon, Temperatur und Luftfeuchte mit einem einzigen gekoppelten System zu regeln. Eine entkoppelte Regelung ist nicht nur für die Stabilität des Reinraums erforderlich, sondern spart auch erheblich Energie. Eine Studie zum Kalt-Warm-Offset in Reinraumregelsystemen von Halbleiterfabriken ermittelte durch ein entkoppeltes DCC-System eine Verringerung des Jahresenergieverbrauchs um 42,8 % bis 54,1 % gegenüber herkömmlichen, nicht entkoppelten Systemen. Darüber hinaus erwies sich die vollständig entkoppelte Systemarchitektur aus MAU + DCC + FFU als die energie- und kosteneffizienteste[5]. In Studien, die in Energies veröffentlicht wurden, wird angegeben, dass die Reinraumklimatisierung 40-50 % des gesamten Energieverbrauchs einer Halbleiterfabrik ausmacht. Das entkoppelte System amortisiert sich daher über die Betriebskosten der Anlage und nicht allein über die Gerätekosten[6].
42,8–54,1 %
Geschätzter Rückgang des Jahresenergieverbrauchs bei entkoppelter Kühlung mit MAU+FFU+DCC gegenüber einem herkömmlichen, nicht entkoppelten Reinraumkühlsystem
Quelle: Peer-reviewte Studie zum Kalt-Warm-Offset in Klimaregelungssystemen für Halbleiterreinräume – der Wert beschreibt allgemein die Leistung entkoppelter Architekturen und ist keine Messung im Labor von Koven Air.
01. AUSLEGUNG OHNE KONDENSATION
Die Auslegung ohne Kondensation ermöglicht überhaupt erst die Energieeinsparungen. Das Prinzip ist einfach: Ein herkömmlicher Wärmetauscher, der sowohl kühlt als auch entfeuchtet, muss die Luft unter den Taupunkt abkühlen und anschließend wieder auf die gewünschte Temperatur erwärmen. Das verursacht zu Beginn und am Ende des Prozesses einen unnötigen Energieaufwand. Da ein DCC die Luft von vornherein nicht unter den Taupunkt abkühlt, ist kein zweiter Erwärmungsschritt und keine Entfeuchtungsleistung erforderlich. Außerdem wird das Register nicht benetzt und verliert daher keine Wärmeübertragungsleistung durch Verdunstung. Auch der Biofilm auf benetzten Oberflächen, der bei herkömmlichen Nassregister-Rohrlamellen-Konstruktionen Korrosion verursacht, kann sich nicht ansammeln.
Diese Auslegungsreserve ist besonders wichtig in einer Lithografie-Bucht mit 240+ Luftwechseln pro Stunde (ACPH). Bei der enormen Umluftmenge führen Abweichungen von der Spezifikation eines Registers, das nur geringfügig unter seiner vorgesehenen Auslegungsreserve arbeitet, innerhalb von Minuten und nicht erst nach Stunden zu Feuchteschwankungen. Bei einer Nachrüstung mit einem Standard-RLT-Gerät lassen sich solche Schwankungen möglicherweise als Teil des normalen Betriebsbereichs tolerieren. Unsere Auslegungsmethode für DCC-Register berücksichtigt die Reserve bei maximalem Luftvolumenstrom und den vorgegebenen Temperatur- und Taupunktbedingungen statt bei durchschnittlicher Last.
02. TOLERANZEN IN SENSIBLEN FERTIGUNGSBEREICHEN
Für sensible Fertigungsbereiche in der Halbleiterproduktion – typischerweise in Photolithografie- oder Waferhandhabungsbereichen – gilt eine enge Temperaturtoleranz von ± 0,1 °C als branchenüblicher Auslegungsstandard. Ein gekoppeltes Kühl- und Entfeuchtungssystem hat Schwierigkeiten, diese Temperaturanforderungen einzuhalten und gleichzeitig den geforderten Taupunkt unabhängig zu regeln, weil jede Feuchtekorrektur über ein gemeinsames Register automatisch auch die Temperatur verändert. Bei getrennten Regelkreisen kann jeder unabhängig reagieren: Steigt die Raumtemperatur, sorgt das DCC für zusätzliche Kühlung; steigt die Luftfeuchte, entzieht das RLT-Gerät für Außenluft (MAU) der Luft mehr Feuchte, ohne dass eine Korrektur die jeweils andere beeinflusst.
Schwankungen der Luftfeuchte führen außerdem zu einer Ansammlung statischer Ladung, die Partikel anzieht und eine erhebliche Gefahr für Bauteile in der Fertigung einer ISO-5-Photolithografiebucht darstellt. Die Entkopplung spart nicht nur Energie, sondern ermöglicht als einzige Lösung, die strenge Temperaturtoleranz einzuhalten und zugleich eine sichere, elektrostatisch unbedenkliche Luftfeuchte zu erreichen. Der DDC-Regler sorgt dafür, dass beide Regelentscheidungen getrennt getroffen werden. Wenn Ihr Prozess so enge Toleranzen erfordert, besprechen Sie die konkreten Anforderungen an die Stabilität Ihrer Sollwerte mit unserem Ingenieurteam, statt davon auszugehen, dass ein herkömmliches gekoppeltes System diese einhalten kann.
„Bei jedem Angebot für die Nachrüstung eines Reinraums mit DDC-Regelung prüfen wir vor allem die Kaltwasser-Vorlauftemperatur im Verhältnis zum tatsächlichen Taupunkt im Raum und nicht nur die auf dem Typenschild angegebene Kühlleistung. Selbst ein technisch ausreichend großes Register kann Kondensat bilden, wenn der Abstand von 2 Grad über die gesamte Verteilung hinweg nicht eingehalten wird.“
Auswahl des Registermaterials – Kupfer oder Edelstahl 304/316L
Das DCC-System bleibt trocken. Dadurch entfällt die Hauptursache für Korrosion in einem herkömmlichen Lamellenrohrregister – doch „trocken“ bedeutet nicht „korrosionsfrei“. Ob Kupfer, Edelstahl 304 oder Edelstahl 316L besser geeignet ist, hängt von der Kaltwasserchemie, der Umgebung sowie den Anschaffungs- und Lebenszykluskosten ab. Die folgende Entscheidungsmatrix für Kupfer und Edelstahl 304/316L zeigt die jeweiligen Vor- und Nachteile im Detail.
Eigenschaft
Kupfer (C11000/TP2)
Edelstahl 304 / 316L
Wärmeleitfähigkeit
~398 W/(m·K)
~15–16,3 W/(m·K)
Zugfestigkeit (geglüht)
~220–240 MPa
304: ~515–620 / 316L: ~485–620 MPa
Relative Dichte
1.00 (8,96 g/cm³)
0.885 (7,93 g/cm³)
Standardelektrodenpotenzial
+0,340 V (kathodisch, relativ inert)
Passiviert: ca. −0.05 bis +0,10 V
Ammoniakbelastung
Nicht empfohlen – bildet lösliche Komplexe und beschleunigt Korrosion
Geeignet
Chlorid / salzhaltige Küstenluft
Empfindlich; benötigt eine isolierte Trennung von ungleichen Metallen
316L empfohlen (Der Mo-Gehalt bietet Schutz vor Cl⁻)
Fertigungsgeschwindigkeit (Biegen/Formen)
Hoch – weich, duktil und schnell zu automatischen Registern formbar
Niedrig – kaltverfestigt und erfordert Glühschritte
Typische Nutzungsdauer
15–20 Jahre
20–25 Jahre
Kupfer bleibt das bevorzugte Material, sofern korrosive Einflüsse keine wesentliche Rolle spielen.
Die Materialien unterscheiden sich aus folgendem Grund: Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer ist etwa 24x so hoch wie die von Edelstahl. Bei einem Lamellenregister liegt der größte Wärmewiderstand jedoch in der luftseitigen Grenzschicht. Deshalb ist der tatsächliche Unterschied bei der Wärmeübertragung zwischen Kupfer und Edelstahl in einem herkömmlichen Lamellenrohrregister – insbesondere bei Rohren ohne Innenprofil – deutlich geringer, als der Faktor 24 vermuten lässt. Bei innen profilierten Mikrokanalregistern, die heute in den meisten Standardreinräumen verwendet werden, kommt der konvektive Vorteil von Kupfer etwas stärker zum Tragen. Das erklärt, weshalb Kupfer bevorzugt wird, sofern korrosive Einflüsse keine wesentliche Rolle spielen.
Ammoniak, unterschiedliche Metalle oder Chloride in Küstennähe sprechen für Edelstahl 316L.
Der Ausschlag zugunsten von Edelstahl ergibt sich in den seltenen Fällen, in denen wir mit wirklich außergewöhnlichen Werkstoffen zu tun haben: Ammoniak ist für Kupfer ein Ausschlusskriterium. Wenn bekannt ist, dass Prozessströme Ammoniak freisetzen, entstehen leicht Kupfer-Ammoniak-Komplexe und Korrosion. In solchen Fällen ist unabhängig von den anfänglichen Materialkosten Edelstahl 316L erforderlich. Ein weiterer solcher Fall liegt vor, wenn das Register mit einem anderen Metall wie verzinkten Stahlträgern oder Aluminiumrahmen in Kontakt kommen könnte; dadurch entsteht galvanische Korrosion. An solchen Kontaktstellen müssen wir eine isolierende Maßnahme vorsehen, etwa Dichtungsmaterial aus PTFE/EPDM oder eine Nylonhülse über dem Außendurchmesser des Registerrohrs, die in der Halterung oder im Bügel aufliegt.
Bei einem im Grunde einfachen Kühlregister (nicht einem Register, das kalt werden und schwitzen soll – dafür gelten eigene Ausfallverhalten wie chloridbedingte Spannungsrisskorrosion) lässt sich Korrosion gut beherrschen. Das entsprechende Ausfallverhalten bei Edelstahl ist die chloridbedingte Spannungsrisskorrosion, gegen die wir uns absichern müssen (304 ist dafür anfällig. Wird es in einer Küstenanlage oder in einer Anlage mit chlorhaltigen Reinigungschemikalien eingesetzt, legen wir wegen des höheren Molybdängehalts 316L statt 304 fest. Feldschweißungen bei 450-850°C bergen außerdem das Risiko einer Sensibilisierung und müssen vermieden werden). Ein größerer Rohrdurchmesser und eine dickere Rohrwand können gewählt werden, um ein stärkeres, verschleißfesteres und über die Betriebsdauer korrosionsbeständigeres Rohr zu erhalten – möglicherweise auf Kosten der Wärmeübertragung zugunsten einer längeren Verschleißlebensdauer.
Kosten über den gesamten Lebenszyklus
Edelstahl kostet pro Pfund weniger (etwa ein Viertel bis ein Fünftel des Kupferpreises), doch Kupfer lässt sich nahezu mit der Liniengeschwindigkeit biegen. Bei einem Edelstahlregister beträgt die Biegegeschwindigkeit dagegen nur etwa 15 % der Liniengeschwindigkeit; zwischen den Biegungen ist ein Glühdurchgang erforderlich, um Risse zu vermeiden. Bei typischer Wasserqualität und ohne Küstenlage ist Kupfer die bessere Wahl, weil Arbeits- und Werkzeugkosten die Hauptfaktoren sind und Edelstahl aufgrund seiner schwierigen Verarbeitung einfach teurer ist. In einer Umgebung mit hohem Korrosionsrisiko können die möglichen Vorteile durch weniger Ausfallzeiten wegen Leckagen und Reparaturen jedoch die zusätzlichen Material- und Installationskosten für eine Lebensdauer des Edelstahlregisters von 20-25 Jahren aufwiegen. Das hängt ganz von der jeweiligen Situation ab.
Koven Air kann bei Bedarf hybride Ausführungen konstruieren, zum Beispiel einen Kupferregisterblock mit Fokus auf Wärmeübertragungseffizienz und Verteilern sowie Anschlussleitungen aus 304/316L für robuste, korrosionsbeständige Verbindungen an diesen Stellen. Die Verbindung zwischen Kupfer und Edelstahl wird dabei durch Silberhartlöten oder ein spezielles WIG-Schweißverfahren hergestellt, statt die beiden Werkstoffe direkt miteinander zu verbinden.
Technischer Referenzfall — Kühlung eines Reinraums für die Halbleiterfertigung gemäß ISO 3.
Um die MGR- + EN- + DCC-Systemarchitektur bei ihrer größten betrieblichen Herausforderung zu veranschaulichen, betrachten wir einen realen Industriefall statt einer Marketingdarstellung. Im Folgenden sehen Sie einen Auszug aus einem branchenweit dokumentierten technischen Planungsfall für eine Halbleiter-Reinraumanlage im Shanghaier Stadtbezirk Pudong. Er soll der Branche als Beispiel dafür dienen, wie eine entkoppelte Reinraumkühlung in der Praxis umgesetzt wird, und ist kein Projekt von Koven Air.
Umfang der Anlage
37.497,91 m² großes, mehrstöckiges Gebäude für Halbleiterfertigung und Forschung und Entwicklung
Klassifizierung der kritischen Zone
ISO 3 (vergleichbar mit der früheren FS209E-Klasse 1)
Systemarchitektur
MAU (Luftfeuchte/Druck) + DCC (fühlbare Wärme) + FFU (Partikel)
MAU-Konfiguration
4 Geräte, je 95.000 CMH, 3 im Betrieb/1 in Bereitschaft
Kaltwasser-Vorlauf/Rücklauf des DCC
Ca. 13–14°C / 18–20°C
Registeraufbau des DCC
Kupferrohr, hydrophile Aluminiumlamellen, 2–4 Reihen
Luftströmungsmuster
Zuluft von oben, Rückluft unten/seitlich; DCC im Deckenplenum
FFU-Abdeckung
100 % in der kritischen ISO-3-Zone; 25–75 % in den unterstützenden Zonen
Die abgestimmte Inbetriebnahme von DCC und MAU sowie die Strategie für motorisierte Ventile sind entscheidend, um frühe Schäden zu vermeiden.
Zwei Aspekte dieses Falls werden bei der Planung am Schreibtisch häufig missverstanden. Erstens ist das DCC im Betrieb für die fühlbare Wärme vorgesehen. Während der Inbetriebnahme sollte es jedoch vorübergehend auch die latente Last unterstützen, während das Gesamtsystem abgestimmt in Betrieb genommen wurde. Das unterstreicht, wie wichtig es ist, die DCC-Spezifikation mit dem Regelungsablauf bei der Inbetriebnahme der MAU abzustimmen. Zweitens sah die dokumentierte Ventilstrategie motorisierte Absperrventile sowohl am Einlass als auch am Auslass der MAU vor: Das Einlassventil schließt, damit die Außenluft das Registerpaket bei stillstehendem Gerät nicht beschädigt. Der Schutz auf der Auslassseite wird üblicherweise eher durch ein Rückschlagventil als durch ein zweites motorisiertes Ventil gewährleistet. Das ist ein kleiner, aber dennoch realer Zielkonflikt zwischen Anfangskosten und Konstruktionsdetails, den Sie mit Ihrem zugelassenen beratenden Ingenieur besprechen sollten.
Eine Vorlauf-Rücklauf-Differenz von 5-7°C zeigt die aktuelle thermische Last unabhängig von der Leistung an.
Bei der Abnahme des Gebäudes diente eine Vorgabe für die Temperaturdifferenz zwischen DCC-Vorlauf und -Rücklauf von 5-7 Grad C als Kennwert für die aktuelle thermische Last. Diese praktische Messgröße eignet sich für jede DCC-Anwendung, unabhängig von deren Leistung. Der Wartungszugang für die regelmäßige Reinigung der Lamellenflächen und die Instandhaltung der Wasserventile entspricht der gängigen Praxis vor Ort: 100 mm bis zum benachbarten Registerpaket und ein Innenabstand von 320 bis 350 mm zum inneren Rand des Registerrahmens.
Bei Koven Air werden unsere Register gezielt auf dieselbe Differenz von 5-7 Grad C ausgelegt. So wird sichergestellt, dass die Leistung bei der Inbetriebnahme nicht erst durch „Feinabstimmung“ erreicht werden muss.
Wenn Sie einen vergleichbaren Reinraum der Reinheitsklasse ISO 3-5 planen, senden Sie unserem Engineering-Team Ihren MAU/FFU-Plan und den angestrebten ACH-Wert. Wir berechnen die Last passend zu Ihrem konkreten Gebäude und stützen uns dabei nicht auf einen verallgemeinerten Referenzfall.
Abstimmung von Konstruktionsnormen und Luftfiltration
ISO 14644 / EN 1822
PROC + EN. Ein häufiger Fehler bei Reinraumaudits besteht darin, ein Register nach einer allgemeinen Kennzeichnung wie „für Reinräume geeignet“ auszuwählen, statt es auf die tatsächliche Klassifizierung und den Filterstandard abzustimmen, die der Auditor prüft. Diese Abweichung kann Probleme verursachen, deren Behebung nach der Installation teuer ist. Koven Air verfügt über die Qualitätsmanagementzertifizierung ISO 9001:2015 und die CE-Kennzeichnung auf Unternehmensebene. Die Produktreihe der Reinraum-DCC wird so ausgelegt, dass sie der Klassifizierung und dem Luftfiltrationsstandard entspricht, nach denen die Anlage aktuell auditiert wird, statt einer beliebigen, intern festgelegten Spezifikation.
ISO 9001:2015
Qualitätsmanagementsystem von Koven Air
CE
Gerätezertifizierung von Koven Air
ISO 14644-1:2015
Klassifizierung der Luftreinheit
EN 1822
Klassifizierung der HEPA-/ULPA-Luftfiltration
An ASME BPE ausgerichtet
Referenz für hygienische Konstruktion (Option in Pharmaqualität)
Option 316L
CIP-/SIP-kompatible Konstruktion
Protokolle für Halbleiter und Pharma
Wenn Sie mit Reinräumen für Halbleiter und allgemeine Präzisionselektronik zu tun haben, sind die Klassifizierung nach ISO 14644-1:2015 und der Filterstandard EN 1822 die beiden einzigen Normen, auf die Ihr DCC rückführbar sein muss. Darauf basiert diese Seite.
Wenn Ihre Anwendung hingegen in die pharmazeutische Herstellung fällt und eine hygienische Konstruktion aus 316L erfordert (mit Elektropolieren auf einen kontrollierten Wert der Oberflächenrauheit), benötigen Sie eine andere Fertigungstiefe als bei einer Standardanwendung in der Halbleiterindustrie. Dazu zählen die hygienischen Anforderungen von EU GMP Annex 1, eine CIP-/SIP-Leistung gemäß EHEDG, Beizen und Passivieren, die Einhaltung der Anforderungen für kritische WFI-Bereiche sowie eine vollständige Materialrückverfolgbarkeit.
Weitere Informationen zur GMP-spezifischen Konstruktion für Reinräume finden Sie auf unserer Produktseite für Pharma-Prozess-Trockenkühlregister.
Zur Klarstellung und um die in anderen Marketingunterlagen häufige Mehrdeutigkeit zu vermeiden: Auf dieser Seite geht es konkret um Konstruktionsdetails, die den aufgeführten Klassifizierungs- und Luftfiltrationsstandards entsprechen. ISO 14644 und EN 1822 definieren die Anforderungen an Räume und Filter. Ihr Register muss lediglich mit den Druck-, Volumenstrom- und Reinheitsanforderungen der Klassifizierung kompatibel sein. Auf Anfrage stellt Koven Air Ihrer Anlage gerne ergänzende Konstruktions- und Materialdaten für die IQ/OQ-Dokumentation zur Verfügung.
Beschaffungsleitfaden — Auswahl, Lieferzeit und Kundendienst.
Die meisten Kataloge von Herstellern für Kaltwasserregister legen den Preis allein anhand der Kühlleistung fest. Bei Reinraum-DCC ist das anders. Der Preis richtet sich nach einer begrenzten Zahl von Faktoren, die für die besonderen Bedingungen Ihres Reinraums unmittelbar relevant sind. Ein Register für eine Halbleiteranwendung mit Reinheitsklasse ISO 5 unterscheidet sich deutlich von einem für einen Verpackungsvorraum der Klasse ISO 8.
Übersicht der Preisfaktoren
Die wichtigsten Preisfaktoren für ein Angebot zu einem Reinraum-DCC sind:
01
Werkstoff und Konstruktion: Kupfer, Edelstahl 304 oder 316L sowie Ausführungen mit Kupferregister und Edelstahlverteilern.
02
Kühlleistung und Stirnfläche: Bestimmt durch den erforderlichen Luftwechsel pro Stunde und die sensible Wärmelast.
03
Reihenzahl und Lamellenabstand: Wirken sich auf den Druckverlust, die Wärmeübertragung und die Staubspeicherfähigkeit aus.
04
Umfang der Konstruktionsdokumentation: Ausführung in Handelsqualität oder vollständige Materialrückverfolgbarkeit und Dokumentation der hygienischen Oberflächenbeschaffenheit.
05
Anforderungen an die Regelung: Von Koven Air geliefertes Ventil/Antrieb oder Integration in die vorhandene DDC-Regelung der Anlage.
AUSGELEGTE ARCHITEKTUR
Koven Air verwendet einen 3-Phasen-Prozess, um Fehler abzufangen, bevor sie zu Nachträgen führen.
Unsere Ingenieure prüfen die in Ihrem Entwurf angegebenen Parameter fachgerecht anhand der Berechnungsmethode, statt eine Bestellung allein auf Basis der Nennleistung als Ausgangspunkt zu nehmen. So vermeiden wir, dass allgemeine Faustregeln für HLK-Lastberechnungen in die Gerätefertigung einfließen.
Nach erfolgreicher Fertigung und Prüfung unterstützt unser technisches Team vor Ort die Installation und Inbetriebnahme der Geräte. Bei Bedarf werden Anpassungen an die tatsächlichen Bedingungen vor Ort vorgenommen, denn die spezifizierten und die tatsächlich vorgefundenen Bedingungen sind nie identisch.
Wir bieten lebenslang kostenlose technische Beratung, schnelle Reaktionen auf Probleme während der Garantiezeit und fortlaufende Schulungen für Ingenieure, die die Geräte noch lange nach der Inbetriebnahme warten.
Bewerten Sie grenzüberschreitende Lieferanten nach finanzieller Stabilität, Risiken in der Lieferkette und nachweislicher Lieferhistorie.
Bewertung ausländischer HLK-Anlagenlieferanten
Neben den Kosten werden Lieferanten von Kaltwasserregistern und andere grenzüberschreitend tätige Geräteanbieter nach ihrer finanziellen Stabilität, den Risiken für die Lieferkette und ihrer nachweislichen Fähigkeit beurteilt, die angebotenen Geräte tatsächlich zu liefern und zu betreuen – nicht nur, sie einmalig herzustellen. Von jedem DCC-Anbieter, auch Koven Air, können Sie Referenzen von Installationsstandorten, Einzelheiten zu den Berechnungsmethoden und ein klares Verfahren zur Bearbeitung technischer Probleme nach der Installation anfordern.
KOVEN AIR MFG.
GEGRÜNDET:2007
EXPORT SEIT:2010
WELTWEIT VERTRETEN:35+ LÄNDER
Die von Koven Air hergestellten Geräte kommen in gewerblichen, industriellen und spezialisierten Regelungsbereichen zum Einsatz, etwa in Krankenhäusern, Fertigungsanlagen für Halbleiter und Elektronik, Rechenzentren und Umgebungen für den Pflanzenanbau. Unser Verfahren wird unabhängig von Größe und konkretem Einsatzbereich mit derselben Sorgfalt angewandt.
Planungstools für Reinräume und Rechner
Nutzen Sie unsere speziell entwickelten Auslegungs- und Auswahltools, um die Planung Ihrer Reinraum-HLK-Systeme zu beschleunigen. Diese Tools helfen Anlagenplanern und TGA-Unternehmen dabei, rasch genaue Ausgangswerte für den entkoppelten Kühlbetrieb mit sensibler Wärmeabfuhr zu ermitteln.
Taupunktabstandsrechner
Berechnen Sie den erforderlichen kritischen Temperaturabstand zwischen Ihrem Kaltwasservorlauf und dem exakten Taupunkt im Raum, um einen Betrieb mit 100 % fühlbarer Kühlung ohne Kondensation sicherzustellen.
ISO-Klassenübersicht
Vergleichen Sie die angestrebte ISO-Reinraumklassifizierung (ISO 5–8) mit branchenüblichen Luftwechselraten pro Stunde (ACH), der Luftströmungsdynamik und der erforderlichen Zuordnung der Endstufenfiltration.
Materialauswahl
Vergleichen Sie die betrieblichen Abwägungen zwischen Kupfer (C11000) und Edelstahl (304/316L) anhand der spezifischen Korrosivität der Umgebung, der Flüssigkeitschemie und der Gesamtleistung über den Lebenszyklus.
![Gewerbliche Dachklimageräte: Arten, Auslegung & Kosten [2026]](https://kovenair.com/wp-content/uploads/2026/07/commercial-rooftop-unit-guide-featured-2-150x150.png)
