Čiste sobe – “clean rooms” – natančna klimatizacija, prezračevanje in regulacija na praktičnem primeru

Čista soba oz. velikokrat uporabljen angleški izraz clean rooms se nanaša na prostor, ki zahteva vzdrževanje izjemno natančnih mikro-klimatskih pogojev – temperature, vlage in čistosti zraka. V pričujočem prispevku si bomo pogledali kako smo s poskrbeli za precizno regulacijo prezračevalnih naprav – tako s termodinamičnega kakor tudi programskega vidika.

1.) »Clean room« študija primera čiste sobe: Katedrala St Bavo Gent, Belgija
2.) Menerga – celovita rešitev za čiste sobe
3.) Kaj so čiste sobe / clean rooms?

»Clean room« študija primera čiste sobe: Katedrala St. Bavo, Ghent, Belgija

Ekipa podjetja Menerga Slovenija je sodelovala pri projektu čiste sobe namenjene umetniškim slikam. Slike so bile ustvarjene leta 1432 s strani bratov Van Eyck in se nahajajo v katedrali St. Bavo v mestu Ghent v Belgiji.

Umetnino sestavlja poliptih 12-ih umetniških slik, ki so »zaprti« v 6 metrov visoki čisti sobi, ki ima prostornino približno 100 m3.

V tej čisti sobi smo poskrbeli za precizno regulacijo vgrajenih prezračevalnih naprav Menerga. Napisali smo programsko in temrodinamično funkcijo, da le-te prezračevalne naprave vzdržujejo izjemno točne in konstantne mikro-klimatske pogoje temperature in vlage.

Izziv regulacije je bil v tem, da klimatske naprave ohranijo notranje pogoje čiste sobe konstantne – ne glede na spremenjene zunanje pogoje vremena in notranje pogoje v cerkvi sami.

Sistem, ki zagotavlja konstante klimatske pogoje v čisti sobi smo testirali v treh režimih delovanja: zima, poletje in prehodni režim (jesen / poletje).

Kot najzahtevnejši režim vzdrževanja konstantne temperature se je izkazal poletni režim, ker je ta »clean room« hkrati tudi steklena soba in pri visokih zunanjih temperaturah lahko stekleni paneli dosežejo temperaturo 25°C ali celo več.

V tem primeru moramo istočasno hladiti in razvlaževati čisto sobo! Da lahko to dosežemo moramo imeti izjemno natančno regulacijo ter ohranjati stabilne vrednosti temperature in vlage – s termodinamičnega stališča pa moramo natančno razumeti kdaj moramo ustaviti hlajenje in razvlaževanje, da bi se lahko v takšnih pogojih izognili nastanka kondenza, kar bi lahko takoj poškodovalo umetnino. Slednje je tako z vidika termodinamike kakor z vidika programiranja naprave predstavljalo največji izziv.

Programirali smo namreč klimatsko napravo Menerga izdelano popolnoma po meri – t.i. silicagel napravo – ki je sposobna ohraniti klimatske pogoje v prostoru še do 12 ur od trenutka, ko se je klimatska naprava ustavila zaradi morebitnih motenj ali težav pri delovanju.

V britanskem dnevniku The Guardian so zapisali, da so prednosti lociranja umetnine v čisto sobo »[…] boljši klimatski pogoji. […] saj notranja temperatura v neogrevani katedrali pade na 2°C v zimskem času in da hkrati v katedralo sije sonce skozi pisano obarvana stekla«. Oba temperaturna dejavnika – tako hladni pogoji kakor tudi toplota sončnih žarkov – lahko načneta kvaliteto umetnine ali skrajšata njeno življenjsko dobo. Celoten članek je v angleškem jeziku dostopen tukaj.

Čista soba v kateri se nahaja: poliptih sestavljen iz 12-ih panelov.  Vir: The Guardian  / Fotografija: Cedric Verhelst/artinfladers.be

V obdobju natančnega spremljanja delovanja sistema, ki je trajalo od 12. marca 2021 do 28. marca 2021 je bilo:

• povprečno odstopanje temperature le do maksimalno 0.3°C (oz. 1/3 stopinje celzija) ter zagotovili
• maksimalno odstopanje vlage do 0.57% relativne vlage; od nastavljene željen točke pa od minimuma do maksimuma odstopanja (oz. »peak-to-peak«).

 Celovita rešitev za čiste sobe Menerga

Menerga je podjetje, ki na področju potreb čiste sobe lahko ponudi celostno rešitev, ki obsega:

• Celoten projekt strojnih instalacij – od energetskega koncepta do končnega projekta in izdelave načrtov;
• Dimenzionira in dobavi higiensko izvedbo prezračevalne naprave ali sistema za klimatizacijo, prezračevanje, ogrevanje ali hlajenje (»hygenic HVAC«) ali prezračevalno napravo narejeno popolnoma po meri in zahtevi procesa v katerem se nahaja;
• Poskrbi za celostno avtomatizacijo regulacijo in nadzor klimatskih naprav, toplotnih postaj in drugih elementov v strojnici. Slednje lahko strimo od nivoja pisanja termodinamičnih funkcij pa tudi do adaptacije termodinamičnih funkcij v programsko kodo za regulacijo glede na spremenljive in nepredvidljive pogoje.

Kaj so čiste sobe / clean rooms?

Pod imenom »čiste sobe« (oz. »clean rooms«) razumemo prostore s posebnimi mikro-klimatskimi zahtevami po temperaturi, vlagi in / ali čistosti zraka.

Primeri čistih prostorov s katerimi smo se na podjetju Menerga že srečali:

• Medicina: Bolnišnice in operacijske dvorane v bolnišnicah, za katere uporabljamo higiensko izvedbo prezračevalnih naprav Menerga t.i. »hygenic air conditioning«.
• Javne ustanove: knjižnice, kjer se hranijo arhivske knjige, listine in papirji, za katetre je pomembno, da ostanejo čim bolj nedotaknjeni – primer: Univerzitetna knjižnica v Splitu, kjer so v čistih sobah hranjene izjemno stare arhivske listine, ki zahtevajo optimalne pogoje temperature in vlage, da se njihov obstoj podaljša,
• Farmacija: proizvodni procesi zdravil, ki zahtevajo točne pogoje za pravilno reagiranje ustreznih kemijskih procesov,
• Industrija: proizvodni objekti katerih občutljivi procesi dela zahtevajo posebne pogoje čistosti (npr. optično lepljenje) ali pa posebne temperaturne zahteve za čisto spajanje