Visioni per un'operazione di camere bianche a basso impatto climatico

Tabella 1: Confronto del fabbisogno di flusso d'aria con/senza abbassamento e potenziale di risparmio energetico in modalità di abbassamento per riscaldamento/raffreddamento/umidificazione e deumidificazione (senza energia elettrica per i ventilatori).

Figura 1: Esempio di un'area di camera bianca a tenuta conservativa, progettata per essere operata senza depressurizzazione.

Figura 2: Esempio di un'area di camera bianca a tenuta conservativa, con efficienza energetica migliorata, operata con il metodo di abbassamento standard.

Figura 3: Esempio di un'area di ambiente sterile progettata e definita in modo innovativo, con metodo di abbassamento massimamente efficiente.

Dipl.-Ing. (FH) Michael Kuhn, Responsabile del Centro di Trasferimento Steinbeis per l'energia, l'ambiente e la tecnologia delle camere bianche, docente incaricato di tecnologia delle camere bianche e presidente di VDI 2083-19.

Per molte applicazioni in ambienti a contaminazione controllata non è richiesta una definita tenuta all'aria, in particolare quando il rispetto della protezione del prodotto o dell'ambiente non lo richiede. Tuttavia, può essere utile realizzare una tenuta definita secondo VDI 2083 Foglio 19, per risparmiare energia in modo mirato e su scala economica – forse anche più spesso di quanto si pensi, secondo STZ EURO.

In moltissimi ambienti a contaminazione controllata non si produce in modo continuo, ma in operazioni a uno o due turni. Durante le fasi di inattività, nel funzionamento di abbassamento della pressione dell'ambiente a contaminazione controllata, si può risparmiare molta energia. Spesso ciò non viene attuato, poiché si temono perdite di qualità o mancano le condizioni tecniche necessarie. Inoltre, poiché con la semplice riduzione dello scambio d'aria e la diminuzione della potenza elettrica dei ventilatori si possono realizzare solo risparmi relativamente piccoli, questa mentalità è del tutto comprensibile. Tuttavia, i concetti basati su VDI 2083-19 offrono aspetti interessanti e innovativi. A prescindere dagli obiettivi di una produzione sostenibile, delle future probabilità di imposte sul CO2 e della necessità di raggiungere gli obiettivi climatici.

Se durante il funzionamento di abbassamento si limita non solo l'attività dei ventilatori, ma anche l'apporto di aria fresca esterna, si potrebbe sfruttare molto più potenziale. L'aria fresca esterna deve essere riscaldata, raffreddata, umidificata e deumidificata. In proporzione al flusso d'aria esterna, si può realizzare un potenziale di risparmio energetico superiore al 90% rispetto al normale funzionamento. La condizione necessaria per questo è l'implementazione di un concetto di tenuta basato su VDI 2083-19. Infatti, attraverso la tenuta definita secondo VDI 2083-19, combinata con un efficace sistema di ventilazione e automazione, la riduzione drastica dell'apporto di aria esterna non solo rende più efficiente dal punto di vista energetico, ma garantisce anche il rispetto di limiti definiti, come ad esempio la differenza di pressione tra ambienti.

„L'implementazione di un funzionamento di abbassamento massimamente efficiente è ovviamente un'idea idealistica. Ma sarebbe il momento di sfruttare questo potenziale di risparmio. In particolare, dovrebbero essere messi in discussione criteri di progettazione tradizionali, come ad esempio la percentuale di flusso d'aria esterna rispetto al flusso totale. Un nuovo approccio al funzionamento di abbassamento nella tecnologia dei ambienti a contaminazione controllata può fare molto“, afferma Dipl.-Ing. (FH) Michael Kuhn, responsabile del STZ EURO. „Inoltre, tramite una simulazione digitale dell'impianto, è possibile mostrare e ottimizzare già in fase di progettazione il potenziale di risparmio e la sicurezza operativa.“