Na poli nanotechnologií patří laboratoř Van Leeuwenhoek (VLL) společnosti TNO v Delftu k největším výzkumným zařízením (clean room) v Nizozemsku. Zahrnuje výzkum v oblasti optiky a přístrojové techniky pro letecký a kosmický průmysl. Jedním z úkolů je vytvořit prostředí, které se co nejvíce podobá „vesmíru“ mimo naši atmosféru. Jedná se o co nejhlubší podtlak a velmi nízké teploty až -160 °C či méně ve velkých nádržích, v nichž zkoušky probíhají. Po zkouškách se prostor znovu zahřeje velkým množstvím (5 až 6 kubických metrů) stlačeného vzduchu.

Franco Brouwer je vedoucím projektu v oblasti technologií (CREF – Corporate Real Estate & Facilities) ve společnosti TNO a v této funkci má mimo jiné na starosti údržbu a úpravy technických zařízení. V rámci CREF měl Teun Brussee na starosti technickou stránku v organizaci TNO, která tento projekt řídila. Říká: „Stlačený vzduch, který používáme k ohřevu a natlakování nádrží, musí být naprosto suchý. Jakákoliv molekula vody, která se dostane dovnitř spolu se stlačeným vzduchem, by se mohla usadit na měřeném objektu. Pokud je těchto molekul příliš mnoho, mohly by jednak narušit výsledky měření a jednak způsobit vážné poškození prvků, které testujeme.“

Předběžný audit

Vzhledem k rostoucím nárokům na kvalitu stlačeného vzduchu, zvyšujícímu se počtu žádostí o testování a požadavkům zákazníků na disponibilitu testovacích zařízení se společnost TNO rozhodla, že nastal správný čas na modernizaci systému se stlačeným vzduchem.

Prvním krokem byl předběžný audit společností Festo. Koen Leeflang je certifikovaný auditor s bohatými zkušenostmi v oblasti kontroly a modernizace kompletních systémů se stlačeným vzduchem: „Společnosti auditujeme pravidelně tak, abychom zmapovali celý systém se stlačeným vzduchem. Postupujeme v souladu s normou ISO 11011, která nám poskytuje vynikající výchozí bod pro určení, kde jsou změny nezbytné. Pro zákazníky, kteří požadují zvýšení kapacity, to nemusí vždy nutně znamenat další nové kompresory. Často postačí změnit rozvody, použít větší trubky nebo chytře do systému zasáhnout i bez velkých investic. Prakticky ve všech případech navíc přinášíme návrhy na opatření vedoucí k úspoře energie.“

Pro TNO byla tato otázka o něco složitější. Na jedné straně panovala snaha o zvýšení kvality stlačeného vzduchu, na druhé straně bylo nutné rozšířit kapacitu. Předběžný audit však ukázal, že zdaleka ne všichni uživatelé potřebují stlačený vzduch nejvyšší kvality. Vybudování zcela nového systému se stlačeným vzduchem, který by všem dodával velmi suchý stlačený vzduch, by proto bylo zbytečně nákladné.

Projektová skupina

Předběžný audit a požadavky organizace TNO si vyžádaly v systému se stlačeným vzduchem zásadní úpravy. Bylo nezbytné sestavit pracovní skupinu složenou ze společností TNO, Festo a Royal HaskoningDHV. Tuto organizaci zastupovala Annelies Hemmerová, projektová manažerka pro výstavbu a přestavbu laboratoří TNO v Delftu. „V rámci takovýchto projektů patří mezi mé povinnosti vypracování projektového plánu, souvisejících rozpočtů a posouzení proveditelnosti projektu. V tomto ohledu byla spolupráce se společnostmi Festo a TNO velmi cenná.“

Pokračuje: „V rámci této spolupráce společnost Festo vypracovává technický návrh úprav a rozšíření systému se stlačeným vzduchem. TNO musí posoudit, zda to skutečně přinese požadovaný výsledek, a já podle toho posuzuji finanční proveditelnost návrhu. Jakmile se dohodneme, společnost Royal HaskoningDHV zahájí realizaci projektu, po konzultaci s klientem vybereme subdodavatele a dodavatele. Například konkrétní armatury a různé přístroje dodala společnost Festo, sušičky vzduchu byly zakoupeny od specializovaného dodavatele tohoto konkrétního zařízení.“

Redundance na úrovni kompresoru

Návrh od Festo se zaměřil na dvoustupňový systém se stlačeným vzduchem. Dodává stlačený vzduch ve velmi vysoké (suché) kvalitě (třída 2.1.1 podle normy ISO 8573-1:2010). Druhé zařízení dodává stlačený vzduch běžné kvality (třída 2.4.1 podle normy ISO 8573-1:2010) prostřednictvím vlastního samostatného potrubí. Zvláštností je, že mezi těmito dvěma rozvody je umístěn takzvaný „nouzový ventil“, který je v případě potřeby dokáže propojit. Zabraňuje selhání nebo dočasnému přerušení testů v případě, že hrozí příliš malý tlak (způsobený např. příliš velkým počtem uživatelů).

Kapacita a kvalita

Aby bylo možné zajistit jak dostatečnou kapacitu, tak i kvalitu, byly ke třem stávajícím kompresorům přidány jeden kompresor a nová sušička. Koen Leeflang: „Začnu tím druhým: nová sušička je speciální adsorpční sušička, s níž lze dosáhnout tlakového rosného bodu nižšího než -70 °C. Tlakový rosný bod je sledován pomocí samostatného snímače na sušičce a navíc pomocí samostatného snímače tlakového rosného bodu na výstupním potrubí. V kombinaci s novým kompresorem je k dispozici výjimečně suchý stlačený vzduch potřebný k plnění vakuových nádrží. Pro ostatní uživatele, kteří mají k dispozici dostatečné množství standardního stlačeného vzduchu, je k dispozici čtvrtý kompresor. Díky tomu jsou kompresory navzájem záložní, takže společnost TNO může svým zákazníkům nabídnout maximální disponibilitu svých systémů.

Teun Brussee: „Máme jistotu, že stlačený vzduch správné kvality je k dispozici na správném místě a že neplýtváme zbytečně energií na výrobu příliš kvalitního stlačeného vzduchu tam, kde to nepotřebujeme. Spotřebu energie snížíme ještě poklesem tlaku ze současných 9 - 10 barů. Například na 7,5 baru. Ukáže-li se, že menší tlak postačí, můžeme podniknout další krok vedoucí k úspoře energie.“

Spolupráce

Systém po změnách nastavení pracuje k plné spokojenosti všech uživatelů. Všechny tři strany mohou s uspokojením bilancovat více než jen dobrou spolupráci. Teun Brussee: „Díky Koenovým znalostem a neutuchajícímu nadšení jsme dospěli k uspořádání, které splňuje všechny naše požadavky: máme větší kapacitu, spolehlivější provoz a požadovanou kvalitu stlačeného vzduchu. To vše s poklesem spotřeby energie. Je skvělé, když partneři dokážou takhle spolupracovat.“