Na področju nanotehnologije je laboratorij Van Leeuwenhoek (VLL) organizacije TNO v Delftu eden največjih raziskovalnih centrov (s čistimi prostori) na Nizozemskem. Raziskave na tem področju vključujejo raziskave na področju optike in merilne opreme za vesoljsko industrijo. Eden od izzivov pri tem je ustvariti okolje, ki čim bolj spominja na »vesolje« zunaj naše atmosfere. To pomeni, da je treba v velikih posodah, v katerih se izvajajo preizkusi, doseči čim višji vakuum in zelo nizke temperature do -160 °C ali nižje v velikih rezervoarjih, v katerih se izvajajo preizkusi. Po teh preizkusih se prostor ponovno ogreje z velikimi količinami (5 do 6 kubičnih metrov) stisnjenega zraka.

Franco Brouwer je vodja projekta na področju tehnologije (CREF – Corporate Real Estate & Facilities) v podjetju TNO, v katerem je med drugim odgovoren za vzdrževanje in prilagajanje naprav. V okviru CREF je bil Teun Brussee odgovoren za inženiring pri organizaciji TNO, ki je nadzorovala ta projekt. Pravi: »Stisnjeni zrak, ki ga uporabljamo za ponovno segrevanje in polnjenje rezervoarjev, mora biti izjemno suh.« Vsaka molekula vode, ki vstopi skupaj s stisnjenim zrakom, se lahko usede na merjeni predmet. Če je teh molekul preveč, bi lahko najprej vplivale na rezultate meritev pri testih, poleg tega pa tudi resno poškodovale elemente, s katerimi izvajamo teste.

Predhodni pregled

Glede na vse večje zahteve glede kakovosti stisnjenega zraka, naraščajoče število zahtevkov za preizkuse ter zahteve strank glede razpoložljivosti preizkusnih zmogljivosti se je podjetje TNO odločilo, da je prišel pravi čas za posodobitev sistema stisnjenega zraka.

Pri prvem koraku je podjetje Festo izvedlo predhodni pregled. Koen Leeflang je certificirani revizor z bogatimi izkušnjami na področju pregledovanja in posodabljanja celotnih sistemov stisnjenega zraka: »Takšne revizije redno izvajamo v podjetjih, da bi naredili celovit pregled sistema stisnjenega zraka.« To poteka v skladu s standardom ISO 11011, ki nam omogoča odlično izhodišče za ugotavljanje, kje so potrebne spremembe. Za stranke, ki želijo povečati zmogljivost, to ne pomeni nujno, da je treba dodati kompresor. Včasih je rešitev v preureditvi cevovoda, večjih ceveh ali kakšni drugi domiselni rešitvi, ki prepreči potrebo po velikih naložbah. Poleg tega lahko v praktično vseh primerih predlagamo ukrepe za varčevanje z energijo.

Za TNO je bilo vprašanje nekoliko zapletenejše. Po eni strani je obstajala želja po izboljšanju kakovosti stisnjenega zraka, po drugi strani pa je bilo treba povečati zmogljivost. Toda predhodna revizija je pokazala, da vsi uporabniki še zdaleč ne potrebujejo stisnjenega zraka najvišje kakovosti. Zato bi bila izgradnja popolnoma novega sistema stisnjenega zraka, ki bi vsem uporabnikom zagotavljal zelo suh stisnjeni zrak, nepotrebno draga.

Projektna skupina

Predhodni pregled in zahteve podjetja TNO so zahtevali obsežno prenovo sistema stisnjenega zraka. Bilo je nujno, da se oblikuje delovna skupina, v kateri so sodelovali TNO, Festo in Royal HaskoningDHV. Slednjo je zastopala Annelies Hemmer, vodja projekta za gradnjo ali prenovo laboratorijev TNO v Delftu. »Pri tovrstnih projektih sem zadolžena za pripravo projektnega načrta, oblikovanje pripadajočih proračunov in oceno izvedljivosti projekta. Pri tem je bilo sodelovanje s podjetjema Festo in TNO izredno dragoceno.«

Nadaljuje: »V okviru tega sodelovanja podjetje Festo pripravi tehnično ponudbo za spremembe in nadgradnje sistema stisnjenega zraka. TNO mora oceniti, ali to res prinaša želeni rezultat, jaz pa na tej podlagi preučujem finančno izvedljivost predloga. Ko se dogovorimo, podjetje Royal HaskoningDHV začne izvajati projekt, pri čemer v dogovoru z naročnikom izberemo podizvajalce in dobavitelje. Na primer, posebne armature in različne instrumente je dobavilo podjetje Festo, sušilnike zraka pa smo naročili pri specializiranem dobavitelju te opreme.«

Rezervno na ravni kompresorja

Predlog podjetja Festo se je osredotočil na dvofazni sistem stisnjenega zraka. Tako prvi sistem zagotavlja stisnjeni zrak izjemno visoke (suhe) kakovosti (razred 2.1.1 v skladu z ISO 8573-1:2010). Drugi sistem dovaja stisnjeni zrak običajne kakovosti (razred 2.4.1 v skladu z ISO 8573-1:2010) skozi lasten ločeni cevovod. Posebnost tega sistema je, da je med tema dvema sistemoma nameščen tako imenovani »varnostni ventil«, ki ju lahko po potrebi poveže. To prepreči, da bi testi propadli ali da bi jih bilo treba začasno prekiniti, če obstaja nevarnost premajhnega tlaka v sistemu stisnjenega zraka (npr. zaradi prevelikega števila uporabnikov).

Zmogljivost in kakovost

Da bi zagotovili tako zmogljivost kot kakovost, so k trem obstoječim kompresorjem dodali še en kompresor in novi sušilnik. Koen Leeflang: »Najprej k slednjemu: novi sušilnik je poseben adsorpcijski sušilnik, s katerim je mogoče doseči točko rosišča pod -70 °C. Ta točka rosišča se nadzoruje z lastnim senzorjem na sušilniku ter dodatno še z lastnim senzorjem za točko rosišča na izhodnem odvodnem vodu. To v kombinaciji z novim kompresorjem zagotavlja izjemno suh stisnjeni zrak, ki je potreben za napolnitev vakuumskih rezervoarjev. Za ostale uporabnike, ki imajo na voljo zadostno količino standardnega stisnjenega zraka, je na voljo četrti kompresor. Na ta način so kompresorji nameščeni v redundantni konfiguraciji, tako da lahko TNO svojim strankam zagotovi največjo možno razpoložljivost svojih sistemov.

Teun Brussee: »Ta ureditev zagotavlja, da je stisnjeni zrak ustrezne kakovosti na voljo na pravem mestu in da ne porabljamo nepotrebne energije za proizvodnjo visokokakovostnega stisnjenega zraka na mestih, na katerih ga ne potrebujemo. Porabo energije je mogoče še dodatno zmanjšati z znižanjem tlaka 9–10 bar, ki jih trenutno uporabljamo. Na primer na 7,5 bara. Če se izkaže, da je tudi to dovolj, lahko tukaj sprejmemo dodatni ukrep za varčevanje z energijo.«

Sodelovanje

Sistem zdaj deluje tako, da so vsi uporabniki popolnoma zadovoljni. Pri tem vse tri strani z zadovoljstvom ugotavljajo, da je bilo njihovo sodelovanje več kot le uspešno. Teun Brussee: »Zaradi Koenovega znanja in neomajnega navdušenja smo našli rešitev, ki odgovarja na vsa naša vprašanja: imamo večjo zmogljivost, večjo zanesljivost in želeno kakovost stisnjenega zraka.« Vse to ob učinkoviti rabi energije. Odlično je, ko stranke tako dobro sodelujejo.