V oblasti nanotechnológií patrí laboratórium Van Leeuwenhoek (VLL) organizácie TNO v Delftu medzi najväčšie výskumné zariadenia (s čistými priestormi) v Holandsku. Výskum v tejto oblasti zahŕňa výskum v oblasti optiky a meracej techniky pre letecký a kozmický priemysel. Jednou z úloh je vytvoriť prostredie, ktoré sa čo najviac podobá „vesmíru“ mimo našej atmosféry. To znamená, že sa snažíme dosiahnuť čo najvyššie vákuum a veľmi nízke teploty až do -160 °C alebo nižšie vo veľkých nádržiach, v ktorých sa testy vykonávajú. Po týchto testoch sa priestor opäť zahreje veľkým množstvom (5 až 6 kubických metrov) stlačeného vzduchu.
Franco Brouwer je vedúci projektu v oblasti technológií (CREF – Corporate Real Estate & Facilities) v spoločnosti TNO a v tejto funkcii má okrem iného na starosti údržbu a úpravy zariadení. V rámci CREF bol Teun Brussee zodpovedný za technickú stránku v organizácii TNO, ktorá tento projekt riadila. Hovorí: „Stlačený vzduch, ktorý používame na ohrev a tlakovanie nádrží, musí byť mimoriadne suchý.“ Každá molekula vody, ktorá sa dostane dovnútra spolu so stlačeným vzduchom, sa môže usadiť na meranom objekte. Ak je týchto molekúl príliš veľa, mohli by jednak ovplyvniť výsledky meraní a zároveň spôsobiť vážne poškodenie prvkov, ktoré testujeme.
Predbežný audit
Vzhľadom na rastúce nároky na kvalitu stlačeného vzduchu, zvyšujúci sa počet žiadostí o testovanie a požiadavky zákazníkov týkajúce sa dostupnosti testovacích zariadení sa spoločnosť TNO rozhodla, že nastal správny čas na modernizáciu systému stlačeného vzduchu.
Prvým krokom bolo vykonanie predbežného auditu spoločnosťou Festo. Koen Leeflang je certifikovaný audítor s bohatými skúsenosťami v oblasti kontroly a modernizácie kompletných systémov stlačeného vzduchu: „Takéto audity pravidelne vykonávame v podnikoch s cieľom zmapovať celý systém stlačeného vzduchu.“ Toto sa vykonáva v súlade s normou ISO 11011, ktorá nám poskytuje vynikajúci východiskový bod pre určenie oblastí, kde sú potrebné zmeny. Pre zákazníkov, ktorí požadujú zvýšenie kapacity, to nemusí vždy znamenať inštaláciu ďalšieho kompresora. Niekedy spočíva riešenie v zmene trasovania potrubia, použití väčších rúrok alebo v inom dômyselnom riešení, ktoré eliminuje potrebu veľkých investícií. „Okrem toho vieme prakticky vo všetkých prípadoch navrhnúť opatrenia na úsporu energie.“
Pre TNO bola táto otázka o niečo zložitejšia. Na jednej strane existovala snaha o zlepšenie kvality stlačeného vzduchu a na druhej strane bolo potrebné zvýšiť kapacitu. Predbežný audit však ukázal, že zďaleka nie všetci používatelia potrebujú stlačený vzduch najvyššej kvality. Vybudovanie úplne nového systému stlačeného vzduchu, ktorý by všetkým užívateľom dodával veľmi suchý stlačený vzduch, by preto bolo zbytočne nákladné.
Projektová skupina
Predbežný audit a požiadavky spoločnosti TNO si vyžiadali zásadnú úpravu systému stlačeného vzduchu. Bolo nevyhnutné zriadiť pracovnú skupinu zloženú zo zástupcov spoločností TNO, Festo a Royal HaskoningDHV. Túto organizáciu zastupovala Annelies Hemmerová, projektová manažérka zodpovedná za výstavbu a rekonštrukciu laboratórií TNO v Delftu. „Pri týchto typoch projektov patrí medzi moje povinnosti vypracovanie projektového plánu, súvisiacich rozpočtov a posúdenie jeho realizovateľnosti.“ „V tomto smere bola spolupráca so spoločnosťami Festo a TNO nesmierne cenná.“
Pokračuje: „V rámci tejto spolupráce spoločnosť Festo vypracúva technický návrh úprav a rozšírení systému stlačeného vzduchu.“ Spoločnosť TNO musí posúdiť, či to skutočne prinesie požadovaný výsledok, a ja na tomto základe posudzujem finančnú realizovateľnosť návrhu. Keď sa dohodneme, spoločnosť Royal HaskoningDHV začne s realizáciou, pričom po konzultácii s klientom vyberieme subdodávateľov a dodávateľov. Napríklad špecifické armatúry a rôzne prístroje dodala spoločnosť Festo, zatiaľ čo sušiče vzduchu boli zakúpené od špecializovaného dodávateľa tohto konkrétneho zariadenia.
Redundancia na úrovni kompresora
Návrh spoločnosti Festo sa zameriaval na dvojstupňový systém stlačeného vzduchu. Tento systém tak dodáva stlačený vzduch vo veľmi vysokej (suchej) kvalite (trieda 2.1.1 podľa normy ISO 8573-1:2010). Druhý dodáva stlačený vzduch bežnej kvality (trieda 2.4.1 podľa normy ISO 8573-1:2010) prostredníctvom vlastného samostatného potrubia. Zvláštnosťou je, že medzi týmito dvoma systémami je umiestnený takzvaný „bezpečnostný ventil“, ktorý ich v prípade potreby dokáže prepojiť. Zabraňuje tomu, aby testy zlyhali alebo sa museli dočasne prerušiť v prípade hrozby príliš nízkeho tlaku v systéme stlačeného vzduchu (napr. v dôsledku príliš veľkého počtu používateľov).
Kapacita a kvalita
S cieľom dosiahnuť dostatočnú kapacitu aj kvalitu boli k trom existujúcim kompresorom pridané jeden kompresor a nový sušič. Koen Leeflang: „Začnem tým druhým: nový sušič je špeciálny adsorpčný sušič, s ktorým je možné dosiahnuť tlakový rosný bod nižší ako -70 °C. Tento tlakový rosný bod sa monitoruje pomocou vlastného snímača na sušičke a dodatočne prostredníctvom vlastného snímača tlakového rosného bodu na výstupnom potrubí. V kombinácii s novým kompresorom to zabezpečuje mimoriadne suchý stlačený vzduch potrebný na natlakovanie vákuových nádrží. Pre ostatných používateľov, ktorí majú k dispozícii dostatočné množstvo štandardného stlačeného vzduchu, je k dispozícii štvrtý kompresor. Vďaka tomu sú kompresory navzájom záložné, čím môže spoločnosť TNO svojim zákazníkom ponúknuť maximálnu dostupnosť svojich systémov.
Teun Brussee: „Toto riešenie zaručuje, že stlačený vzduch požadovanej kvality je k dispozícii na správnom mieste a že nespotrebúvame zbytočnú energiu na výrobu stlačeného vzduchu vysokej kvality tam, kde nie je potrebný.“ Ďalšie zníženie spotreby energie je možné dosiahnuť znížením tlaku v 9 - 10 bar, ktoré momentálne používame. Napríklad na 7,5 baru. „Ak sa ukáže, že to tiež stačí, môžeme v tomto smere urobiť ďalší krok smerujúci k úspore energie.“
Spolupráca
Systém teraz funguje k plnej spokojnosti všetkých používateľov. Týmto spôsobom môžu všetky tri strany s uspokojením spomínať na viac než len dobrú spoluprácu. Teun Brussee: „Vďaka Koenovým znalostiam a neutíchajúcemu nadšeniu sme dospeli k riešeniu, ktoré zodpovedá na všetky naše otázky: máme väčšiu kapacitu, vyššiu spoľahlivosť a požadovanú kvalitu stlačeného vzduchu.“ Všetko pri efektívnej spotrebe energie. Je skvelé, keď strany dokážu takto spolupracovať.