paineilmatekniikka - kaeser kompressorenfi.kaeser.com/images/p-2010-fi-tcm18-6752.pdf ·...

Paineilmatekniikka Paineilmatekniikan perusteet lyhyesti, ytimekkäästi ja helppotajuisesti

P-20

10FI

.3/0

9 O

ikeus

tekn

isiin

muu

toks

iin p

idät

etää

n.

www.kaeser.comwww.kaeser.com

www.kaeser.com

Hyödyllistä tietoutta paineilma-asemien suunnittelusta löydät myös Internet-sivuiltamme osoitteesta

www.kaeser.fi > Palvelut > Analyysit ja neuvonta


KAESER Kompressorit OY Tiilitie 18 – 01720 Vantaa – Puh. (09) 4132 0400 – Faksi (09) 4132 0450www.kaeser.com – Sähköposti: [email protected]

Sisällysluettelo

04 1. Mitä paineilma on?

06 2. Paineilman taloudellinen jälkikäsittely

08 3. Miksi paineilma pitää kuivata?

10 4. Kuinka lauhde poistetaan oikein?

12 5. Lauhteen taloudellinen ja luotettava jälkikäsittely

14 6. Kompressorien tehokas ohjaus

16 7. Painekaistaohjaus: Kompressorien optimaalinen yhteensovittaminen paineilman kulutuksen mukaan

18 8. Lämmön talteenotto säästää energiaa ja kustannuksia

20 9. Energiahäviöiden välttäminen (1): Uuden paineilmaverkoston suunnittelu

22 10. Energiahäviöiden välttäminen (2): Vanhan paineilmaverkoston saneeraus

24 11. Kompressoriasemien oikea suunnittelu (1): Paineilmatarpeen kartoittava ADA-analyysi

26 12. Kompressoriasemien oikea suunnittelu (2): Kuinka löydän taloudellisimman paineilmakonseptin?

28 13. Kompressoriasemien oikea suunnittelu (3): Paineilma-aseman nykytilan kartoittaminen ja ADA-analyysi

30 14. Kompressoriasemien oikea suunnittelu (4): Kompressoriaseman tehokas jäähdytys: Ilmajäähdytys

32 15. Paineilmajärjestelmien oikea käyttö Paineilmatuotannon luotettavuuden ja kustannusten optimointi pitkällä tähtäimellä

Tarkat paineilmakustannuksenne saatte selville tilaamalla meiltä paineilmatarpeen kartoittavan ADA-analyysin.

Lisätietoja löydät tämän esitteen kappaleista 11–13 sekä esitteestämme Analyysit ja neuvonta.

Tunnetteko Te paineilmakustannuksenne?

Hyödyllistä tietoutta paineilma-asemien suunnittelusta löydät myös www-sivuiltamme osoitteesta

www.kaeser.fi > Palvelut > Neuvonta ja analyysit

mekaanisella kuormituksella (moottorin antoteholla). Ottoteho on moottorin häviöiden verran korkeampi kuin moot-torin antoteho. Moottorin häviöihin kuuluvat sähköiset ja mekaaniset sekä laakeroinnin ja tuuletuksen aiheuttamat häviöt. Ihanteellinen ottoteho nimellis-pisteessä P voidaan laskea seuraavan kaavan avulla:

Un, ln, ja cos ϕn löytyvät moottorin tyyppikilvestä.

5. Energiaa säästävät EPACT-moottoritUSA:n pyrkimykset alentaa oikosul-kumoottoreiden energiankulutusta johtivat vuonna 1977 nk. EPACT-lain (Energy Policy and Conservation Act) voimaanastumiseen. Lain tiukat vaa-timukset täyttäviä moottoreita on ollut saatavissa KAESER-ruuvikompresso-reihin myös Euroopassa jo vuodesta 1998. EPACT-moottorit tuovat muka-naan ratkaisevia etuja:

a) Alhaisemmat käyttölämpötilatPienemmissä moottoreissa lämmön-muodostumisen ja kitkan aiheuttamat sisäiset tehohäviöt voivat olla jopa 20 % ottotehosta, 160 kW:n ja sitä suuremmissa moottoreissa 4–5 %. EPACT-moottorit sen sijaan lämpenevät huomattavasti vähemmän lämpöhä-viöidenkin ollessa siten vastaavasti pienemmät: kun perinteisen moottorin käyttölämpötila kohoaa normaalissa kuormituksessa n. 80 K lämpötilare-

servin ollessa 20 K eristysluokassa F, kohoaa EPACT-moottorin lämpötila vastaavissa olosuhteissa vain n. 65 K lämpötilareservin ollessa 40 K.

b) Pidempi käyttöikäAlhaisemman käyttölämpötilan ansiosta moottorin, laakerien ja kytkentärasian lämpörasitus on pienempi. Tämän seurauksena myös moottorin käyttöikä pitenee.

c) 6 % enemmän paineilmaa vähemmällä energiallaPienempi lämpöhäviö parantaa myös taloudellisuutta. Sovittamalla kom-pressorinsa tarkoin EPACT-moottorien tarjoamiin mahdollisuuksiin KAESER

1. TuottoYhden kompressorin tuotto on se vapaa ilmamäärä, jonka tämä tuottaa puris-tettuna paineilmaverkostoon. Tämän määrän oikea mittaustapa on määritelty standardeissa DIN 1945, osa 1, liite F ja ISO 1217, liite C. Näiden lisäksi aikaisemmin käytettiin myös CAGI-Pneurop-suositusta PN 2 CPTC 2. Tuotto mitataan seuraavasti: Ensiksi mitataan lämpötila, ilmakehän paine ja ilman-kosteus laitteiston imuaukon kohdalta. Tämän jälkeen mitataan maksimikäyttö-paine, paineilman lämpötila ja siirretyn ilman tilavuus kompressorin poisto-aukon kohdalta. Lopuksi poistoaukon kohdalla mitattu tilavuus V2 muunne-taan kaasuyhtälön avulla (kaavio 1) takaisin imuolosuhteita vastaavaksi.

Paineilman suhteen pätee sama kuin muutenkin elämässä: vaikeudet piilevät usein yksi-tyiskohdissa ja pieni kivi saattaa kaataa suurenkin kuorman – niin positiivisessa kuin negatiivi-sessakin mielessä. Lähemmin

tarkasteltuna moni asia myös näyttää erilaiselta kuin ensi sil-mäyksellä. Niinpä paineilmakin voi epäedullisissa olosuhteissa olla kallista, mutta oikein suun-nitelluissa puitteissa edullista. Neuvomme ja vinkkimme saat-tavat ajan mittaan hyvinkin osoittautua kannattavammiksi kuin käynti sijoitusneuvojan luona! Tässä kappaleessa käsitellään neljää paineilmatek-nistä käsitettä ja niihin liittyviä huomionarvoisia seikkoja.

1. Mitä

paineilma on?Huom! Jos moottorin antoteho poikkeaa suuresti nimellistehosta, käy kompressori epätaloudellisesti ja/tai altistuu voimakkaammalle kulumiselle.

3. OminaistehoKompressorin ominaistehoksi kutsu-taan sähkön ottotehon ja kompressorin luovuttaman ilmamäärän suhdetta tarkasteltavassa paineessa. Kompres-sorin ottoteho on kaikkien siinä olevien käyttölaitteiden (esim. päämoottorin, tuuletinmoottorin, öljypumpun moot-torin, seisontalämmityksen jne.) sähkön ottotehojen summa. Jos ominaisteho tarvitaan taloudellisuuslaskentaan, tulisi se laskea koko kompressorilaitteesta maksimikäyttöpaineessa. Tällöin kompressorin kokonaisottoteho maksi-mipaineessa jaetaan laitteiston tuotolla maksimipaineessa.

4. Sähkön ottoteho Sähkön ottoteho on se teho, jonka kompressorin käyttömoottori ottaa sähköverkosta moottoriakselin tietyllä

Tämän laskelman tuloksena saadaan kompressorilaitteiston tuotto. Sitä ei pidä sekoittaa ruuviyksikön (ruuvikom-pressoreissa) tai kompressorilohkon (mäntäkompressoreissa) tuottoon.

Huom! DIN 1945 ja ISO 1217 ilmoittavat vain ruuviyksikön/kompressori-lohkon tuoton. Tämä koskee myös aikaisemmin käytettyä CAGI-Pneurop-suositusta PN 2 CPTC 1.

2. Moottorin antotehoMoottorin antoteho tarkoittaa sitä tehoa, jonka kompressorin käyttömoottori siirtää mekaanisena tehona akselille. Käytettäessä moottoria tällä ns. nimel-listeholla saavutetaan tehokertoimen (cos ϕ) ja hyötysuhteen paras mahdol-linen arvo moottorin ylikuormittumatta. Moottorin nimellisteho on ilmoitettu moottorin tyyppikilvessä.

Moottorin nimellisteho

kykeni parantamaan laitteidensa tuottoa jopa 6 % ja ominaistehoa jopa 5 %. Käytännössä tämä tarkoittaa tehok-kaampia kompressoreja, lyhentyneitä kompressorin käyntiaikoja ja alhai-sempaa energiankulutusta tuotettua paineilmakuutiota kohti.

V2 x P2 x T1

T2 x F1

V1 =

P = Un x ln x √3 x cos ϕn

Moottorin sisäiset häviöt; huomioitu moottorin hyötysuhteessa

Luovutettu paineilmamäärä

Sähkön ottoteho

Energiankulutus

4 5

1. Mitä tarkoittaa "öljytön paineilma"?ISO-standardin 8573-1 mukaan paine-ilmaa voidaan kutsua öljyttömäksi, jos sen öljypitoisuus (öljyhöyryt mukaan luettuna) on alle 0,01 mg/m³. Tämä on noin neljä sadasosaa meitä ympäröivän ilman öljypitoisuudesta. Määrä on niin häviävän pieni, että se hädin tuskin voidaan mittauksilla todeta. Mutta miltä näyttää kompressorien imuilman laatu?Siihen luonnollisesti vaikuttavat voi-makkaasti ympäröivät olosuhteet. Jo normaalisti kuormitetuilla vyöhykkeillä voi teollisuuden ja liikenteen aikaan-saama hiilivetypitoisuus olla 4–14 mg/m³. Teollisuusalueilla, joissa öljyjä käytetään voitelu-, jäähdytys- ja prosessiaineina, jo pelkästään mine-raaliöljypitoisuus voi olla yli 10 mg/m³. Tämän lisäksi tulevat vielä muut epä-puhtaudet kuten hiilivedyt, typpidioksidi, noki, metallit ja pöly.

energiaa säästävä jäähdytyskuivaus on taloudellisin ratkaisu (ks. sivu 9: Miksi paineilma pitää kuivata?).

3. Oikean kompressori- järjestelmän valintaKun tietyille käyttöalueille suosi-tellaan öljyvapaita ja toisille taas öljyjäähdytteisiä kompressoreja, ei suosituksen tulisi perustua vain eri kompressorijärjestelmillä saavutettuun paineilman laatuun vaan myös talou-dellisuuteen. Tämän määräävät ennen kaikkea energia- ja huoltokustannukset, joiden osuus paineilmatuotannon koko-naiskustannuksista voi olla jopa 90 %. Suurin yksittäinen kustannuserä ovat energiakustannukset (75–85 %). Alem-milla painealueilla – ts. 500 mbarin absoluuttisesta paineesta noin 3 barin absoluuttiseen paineeseen – öljyva-paat roottoripuhaltimet ovat 2 barin absoluuttiseen paineeseen saakka energeettisesti erittäin edullisia. Sen sijaan 4–16 barin absoluuttisella painealueella öljyjäähdytteiset ruu-vikompressorit ovat huomattavasti öljyvapaita kompressoreja taloudelli-sempia. Jo 5 barin absoluuttinen paine edellyttää öljyvapaassa kompres-sorissa kahta puristusvaihetta, jotta tehontarpeen ja tuotetun paineilma-määrän välinen suhde olisi järkevä. Vaadittavien jäähdyttimien suuri määrä, korkeat kierrosluvut, ohjausteknii-kalle asetetut suuret vaatimukset, vesijäähdytys ja korkeat hankinta-kustannukset asettavat öljyvapaiden kompressorien käytön tällä painealueella kyseenalaiseksi. Lisäksi on huomioi-tava, että öljyvapailla kompressoreilla

2. Miksi paineilma on jälkikäsiteltävä?Jokaista kompressoria voidaan sen rakennustavasta riippumatta verrata jättiläismäiseen pölynimuriin, joka imee epäpuhtauksia, tiivistää ne puristus-vaiheessa ja jälkikäsittelyn puuttuessa puhaltaa ne paineilmaverkostoon.

a) Öljyvapaiden kompressorientuottama paineilmalaatuEdellä mainittu pätee erityisesti kom-pressoreihin, joissa ilmanpuristus tapahtuu ilman öljyä. Kohdassa 1 mainittujen imuilman epäpuhtauk-sien vuoksi kompressorilla, joka on varustettu ainoastaan 3 mikronin pöly-suodattimella, ei ole mahdollista tuottaa öljytöntä paineilmaa. Kompressoreissa, joissa ilmanpuristus tapahtuu ilman öljyä, ei tämän pölysuodattimen lisäksi ole muita jälkikäsittelykomponentteja.

b) Öljyjäähdytteisten kompressorien tuottama paineilmalaatuÖljyjäähdytteisissä kompressoreissa öljy sen sijaan neutralisoi paineilman aggressiiviset aineosat ja erottaa ne osittain paineilmasta. Korkeammasta puhtausasteesta huolimatta näidenkin kompressorien kohdalla jälkikäsittely on tarpeen. ISO-standardin 8573-1 mukaista öljytöntä paineilmaa ei ilman jälkikäsittelyä voida tuottaa sen paremmin öljyttömällä kuin öljyjäähdyt-teiselläkään kompressorilla.

c) Edellytys: paineilman kuivausKäyttäjän tarpeita vastaavan paineilman jälkikäsittely alkaa riittävästä paineilman kuivauksesta. Useimmissa tapauksissa

tuotetun paineilman sisältämä lauhde on imetyn rikin vuoksi erittäin aggressiivista: sen pH-arvo on 3–6.

4. Jälkikäsittely KAESERin puhdasilmajärjestelmälläNykyaikaisten öljyjäähdytteisten ruu-vikompressorien hyötysuhde on n. 10 % korkeampi kuin öljyvapaiden kompressorien. Tämän lisäksi KAESERin öljyjäähdyt-teisille ruuvikompressoreille kehittämä paineilman puhdistusjärjestelmä mah-dollistaa jopa 30 %:n lisäsäästön öljyttömän paineilman tuottamisessa.

Tällä järjestelmällä saavutettu jäännös-öljypitoisuus on alle 0,003 mg/m³, ts. se alittaa tuntuvasti ISO-standardissa määritellyn raja-arvon. Järjestelmä sisältää kaikki vaaditun paineilmalaadun tuottamiseen tarvittavat jälkikäsittely-komponentit. Käyttökohteesta riippuen paineilma kuivataan joko jäähdytys- tai adsorptiokuivaimilla (ks. sivu 9: Miksi paineilma pitää kuivata?) erilaisten suodatinyhdistelmien täydentäessä järjestelmää. Näin voidaan tuottaa luotettavasti kaikkia ISO-standardin määrittelemiä paineilmalaatuja kuivasta ja hiukkas-

vapaasta aina teknisesti öljyttömään ja steriiliin paineilmaan saakka.

5. JälkikäsittelykaavioYllä oleva kaavio löytyy kaikista KAESERin uusista ruuvikompresso-riesitteistä. Sen avulla käyttäjä löytää yhdellä silmäyksellä tarpeitaan vas-taavan laiteyhdistelmän.

Paineilma-asiantuntijat ovat jo vuosien ajan käyneet kiivasta keskustelua siitä, kuinka pai-neilma voidaan jälkikäsitellä mahdollisimman taloudellisesti. Kiistan ydin on itse asiassa kysymys, millaisella kompres-

sorijärjestelmällä voidaan edullisimmin tuottaa öljytöntä paineilmaa. Riippumatta eri kompressorivalmistajien lausun-noista yksi seikka on kiistaton: korkealaatuista öljytöntä pai-neilmaa voidaan tuottaa sekä öljyvapailla että öljyjäähdytteisillä kompressoreilla. Järjestelmän valinnan tulisikin sen vuoksi perustua taloudellisuuteen.

2. Paineilman taloudellinen jälkikäsittely

Meijerit, panimot

Alasta ja käyttökohteesta riippuen voitte valita haluamanne jälkikäsittelyasteen:

Ravinto- ja nautintoaineiden valmistus

Erityisen puhdas kuljetusilma, kemialliset laitokset

Jälkikäsittely jäähdytyskuivaimella (painekastepiste +3 °C)

Jos paineilmaverkostoa ei ole suojattu pakkaselta: Jälkikäsittely adsorptiokuivaimella (painekastepiste -70 °C:seen saakka)

Lääketeollisuus

Kutomakoneet, valokuvalaboratoriot

Ruiskumaalaus, jauhepinnoitus

Pakkaus, ohjaus- ja instrumentti-ilma

Paineilma yleiseen tehdaskäyttöön, erityiset laatuvaatimukset täyttävä hiekkapuhallus

Kuulapuhallus

Kuulapuhallus ilman erityisiä laatuvaatimuksia

Jätevesijärjestelmät

Ei erityisiä laatuvaatimuksia

Lyhenteet:THNF = pussisuodatin pölyisen ja erittäin likaisen imuilman puhdistamiseenZK = syklonierotin lauhteen erottamiseenECD = ECO DRAIN pinnankorkeusanturilla varustettu elektroninen lauhteenpoistinFB = esisuodatinFC = esisuodatin FD = jälkisuodatin (pöly)FE = mikrosuodatin öljysumun ja kiintoainehiukkasten erottamiseenFE = mikrosuodatin öljyaerosolien ja kiintoainehiukkasten erottamiseenFG = aktiivihiilisuodatin öljyhöyryjen erottamiseenFFG = mikro- ja aktiivihiilisuodattimen yhdistelmä T = jäähdytyskuivain paineilman kuivaamiseen, painekastepiste +3 °C:seen saakkaAT = adsorptiokuivain paineilman kuivaamiseen, painekastepiste -70 °C:seen saakkaACT = aktiivihiilitorni öljyhöyryjen erottamiseenFST = steriilisuodatin steriilin paineilman tuottamiseenAquamat = lauhteenkäsittelyjärjestelmäDHS = paineilmaverkoston täyttöjärjestelmä

FST1

1

4

4

4

4

4

4

4

4

1

2

1

1

2

72

73

93

98

1

1

1

1

1

1

2

3

3

4

4

5

ACT FF

FF

FE

FC

FB

KAESER-ruuvikompressori

Muu laitteisto

FFG

FEFD

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

T ECD Kompressori

Aquamat

THNF

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

FST

KA

ES

ER

Puhdasilma- ja puhdastilatekniikka 14

Puhdasilma- ja puhdastilatekniikka 14

Käyttöesimerkkejä: ISO 8573-1 -standardin mukainen jälkikäsittelyaste 1)

DHS

DHS

DHS

DHS

DHS

DHS

*

*

*

*

*Jäähdytyskuivaimessa, sarjoihin TG–TI FE-mikrosuodatin saatavana valinnaisena lisävarusteena.

Suodatusasteet:

1) ISO 8573 -1:1991 (Hiukkaspitoisuutta ei ilmoiteta ISO 8573-1:2001 -standardin mukaan, koska siinä määritellyt raja-arvot luokalle 1 viittaavat puhdastiloihin).2) ISO 8573 -1: 2001

Kiintoaineet/pöly 1) Kosteus2) Öljy-pitoisuus yhteen-

sä2)

Maks. hiukkas-

koko µm

Maks. hiukkas-

tiheys mg/ m³

Painekastepiste (x = neste-

mäisen veden osuus g/m³)

mg/m³

0 Esim. puhdasilma- ja puhdastilatekniikka; lisätie-toja KAESERiltä

1 0,1 0,1 ≤ - 70 ≤ 0,012 1 1 ≤ - 40 ≤ 0,13 5 5 ≤ - 20 ≤ 14 15 8 ≤ + 3 ≤ 55 40 10 ≤ + 7 –6 – – ≤ + 10 –7 – – x ≤ 0,5 –8 – – 0,5 < x ≤ 5 –9 – – 5 < x ≤ 10 –

ISO

857

3 -1

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

+ Pöly + Vesi/lauhde + Öljy + Bakteerit

Paineilman sisältämät epäpuhtaudet:

Tiedustele erikseen valmistajalta

Tiedustele erikseen valmistajalta

Lääketeollisuus, meijerit, panimot

Mikrosirujen valmistus, optiikka, ravinto- ja nautintoaineiden valmistus

Maalauslaitteistot

Valokuvalaboratoriot

Prosessi-ilma, lääketeollisuus

Puhdasilma- ja puhdastilatekniikka

Erityisen kuiva kuljetusilma, ruiskumaalaus, hienosäätimet

11FST

Aquamat

Puhdasilma- ja puhdastilatekniikka 11-3

SuodatinPaineilmasäiliö AT FE ZK

21-32 DHS

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

12 DHS1-3

1-3

KA

ES

ERKA

ES

ER

KA

ES

ER Tiedustele erikseen

valmistajalta

FST11 1-3 K

AE

SE

RK

AE

SE

R

FD11

KA

ES

ER

KA

ES

ER

FG1-3 DHS

11-3 KA

ES

ER Tiedustele erikseen

valmistajalta

AT FE ECDKompressori THNF

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

FD ACT11 FE

KA

ES

ER

KA

ES

ERDHS1-3

KA

ES

ER

Asennus paineilman tarpeen vaihdellessa voimakkaasti

SuodatinPaineilmasäiliö T ZK

KA

ES

ER

KA

ES

ERKA

ES

ER

Asennus paineilman tarpeen vaihdellessa voimakkaasti

KA

ES

ER

Pöly Vesi Öljy Bakteerit

Pöly Vesi Öljy Bakteerit

KA

ES

ER

Tiedustele erikseen

valmistajalta

Tiedustele erikseen

valmistajalta

Tiedustele erikseen

valmistajalta

Tiedustele erikseen

valmistajalta

1

––––

6 7

minkä seurauksena ylimääräistä vettä muodostuu noin 70 g/min. Tämä vesi kondensoituu ja erottuu paineil-masta. Kahdeksantuntisen työvuoron aikana syntyy tällä tavoin noin 35 litraa lauhdetta.

Lauhteen määrä kasvaa vielä noin 6 litralla päivässä, jos kompressoria seuraa jäähdytyskuivain. Näissä kui-vaimissa paineilma jäähdytetään ensin +3 °C:seen ja lämmitetään sitten takaisin ympäristön lämpötilaa vas-taavaksi. Näin ilman suhteelliseksi kosteudeksi saadaan noin 20 %, ja pai-neilmasta tulee laadultaan parempaa ja suhteellisen kuivaa.

2. Ilma on aina kosteataMeitä ympäröivä ilma on aina jossain määrin kosteata, ts. se sisältää myös tietyn määrän vettä. Ilmankosteus riippuu kulloinkin vallitsevasta lämpötilasta. Esi-merkiksi yksi kuutio 100-prosenttisesti vesihöyrykyllästeistä ilmaa sitoo +25 °C:n lämpötilassa liki 23 g vettä.

3. Lauhteen muodostuminenLauhdetta muodostuu, kun ilman tilavuutta pienennetään ja samalla alennetaan sen lämpötilaa. Tällä tavoin ilman kyky sitoa itseensä vettä heikkenee. Juuri näin tapahtuu kom-pressoriyksikössä ja kompressorin jälkijäähdyttimessä.

4. Tärkeitä käsitteitäa) Absoluuttinen ilmankosteusAbsoluuttisella ilmankosteudella tarkoi-tetaan ilman vesihöyrypitoisuutta. Se ilmaistaan yksiköllä g/m³.

1. Käytännön esimerkkiKun öljyjäähdytteinen ruuvikompres-sori imee yhden minuutin aikana 20 °C:n lämpötilassa ja ympäristön paineessa 10 m³ ilmaa, jonka suh-teellinen kosteus on 60 %, sisältää tämä ilma noin 100 g vesihöyryä. Kun ilma puristetaan 10 barin absoluut-tiseen paineeseen (puristussuhde 1:10), saadaan 1 käyttökuutiometri paineilmaa.

Puristusvaiheen jälkeisessä 80 °C:n lämpötilassa yksi kuutiometri pystyy sitomaan itseensä 290 g vettä. Koska vettä on vain n. 100 g, tulee ilman suhteelliseksi kosteudeksi n. 35 %, ts. paineilma on melko kuivaa eikä lauhdetta muodostu. Mutta kompres-sorin jälkijäähdyttimessä paineilman lämpötila putoaa 80 °C:sta noin 30 °C:seen. Tämän jälkeen yksi kuu-tiometri ilmaa kykenee sitomaan itseensä enää vain noin 30 g vettä,

b) Suhteellinen ilmankosteus (Frel)Suhteellinen ilmankosteus tarkoittaa kylläisyysastetta, ts. todellisen vesihöy-rypitoisuuden suhdetta kulloiseenkin ilman kylläisyyspisteeseen (suhteel-linen kosteus 100 % Frel). Se vaihtelee lämpötilan mukaan: lämmin ilma sitoo itseensä enemmän vesihöyryä kuin kylmä.

c) Ilmakehän kastepisteIlmakehän kastepiste on se lämpö-tila, jossa ilma ilmakehän paineessa (ympäristöolosuhteissa) muuttuu 100-prosenttisesti kosteudella kylläi-seksi eli saavuttaa 100-prosenttisen suhteellisen kosteuden (Frel).

Seuraavassa joitakin esimerkkejä:

Kastepiste °C Maks. vesipitoisuus g/m³

+40 50,7

+30 30,1

+20 17,1

+10 9,4

0 4,9

-10 2,2

-20 0,9

-25 0,5

d) PainekastepistePainekastepisteellä tarkoitetaan sitä lämpötilaa, jossa paineilma abso-luuttisessa paineessaan muuttuu 100-prosenttisesti kosteudella kylläi-seksi eli saavuttaa 100-prosenttisen suhteellisen kosteuden. Edellä olevaan esimerkkiin sovellettuna tämä tarkoittaa, että 10 barin absoluuttisessa paineessa

olevan ilman absoluuttinen ilmankos-teus +3 °C:n painekastepisteessä on 6 g yhtä käyttökuutiota kohden. Asiaa voi-daan selventää seuraavalla esimerkillä: Jos esimerkissä mainitun käyttökuu-tiometrin 10 barin absoluuttinen paine alennetaan ilmakehän painetta vas-taavaksi, kasvaa sen tilavuus jälleen kymmenkertaiseksi. Vesihöyrymäärä (6 g) pysyy ennallaan, mutta jakautuu nyt kymmenkertaisen tilavuuden osalle. Yksi kuutiometri ilmakehän paineessa olevaa ilmaa sisältää siis enää vain 0,6 g vesihöyryä. Tämä vastaa ilmakehän kastepistettä –24 °C.

5. Taloudellinen ja ympäristö- ystävällinen paineilman kuivausa) Jäähdytys- vai adsorptiokuivain?Vaikka jäähdytyskuivainten käyttö edellyttää kylmäaineiden käyttöä, niin siitäkään huolimatta adsorptiokui-vaimia ei voida pitää varteenotettavana vaihtoehtona jäähdytyskuivaimille, jos lähtökohdaksi otetaan taloudellisuus ja ympäristötase. Jäähdytyskuivaimet vaa-tivat nimittäin vain 3 % siitä energiasta, jonka kompressori tarvitsee paineil-matuotantoon, adsorptiokuivaimet sitä vastoin vähintään 10–25 %. Normaa-litapauksissa jäähdytyskuivaimet ovat siis suositeltavin vaihtoehto. Adsorptiokuivainten käyttö on edel-leenkin tarkoituksenmukaista vain, jos tarvitaan erittäin kuivaa paineilmaa, jonka kastepiste on –20 °C, –40 °C tai jopa –70 °C.

b) Mikä kylmäaine?R 12:n ja R 22:n kaltaisten kloo-rifluorihiilivetyjen käyttö uusissa

jäähdytyskuivaimissa on kielletty. Alla olevassa taulukossa on esitetty sal-litut kylmäaineet ja niiden vaikutus ympäristöön.Vuoteen 2000 saakka useimmat jääh-dytyskuivainten valmistajat käyttivät kylmäaineena osittain halogenoitua kloorifluorihiilivetyä R 22:ta. R 12:een verrattuna sen ODP-arvo (otsonikatoa edistävä potentiaali) oli vain 5 % ja GWP-arvokin (kasvihuoneilmiötä edistävä potentiaali) vain 12 % eli huomattavasti alhaisempi. Nykyisin valmistajat käyt-tävät pääasiassa R 134a:ta, jolla ei ole haitallista vaikutusta otsonikerrokselle ja jota lainsäätäjä suosittelee R 12:n ja R 22:n vaihtoehdoksi. R 134a:n etuna on, että laitteistot, joissa tähän asti on käytetty R 12:ta, voidaan ilman suuria muutoksia varustaa uudelle kylmäai-neelle soveltuviksi.

R 134a:n ohella käytetään nykyisin myös muita otsonikerrokselle vaarattomia fluo-rihiilivetyjä kuten R 404A:ta ja R 407C:tä. Näiden kohdalla on kyse eri kylmäai-neseoksista, joiden lämpötilaliukuma – ts. niiden aineosien höyrystymis- ja kondensoitumislämpötilojen välinen ero – kuitenkin vaihtelee. Tämän lisäksi niiden GWP-arvo on R 134a:ta suurempi (ks. alla oleva taulukko). Sen vuoksi R 407C:n käyttö tulee kysymykseen vain erikoistapauksissa. Sen sijaan R 404A on alhaisen lämpötilaliukumansa ansiosta kiinnostava kohteissa, joissa läpivirtauskapasiteetti on yli 24 m³/min.

Ympäristön ilma: 10 m³/min 20 °C; 102,9 g/min vettä;

kylläisyysaste 60 %

Puristussuhde 1 : 10

1 käyttö-m3/min sisältää 80 °C:ssa 102,9 g/min

vettä; kylläisyysaste 35 %

Jäähdytys: 1 käyttö3 sisältää +3 °C:ssa 102,9 g/min vettä: kylläisyysaste

1728 %; lauhdetta muodostuu 96,95 g/min, 46536 g / 8 tunnin

työvuoro = n. 47 litraa

Kylmäaine Koostumus Kaava

ODP-arvo ( ODP = ozone depletion potential)

[R 12 = 100 %]

GWP-arvo ( GWP = global warming potential)

[R 12 = 100 %]

Lämpötilaliukuma (mahd. höyrystymis- ja konden-

soitumislämpötilan välinen ero) [K]

HCFC Kylmäaine R 22 CHClF2 5 % 12 % 0

HFC R 134A CH2F-CF3 0 % 8 % 0

Kylmäaineseos R 404A R 143a/125/134a 0 % 26 % 0,7

R 407C R 32/125/134a 0 % 11 % 7,4

Ilma sisältää kosteutta, joka aiheuttaa ongelmia paineilma-järjestelmissä. Kun ilmakehän ilma jäähtyy, kuten kompres-sorin puristusprosessin jälkeen tapahtuu, vesihöyry konden-soituu. 30 kW:n kompressori,

jonka tuotto on 5 m3/min 7,5 barin paineessa, ”tuottaa” keskiverto-olosuhteissa noin 20 litraa vettä yhden työvuoron aikana. Käyttöhäiriöiden ja vikojen estämiseksi tämä vesi on poistettava paineilma-järjestelmästä. Kuivaaminen on siten keskeinen osa pai-neilman jälkikäsittelyä. Tässä kappaleessa kerromme, kuinka paineilma kuivataan edulli-sesti ja ympäristöystävällisesti.

3. Miksi

paineilma pitää kuivata?

8 9

1. LauhteenpoistoJokaisessa paineilmajärjestelmässä syntyy epäpuhtauksia sisältävää lauh-detta tiettyihin kohtiin (kuva yllä). Sen vuoksi luotettava lauhteenpoisto kuuluu välttämättömänä osana jokaiseen paineilmajärjestelmään. Se vaikuttaa oleellisesti paineilman laatuun sekä paineilmajärjestelmän toimintavarmuu-teen ja taloudellisuuteen.

a) Mihin lauhdetta kerääntyy?70–80 % lauhteesta kerääntyy pai-neilmajärjestelmän mekaanisiin osiin – olettaen, että kompressoreissa on tehokas jälkijäähdytys.

Syklonierotin:Syklonierotin on mekaaninen erotin, joka keskipakovoiman avulla erottaa lauhteen paineilmasta (kuva oik. alh.). Optimaalisten toimintaedellytysten

jäähtymistä ja tehostaa lauhteen erottumista.

Vesikuoppa paineilmaputkessa:Jotta lauhde ei voisi virrata epämää-räisesti paineilmajärjestelmässä, on kosteata paineilmaa kuljettava pai-

neilmaputki suunniteltava siten, että

kaikki siihen johtavat ja siitä erkanevat pai-neilmalinjat osoittavat joko ylöspäin tai sivulle. Alaspäin suunnatut lauh-teenjohtimet, nk. vesikuopat, mahdollistavat lauhteen pois-johtamisen pääputkesta.

saavuttamiseksi kuhunkin syklo-nierottimeen tulee liittää vain yksi kompressori.

Välijäähdytin:Kaksivaiheisissa, välijäähdyttimillä varustetuissa kompressoreissa lauh-detta kertyy myös välijäähdyttimen erottimeen.

Paineilmasäiliö: Paineilmasäili-össä lauhde erottuu paineilmasta painovoiman avulla. Riittävän suuri paineilmasäiliö (kompressorin tuotto/min : 3 = paineil-masäiliön tilavuus kuutiometreinä) on yhtä tehokas lauhteenerottaja kuin syk-lonierotin. Syklonierottimesta poiketen paineilmasäiliö voidaan asentaa kom-pressoriaseman pääpaineilmaputkeen edellyttäen, että paineilma virtaa sisään säiliön alaosassa ja poistuu ylhäällä sijaitsevan aukon kautta. Paineilma-säiliön pinta säteilee lämpöä ulospäin, mikä osaltaan edistää paineilman

Paineilman virtausnopeuden ollessa 2–3 m/s ja vesikuopan ollessa oikein suunniteltu se erottaa lauhteen paineilmasta yhtä tehokkaasti kuin pai-neilmasäiliö (kuva 1).

b) Paineilman kuivaus Yllä mainittujen kohteiden lisäksi lauhdetta muodostuu myös paineilmaa kuivattaessa.

Jäähdytyskuivain:Paineilma kuivuu lämpötilan alene-

misen myötä ja näin ollen lauhdetta kertyy myös jäähdytyskuivaimeen.

Adsorptiokuivain:Putkissa paineilman lämpötila alenee tuntuvasti, ja lauhdetta syntyy jo ennen kuin paineilma saavuttaa adsorptio-kuivaimen. Osapaineen vuoksi itse adsorptiokuivaimessa esiintyvä kosteus on höyryn muodossa.

c) Hajautettu erotinJos paineilmaa ei kuivata keskitetysti, kertyy ennen paineilmatyökaluja asen-nettuihin vedenerottimiin suuret määrät lauhdetta. Tällaiset vedenerottimet vaa-tivat hyvin paljon huoltoa.

2. Yleisimmät lauhteenpoistomenetelmätTällä hetkellä käytetään yleisimmin seu-raavia menetelmiä:

a) Uimuriventtiili (kuva 2)Uimuriventtiili kuuluu vanhimpiin lauh-teenpoistomenetelmiin. Se korvasi aikoinaan täysin epätaloudellisen ja epäluotettavan manuaalisen lauh-teenpoiston. Paineilman sisältämien epäpuhtauksien vuoksi myös uimu-riventtiilit ovat osoittautuneet erittäin alttiiksi häiriöille ja vaativat jatkuvaa huoltoa.

b) MagneettiventtiiliAikaohjauksella toimivat magneetti-

venttiilit toimivat luotettavammin kuin uimuriventtiilit, mutta epäpuhtauksien vuoksi nekin on tarkastettava säännöl-lisin välein. Väärin asetetut venttiilien avautumisajat aiheuttavat painehäviöitä ja korottavat energiantarvetta.

c) Pinnankorkeusanturilla varustetutlauhteenpoistimet (ECO Drain; kuva 3)Nykyisin käytetään useimmiten älyk-käitä, taso-ohjauksella varustettuja lauhteenpoistimia. Niissä häiriöille altis uimuri on korvattu elektronisella antu-rilla. Mekaanisen kulumisen aiheuttamat toimintahäiriöt on näin ollen eliminoitu, eikä likaantumisellakaan ole enää vai-kutusta laitteen toimintaan. Venttiilien avautuminen on tarkkaan säädettä-vissä, jolloin vältytään painehäviöiltä. Laitteiden toimintaa on helppo valvoa, ja anturien lähettämät sig-

naalit on mahdollista siirtää suoraan keskusohjausjärjestelmään.

d) Oikea asennusLauhteenerotusjärjestelmän ja lauh-teenpoistimen väliin tulisi aina asentaa lyhyt palloventtiilillä varustettu putki (kuva 3).

Näin lauhteenpoistin voidaan sulkea huoltotöiden ajaksi, ja pai-neilmalaitteiston toiminta voi jatkua keskeytyksettä.

Kuva 1: Vesikuoppa lauhteenpoistimineen Kuva 2: Uimuriventtiili Kuva 3: Palloventtiilillä varustettu ECO Drain

Lauhteen muodostumista pai-neilmaa tuotettaessa ei voida estää. Kappaleessa "Miksi paineilma pitää kuivata?" on kuvattu, kuinka lauhde muo-dostuu (ks. sivu 8). Jo 30 kW:n kompressori, jonka tuotto on

5 m³/min, tuottaa keskimääräi-sissä käyttöolosuhteissa noin 20 litraa lauhdetta yhden työ-vuoron aikana. Lauhde on poistettava paineilmajärjes-telmästä, sillä se aiheuttaa toimintähäiriöitä, tuotannonkes-keytyksiä ja korroosiota. Tässä kappaleessa kerromme, kuinka lauhde poistetaan oikein ja kustannustietoisesti.

4. Kuinka lauhde

poistetaan oikein?

10 11

1. Miksi lauhde käsitellään?Paineilmatuotannon aikana syntyvä lauhde on ongelmallinen sekoitus, eikä sitä tule sellaisenaan päästää viemä-ristöön. Ympäristökuormituksen vuoksi se sisältää paitsi kiinteitä hiukkasia myös hiilivetyjä, rikkidioksidia, kuparia, lyijyä, rautaa jne. Epäpuhtauksille, joita yleiseen viemäriverkostoon johdettava jätevesi saa sisältää, on olemassa tarkat raja-arvot. Omalla sijaintipaik-kakunnallasi sovellettavat raja-arvot (esim. hiilivety- ja pH-arvon) saat par-haiten selville soittamalla paikalliselle vesilaitokselle.

2. Eri tyyppiset lauhteeta) DispersioLauhdetta voi esiintyä eri muodoissa. Dispersiomaista lauhdetta syntyy useimmiten öljyjäähdytteisissä kom-pressoreissa, joissa käytetään KAESER Sigma Fluid S460 -tyyppistä synteet-tistä jäähdytysöljyä. Tällaisen lauhteen pH-arvo on yleensä 6–9, ts. lauhde on pH-arvoltaan neutraali. Ympäröivästä ilmasta peräisin olevat epäpuhtaudet sitoutuvat lauhteen pintaan muodos-tuvaan öljykerrokseen, joka on helppo erottaa vedestä.

käsittelemättömänä voi johtaa yleiseen viemäriverkostoon, vaikka näin usein väitetään.

3. Lauhteen hävitys ongelmajätteenäLuonnollisesti on mahdollista ottaa lauhde talteen ja antaa sen hävitys ongelmajätteisiin erikoistuneen yri-tyksen tehtäväksi. Lauhteen laadusta riippuen kustannukset saattavat kui-tenkin muodostua huomattavan korkeiksi. Kun huomioidaan syntyvän lauhteen määrä, on yrityksen sisällä tapahtuva lauhteenkäsittely useimmiten

kannattavampi vaihtoehto. Sillä on se etu, että alkuperäisestä ongelmajäte-määrästä jää jäljelle vain n. 0,25 %.

b) EmulsioEmulsiomaisen lauhteen selvin merkki on maitomainen neste, jonka aineosat eivät useankaan päivän kuluessa hajoa kahdeksi eri faasiksi (kuva 1, oik.). Tämäntyyppistä lauhdetta muodostuu usein sellaisiin mäntä-, ruuvi- ja lamel-likompressoreihin, joissa jäähdytykseen käytetään perinteistä öljyä. Myös täl-laisessa lauhteessa haitalliset aineet on sidottu öljyyn. Öljy ja vesi samoin kuin imetyt epäpuhtaudet, esim. pöly ja raskasmetallit, eivät voimakkaan sekoittumisen vuoksi kuitenkaan erotu toisistaan paino-voiman vaikutuksesta. Jos öljyssä esiintyy este-reitä, saattaa lauhde myös olla aggressii-vista, jolloin se on neutraloitava. Tällaisten lauhteiden käsittely on mahdollista vain emul-sion hajottavilla laitteilla.

c) Öljyttömistä kompressoreistaperäisin olevan lauhteen käsittelyLisääntyvän ympäris-tökuormituksen vuoksi myös öljyttömistä kom-pressoreista peräisin oleva lauhde sisältää huomattavat määrät öljyisiä aineosia. Lisäksi sen rikkidioksidi-, raskas-metalli- ja/tai muu kiintoainepitoisuus on usein sangen korkea. Tästä seuraa, että lauhde on yleensä aggressiivista (pH-arvo 3–6). Tällaista lauhdetta ei

4. Käsittelymenetelmäta) Dispersion käsittelyTämäntyyppisen lauhteen jälkikäsitte-lyyn riittää yleensä kolmikammioinen erotin, joka koostuu kahdesta esierotuskammiosta ja yhdestä aktii-vihiilisuodattimella varustetusta kammiosta. Varsinainen erotus tapahtuu painovoiman avulla. Laitteen erotuskammiossa nesteen pinnalle muodostuva öljykerros johdetaan eril-liseen astiaan ja hävitetään jäteöljyn tavoin. Jäljelle jäävä vesi suodatetaan kahdessa vaiheessa, minkä jälkeen se voidaan johtaa yleiseen viemäriver-kostoon. Painovoiman avulla tapahtuva erotus on kustannuksiltaan noin 95 % edullisempaa kuin käsittelemättömän lauhteen hävitys ongelmajätteenä. Nykyään tarjolla olevat lauhteenkäsit-telylaitteet soveltuvat maks. 105 m³ paineilmaa minuutissa tuottaville kom-pressoreille. Tuotannon ollessa tätä suurempi voidaan kytkeä useampia lauhteenkäsittelylaitteistoja rinnakkain.

b) Emulsion käsittelyStabiilien emulsioiden käsittelyssä käytetään nykyisin pääasiassa kah-

dentyyppisiä laitteita: Kalvoerottimet toimivat ultrasuodatusperiaatteella, joka perustuu ns. cross flow -menetelmään. Esisuodatettu lauhde virtaa kalvojen yli osan nesteestä läpäistessä kalvot. Käsittelyn jälkeen erottimesta poistuva

neste voidaan johtaa viemäriverkostoon. Toisen laitetyypin toiminta perustuu pulverimaisen hajotusaineen käyttöön. Aine kapseloi öljyhiukkaset muodostaen täten helposti suodatettavia hiutaleita. Tarkoin määritellyn huokoisuuden omaava suodatin suodattaa nämä hiu-taleet tehokkaasti, ja jäljelle jäävä vesi voidaan johtaa viemäristöön.

c) Öljyttömistä kompressoreista peräisin olevan lauhteen käsittelyÖljyttömien kompressorien muodos-tama lauhde on käsiteltävä kemiallisesti. Tähän kuuluu pH-neutralointi emäksisiä aineita lisäämällä sekä raskasmetal-lien sitominen suodattimeen, joka on hävitettävä ongelmajätteenä. Tämä menetelmä on kaikista menetelmistä monimutkaisin. Esim. Saksassa eri-koisluvan, jolla tällaisen lauhteen johtaminen viemäristöön sallitaan, tulee koskea paitsi lauhteen mahdollisesti sisältämää öljyä myös ympäröivästä ilmasta imettyjä ja lauhteessa tiiviste-tyssä muodossa esiintyviä haitallisia aineita, jotka voivat huomattavassa määrin saastuttaa lauhdetta.

Dispersiomaisen lauhteen käsittely Aquamat-tyyppisellä erottimella on tehokas ja edullinen tapa erottaa lauhteesta epäpuhtaudet

Jokaiseen kompressoriin pääsee imetyn ilman mukana vesihöyryä ja epäpuhtauksia. Puristusvai-heen aikana muodostuvasta lauhteesta on poistet-tava öljy ja muut haitalliset aineet (kuva yllä; 2), ennen kuin se voidaan johtaa viemäriverkostoon (kuva yllä; 3)

Stabiilin emulsiomaisen lauhteen käsittelyssä käytetään mm. kalvoerottimia

1 2 3

Paineilmaa tuotettaessa lauh-detta muodostuu väkisinkin melkoisia määriä (vrt. kappaleet 3 ja 4). Käsite kondensaatio saattaa aiheuttaa sen harha-käsityksen, että kyse olisi vain tiivistyneestä vesihöyrystä. Näin

ei kuitenkaan ole. Jokainen kompressori on kuin ylimitoitettu pölynimuri: imetyn ilman sisäl-tämät epäpuhtaudet siirtyvät paineilmaan ja edelleen tiiviste-tyssä muodossa lauhteeseen.

5. Lauhteen taloudellinen ja luotettava jälkikäsittely

12 13

1. Sisäinen ohjausa) Kuormitus-kevennyskäyntisäätöUseimmat kompressorit toimivat oiko-sulkumoottoreilla. Näiden moottorien sallittu kytkentätaajuus alenee tehon suuretessa. Se ei vastaa sitä kytken-tätaajuutta, joka on tarpeen alhaisen kytkentäeron omaavien kompressorien pysäyttämiseksi ja käynnistämiseksi todellisen paineilmatarpeen mukaisesti. Nämä kytkennät siirtävät kompressorin kuitenkin vain kevennetylle käynnille moottorin jatkaessa vielä jonkin aikaa käyntiään. Tähän kuluvaa energiaa voidaan pitää häviönä. Tällä tavoin kyt-

erilaiset kuormitusvaatimukset voi-taisiin täyttää, on kompressoreissa oltava erilaisia ohjauksia. Näiden ohjausten on pystyttävä ylläpitämään kompressorien toiminta ja turvaamaan paineilman saanti keskusohjaus-järjestelmän toiminnan häiriytyessä.

3. PääohjausjärjestelmäPääohjausjärjestelmät koordinoivat paineilma-aseman kompressorien toi-minnan ja käynnistävät tai pysäyttävät yksittäiset laitteet aina kulloisenkin ilmantarpeen mukaan.

a) Laitteiston ositusOsituksella tarkoitetaan kompresso-rien jakoa teholtaan ja ohjaukseltaan saman- tai erilaisiin yksikköihin pro-sessin perus- ja huippukuormituksen aikaisen ilmantarpeen mukaan.

b) Pääohjauksen tehtävätKompressorien toiminnan koor-dinointi on sekä vaativa että moniulotteinen tehtävä. Nykyisin ei enää riitä, että pääohjausjärjestelmät osaavat oikealla hetkellä ottaa käyttöön eri tyyppisiä ja kokoisia kompressoreja: huoltokustannusten alentamiseksi ja toi-mintavarmuuden parantamiseksi niiden on myös pystyttävä valvomaan laitteis-toja huoltoteknisesti, yhtenäistämään kompressorien käyntiajat ja tunnista-maan häiriöt.

c) Oikea porrastusTehokkaan – ts. energiaa säästävän – pääohjausjärjestelmän tärkein edellytys on kompressorien aukoton

kettyjen kompressorien energiantarve on kevennetyn käynnin aikana yhä edel-leen vähintään 20 % kuormituskäynnin energiantarpeesta.

b) TaajuusmuuttajatKompressoreissa, joiden kierros-lukua säädetään taajuusmuuttajilla, hyötysuhde ei ole vakaa koko niiden säätöalueella. Esimerkiksi 90 kW:n moottorissa se alenee 30–100 %:n sää-töalueella 94 %:sta 86 %:iin. Lisäksi on huomioitava taajuusmuuttajasta johtuva häviö ja kompressorien epälineaariset suoritusominaisuudet.

Väärin käytettyinä taajuusmuuttajat voivat siis olla todellisia energian suur-kuluttajia ilman, että käyttäjä on siitä tietoinen. Taajuusmuuttaja ei siis ole mikään yleislääke, kun puhutaan mah-dollisimman energiataloudellisesta kompressorien käytöstä.

2. Ilmantarpeen luokitteluKompressorit voidaan niiden käytön mukaan luokitella peruskuormitus-, keskikuormitus-, huippukuormitus- ja varakoneisiin.

a) Peruskuormituksen ilmantarvePeruskuormituksen ilmantarpeella tarkoitetaan sitä ilmamäärää, jonka pro-sessi jatkuvasti vaatii.

b) Huippukuormituksen ilmantarveHuippukuormituksen ilmantarve tarkoittaa sitä ilmamäärää, joka tarvitaan tiettyinä huippuaikoina. Käyttäjien erilaisista vaatimuksista johtuen sen määrä vaihtelee. Jotta

porrastus. Huippukuormituskoneiden yhteenlasketun tuoton on sen vuoksi oltava suurempi kuin seuraavaksi kytkettävän peruskuormituskoneen tuoton. Taajuusmuuttajalla varustettua huippukuormituskonetta käytettäessä säätöalueen on vastaavasti oltava suurempi kuin seuraavaksi kytket-tävän kompressorin tuoton. Muussa tapauksessa paineilmatuotannon talou-dellisuutta ei voida taata.

d) Luotettava tiedonsiirtoLuotettava tiedonsiirto on pääohjausjär-jestelmän moitteettoman toiminnan ja tehokkuuden ehdoton edellytys. Ensin-näkin on varmistettava ilmoitusten kulku sekä yksittäisten kompressorilaitteiden sisällä että yksittäisten kompressorien ja pääohjauksen välillä. Lisäksi sen on valvottava signaalien reittejä, jotta häi-riöt, kuten esimerkiksi yhdyskaapelin katkos, voidaan välittömästi tunnistaa.

Tavallisimmat siirtoreitit:1. potentiaalivapaat koskettimet2. 4–20 mA:n analogiset signaalit 3. elektroniset liitännät, esim. RS 232, RS 485 tai Profibus DP.Nykyaikaisinta siirtotekniikkaa edustaa Profibus-väylä, jonka avulla suuria tieto-määriä voidaan nopeasti ja ongelmitta siirtää pitkiäkin matkoja (kuva alla). Pääohjaus voidaan näin ollen sijoittaa myös erilleen paineilma-asemasta.

Profibus mahdollistaa nopean tiedonsiirron kompressoriasemalta pääohjausjärjestelmälle

Kompressorin sisäinen SIGMA CONTROL -ohjaus tarjoaa neljä erilaista ohjausvaihtoehtoa

Dual-säätöKuormitus-kevennyskäynti-pysäytyssäätö

DUAL-GD eli moduloiva säätöTasapaine; tuoton jatkuva säätö p-säätimen avulla

QUADRO-säätöKuormitus-kevennyskäynti-pysäytyssäätö; optimaalisen käyntitavan automaattinen valinta

SFC (taajuusmuuttaja)Tuoton jatkuva säätö moottorin kierrosluvun kautta

Tekstiviesti matkapuhelimeen

Myynti/huolto

Modeemi

Modeemi

Jälkikäsittely

Kompressorit

Prosessi Profibus-DP

Ethernet

ECO DRAIN -lauh-teenpoistimella

varustettu suodatin

SIGMA AIR MANAGER -ohjausjärjestelmä

Huoltokeskus Sigma Air Control -valvontakeskus

Paine

Paine Paine

Paine

Aika

Aika

Aika

Aika

Kuormitus

Kev. käyntiValm.tila

Moottorin teho %

Kuormitus

Valm.tila

Moottorin teho %

Kuormitus

Valm.tila

Moottorin teho %

Kuormitus

Valm.tila

Moottorin teho %

Kaikista eduistaan huolimatta paineilma on suhteellisen kallis energianvälittäjä. Niinpä mottona täytyykin olla: säästä kustan-nuksia aina, kun siihen tarjoutuu mahdollisuus. Usein suurin syy liian korkeisiin kustannuksiin on

se tosiasia, että kompressorien tuottoa ei ole kunnolla mukau-tettu vaihtelevaan paineilman tarpeeseen. Kompressorien käyttöaste on usein vain 50 %. Monet käyttäjät eivät ole tästä lainkaan tietoisia, koska heidän kompressoreissaan on ainoas-taan käyttötuntimittari mutta ei kuormitustuntimittaria. Oikein mitoitetut ohjausjärjestelmät tuovat apua ongelmaan: ne voivat nostaa käyttöasteen yli 90 %:iin saaden täten aikaan 20 %:n ja jopa sitäkin suuremman energiansäästön.

6. Tehokas kompressoriohjaus

Kev. käynti

Kev. käyntiKev. käynti

14 15

1. KaskadiohjausKlassinen tapa yhdistää kompressorit ohjausteknisesti toisiinsa on nk. kaska-diohjaus. Tässä ohjauksessa jokaiselle kompressorille määritellään alempi ja ylempi kytkentäpiste. Jos koordinoi-tavia kompressoreja on useampia, saadaan tällä tavoin aikaan porras- tai kaskadimainen ohjausjärjestelmä. Pai-neilman kulutuksen ollessa alhaista käynnistyy vain yksi kompressori ja paine vaihtelee ylemmällä alueella tämän kompressorin minimi- (pmin) ja maksimipaineen (pmax) välillä. Paineilmatarpeen kasvaessa paine putoaa, ja ohjaus käynnistää seuraavat kompressorit (kuva 1). Tämä saa aikaan

b) Elektronisella painekytkimellä toimiva kaskadiohjausElektronisia paineantureita käytettäessä yksittäisten kompressorien kytkentäpai-neen ero voidaan alentaa 0,2 bariin ja kytkentäpisteitä voidaan myös lähentää toisiinsa. Ihannetapauksessa kytken-täpaineen ero voidaan pienentää 0,7 bariin. Kuten edellä jo mainittiin, tulisi kaska-diohjaukseen kytkeä enintään neljä kompressoria. Muussa tapauksessa on olemassa vaara, että suuren pai-nehajonnan seurauksena energia- ja

vuotohäviöt muodos-tuvat erittäin suuriksi.

2. PainekaistaohjausPainekaistaohjaus on epäilemättä nykyaikai-sempi tapa koordinoida useiden kompresso-rien toimintaa etenkin kun tehokkuudelle asetetut vaatimukset jatkuvasti kasvavat. Tässä ohjausmuo-dossa haluttua määrää

kompressoreja ohjataan yhden ainoan nk. painekaistan avulla (kuva 1). Tämä ohjausmuoto edellyttää vähintään mik-roprosessoriohjausta tai mieluummin vielä teollisuus-PC-pohjaista älykästä ohjausta. Myös painekaistaohjaus tar-joaa erilaisia vaihtoehtoja.

a) VektoriohjausVektoriohjaus määrittää paineen kohoamisen ja putoamisen määrätyn minimi- ja maksimipaineen välillä ja laskee sen pohjalta paineilman

suhteellisen epäedullisen yhtälön: pai-neilman kulutuksen ollessa vähäistä järjestelmässä vallitsee maksimipaine ja energiahäviöt kasvavat vuotojen seu-rauksena; kulutuksen ollessa suurta paine sen sijaan putoaa ja järjestelmän painereservi pienenee.

a) Kalvopainekytkimellä toimiva kaskadiohjausJos kaskadiohjaus toimii painekytkimen tai kosketuspainemittarin ohjaamana, on jokaisen yksittäisen kompressorin kytkentäpaineen eron oltava yleensä

vähintään 0,5 baria ja yksittäisten kyt-kentäpisteiden välisen eron vähintään 0,3 baria. Jos ohjattavia kompressoreja on neljä (suositeltu enimmäismäärä tälle ohjaukselle) muodostuu kytken-täpaineen eroksi tällä tavoin vähintään 1,4 baria.

kulutuksen. Kompressorien ohjaus suuntautuu tavallaan "taaksepäin", sillä niitä ohjataan menneiden kulutustie-tojen pohjalta (kuva 2). Jos paineilman tarve on vaihtelevaa, saattaa seurauk-sena olla putkiston värähtelyä, joka on vaimennettava. Tässä yhteydessä kompressorien yhteensovittaminen on erityisen tärkeätä. Tätä ohjausvaihto-ehtoa käytettäessä kytkentäpaineen eroa ei yleensä voida alentaa alle 0,5 barin, koska mittaus tapahtuu minimi- ja maksimipaineen välisellä alueella.

b) Trendin tunnistava painekaistaohjausVektoriohjausta tehokkaampi vaihtoehto on trendin tunnistava painekaistaohjaus, sillä se mahdollistaa 0,2 barin kytkentä-

paineen eron. Tämä on tällä hetkellä alhaisin paineilmatekniikan tuntema kytkentäpaineen ero. Trendin tunnistus ei perustu tietyllä aikajaksolla tapah-tuvan välittömän paineenkohoamisen ja -putoamisen määrittämiseen, vaan ohjaus tarkkailee paineilmajärjestelmän kulutuskäyttäytymistä kompressorin kytkennän jälkeen ja tekee sen pohjalta johtopäätökset seuraavia kytkentöjä varten (kuva 3). Näin 0,01–0,03 barin tarkkuudella toimiva trenditunnistus on aina ajan tasalla ja antaa ohja-ukselle mahdollisuuden koordinoida optimaalisesti myös sellaisia paineilma-järjestelmiä, joissa paineilman kulutus vaihtelee voimakkaasti. Niinpä nykyisin on mahdollista kytkeä jopa 16 kom-pressoria ohjausteknisesti toisiinsa vain 0,2 barin painealueella. Hätätilan-teita varten painekaistaohjauksessa on varmuusvarana nk. varakaista, jonka

avulla paineilmatuotanto voidaan tur-vata tilanteessa kuin tilanteessa. Nämä ohjaukset voivat omalta osaltaan tun-tuvasti tehostaa paineilmajärjestelmien energiansäästöä. Asiaa voidaan sel-ventää seuraavalla esimerkillä: jo 0,1

baria alhaisempi järjestelmä-paine tuo mukanaan yhden prosentin energiansäästön.

c) Huippukuormituksen mukaan määräytyvä ohjausTrendin tunnistavat paine-kaistaohjaukset ryhmittelevät kompressorit niiden suo-rituskyvyn mukaan. Näin ne pystyvät paitsi tasaa-maan kompressorien käyttö- ja kuormitustunnit

myös valitsemaan täsmälleen oikean kompressorin oikeaan aikaan (kuva 4). Tämä kuitenkin edellyttää kompres-sorien optimaalista ositusta. Tällä tarkoitetaan suoritusteholtaan saman- tai erisuuruisten kompressorien jakoa peruskuormitus- ja huippukuormitus-koneisiin (ks. myös kappale Tehokas kompressoriohjaus).Tämä tällä hetkellä taloudellisin kompres-sorien ohjaustapa edellyttää kuitenkin suurten tietomäärien välittämistä ja käsittelyä. Ainoastaan KAESERin tarjoaman SIGMA AIR MANAGERin (SAM) kaltaiset älykkäät teollisuus-PC:t kykenevät käsittelemään tällaisia tieto-määriä. Teollisuus-PC:t voidaan kytkeä koko tuotantolaitoksen keskusohja-usjärjestelmiin, ja ne toimivat paitsi tehokkaina ohjauksina samalla myös ohjelmoiduin HTML-sivuin varustettuina www-palvelimina. Näin kompressorien käyttöä ja koko

paineilma-aseman käyttöas-tetta ja tehokkuutta koskevat tiedot voidaan koota ja analysoida ilman erityisiä tietokoneohjelmia ja samalla visualisoida ne helppotajui-sessa muodossa (SIGMA AIR MANAGER: ks. myös s. 27).

Kuva 4: Kompressorien kuormitus on tasaisem-paa, kun ositus optimoidaan ja laitteet koordinoi-daan tehokkaasti

Kuva 1: Kaskadiohjausten (peruskuormitusvaih-tokytkentöjen) ja painekaistaohjausten (esim. SIGMA AIR MANAGER – SAM) erilaiset painevaih-telut ja painesäästöt

Vertailu kaskadi-/ painekaistaohjaus

SAM-painekaistaohjauksen painevaihtelu

Perinteisen peruskuormitusvaihtokytkennän painevaihtelu

AikaVarmuusvara

Kuva 2: Kompressorien vektoriohjaus

Vektori Paineennousu aikajakson aikana

Vektori Paineenpudotus aikajakson aikana

Vektori 1 Vektori 2

Kuva 3: Trendin tunnistava painekaistaohjaus (yllä)

Painekaistaohjaus useammalle kompressorille (SAM)

1. kompressorin kytkentäpiste

2. kompressorin kytkentäpiste

Nimellis- paine

Yleensä kompressoriasemat koostuvat useasta saman- tai erikokoisesta kompressorista. Näiden yksittäisten koneiden koordinoiminen vaatii pääoh-jausjärjestelmän. Aikaisemmin tämä tehtävä oli suhteellisen

yksinkertainen: pääasiassa oli kyse siitä, että yhtä suurten peruskuormituskoneiden käyntiä vuoroteltiin, jotta koneiden kuor-mitus olisi tasaista. Nykyisin tämä ei enää riitä: nyt on kyse siitä, että paineilmatuotannon on optimaalisesti vastattava käyttökohteen paineilmatarvetta samalla kun energia halutaan hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti. Kompressorien pääohjausjärjestelmiä on peri-aatteessa kahta eri tyyppiä: kaskadi- ja painekaistaohjaus.

7. Painekaistaohjaus – kompressorien optimaalinen yhteensovittaminen paineilman kulutuksen mukaan

16 17

1. Kompressorit synnyttävät ensisijaisesti lämpöäVaikka se maallikosta kuulostaakin uskomattomalta, niin tosiasia on, että 100 % kompressoriin syöte-tystä energiasta muuttuu lämmöksi. Puristuksen seurauksena ilmaan muodostuu kompressorissa energia-potentiaali. Tämä energia voidaan hyödyntää alennettaessa paine ympä-ristön painetta vastaavaksi, paineilmaa jäähdytettäessä ja ympäristöstä tapah-tuvan lämmönoton yhteydessä.

2. Hyödynnettävää energiaa jopa 94 %Suurin osa eli 72 % käytetystä ja läm-pönä hyödynnettävästä energiasta löytyy jäähdytysneste-/öljyjäähdytteisissä kompressoreissa niiden jäähdytykseen käytetystä väliaineesta, 13 % paineil-masta ja jopa 9 % sähkömoottorin lämpöhäviöstä. Täysin koteloiduissa öljyjäähdytteisissä ruuvikompresso-reissa jopa sähkömoottorin energiahäviö voidaan hyödyntää lämpöenergiana tarkoin kohdistetun jäähdytyksen avulla. Kompressorin vaatimasta ener-giasta voidaan siis yhteensä 94 % hyödyntää lämpöteknisesti. Vain 2 % energiasta häviää lämpösäteilynä ja 4 % lämmöstä jää paineilmaan (ks. lämmönvirtauskaavio sivulla 19).

lämmintä ilmaa ei tarvita, johdetaan poistoilmavirta ulos joko manuaalisesti tai automaattisesti käännettävän läpän tai ritilän kautta. Ritilän termostaatti-ohjaus mahdollistaa lämpimän ilman annostelun niin tarkkaan, että lämmi-tyskohteessa voidaan ylläpitää tasaista lämpötilaa. Tällä tavoin voidaan hyödyntää 94 % ruuvikompressorin sähköisestä tehonotosta. Se saattaa olla myös pienempien kompresso-rien kohdalla kannattavaa, sillä jo noin 18,5 kW:n kompressori tuottaa niin paljon lämpöenergiaa, että se riittää vai-vatta omakotitalon lämmittämiseen.

b) Veden lämmitysSekä ilma- että vesijäähdytteisten ruuvi-kompressorien kohdalla on mahdollista tuottaa lämmintä vettä eri tarkoituksiin asentamalla jäähdytysöljyjärjestelmään

3. Lämmön talteenotto- mahdollisuuksiaKäyttäjät, jotka ovat kiinnostuneita käyttämään paineilmaa entistä talou-dellisemmin, voivat valita useamman talteenottovaihtoehdon välillä:

a) Lämmenneen jäähdytysilman käyttö lämmitykseenIlma- ja öljyjäähdytteisten ruuvikom-pressorien kohdalla yksinkertaisin tapa hyödyntää lämpöä on käyttää kom-pressoreissa lämmennyt jäähdytysilma välittömästi hyödyksi. Tällöin poisto-lämpö johdetaan kanavajärjestelmän kautta lämmitettäviin tiloihin (kuva 1) Lämmintä ilmaa voidaan luonnollisesti käyttää myös muissa kohteissa kuten esimerkiksi kuivausprosesseissa, tuuli-kaappien ja oviaukkojen lämmityksessä tai polttoilman esilämmityksessä. Kun

lämmönvaihdin (kuva 2). Kysymykseen tulevat levylämmönvaihtimet tai väli-piirillä varustetut turvalämmönvaihtimet riippuen siitä, onko lämmin vesi tarkoitus käyttää lämmitykseen, peseytymiseen vai tuotanto- ja puhdistusprosesseihin. Näiden lämmönvaihdinten avulla on mahdollista tuottaa jopa 70 °C:n läm-pöistä vettä. Kokemuksemme mukaan 18,5 kW:n ja sitä suurempien kompressorien kohdalla tämän vaihtoehdon vaatimat lisäkustan-

nukset maksavat itsensä takaisin kahden vuoden sisällä. Tämä edel-lyttää luonnollisesti asiantuntevaa suunnittelua.

4. Turvallisuusnäkökohdat huomioitavaTavallisesti kompressorin ensisijaista jäähdytysjärjestelmää ei tulisi koskaan samanaikaisesti käyttää lämmön talteenottojärjestelmänä, sillä lämmön talteenoton mahdollinen toiminta-

häiriö vaarantaisi välittömästi myös kompressorin jäähdytyksen ja siten paineilmatuotannon. Sen vuoksi kom-pressoriin tulee asentaa erityiset lämmönvaihtimet lämmön talteenottoa varten, jolloin kompressori voi häiriöta-pauksessa itse huolehtia turvallisesta jäähdytyksestä: jos lämpö ei poistu tal-teenottojärjestelmän lämmönvaihdinten kautta, kytkeytyy kompressori ensisijai-selle ilma- tai vesijäähdytykselle. Näin paineilmatuotanto voidaan turvata tilan-teessa kuin tilanteessa.

5. Yhteenveto Lämmön talteenotto on harkitsemisen arvoinen mahdollisuus parantaa paineilmalaitteiston taloudellisuutta ja samalla keventää ympäristörasitusta. Järjestelmän edellyttämät lisäinves-toinnit ja -järjestelyt ovat suhteellisen vähäiset. Investointien suuruus riippuu käyttökohteessa vallitsevista olosuh-teista, käyttötarkoituksesta ja valitusta talteenottomenetelmästä.

Kuva 2: Veden lämmitys lämmön talteenoton avulla: levylämmönvaihtimilla lämmitetty vesi saavuttaa jopa +70 °C:n lämpötilan

Kuva 1: Poistoilmakanavalla ja poistoilmaa ohjaavalla läpällä varustettu lämmön talteenottojärjestelmä

Kesä: poistoilma ulos

Talvi: poistoilma lämmitykseen

Käyttövesi Levylämmönvaihdin

Kompressorin jäähdytysnestejärjestelmä

Lämmönvirtauskaavio

Energiansäästö ei nykyisin ole välttämätöntä vain eko- logisista syistä vaan alati nouse-vien kustannusten vuoksi myös taloudellisista syistä. Kompresso-rivalmistajat tarjoavat tähän monia mahdollisuuksia. Ruuvikom-

pressorien lämmön talteenotto on yksi potentiaalinen säästökohde.

8. Lämmön talteenotto säästää energiaa ja kustannuksia

Paineilmaan jäljelle jäävä lämpö

4 %

Lämmön talteenoton avul-lahyödynnettävissä oleva

lämpömäärä94 %

Jääh

dytin

72 %

Moo

ttori

9 %

Pain

eilm

an jä

ähdy

tys

13 %

Läm

pösä

teily

ym

päris

töön

2 %

Sähköinen tehonotto yhteensä 100 %

18 19

1. Taloudellinen paineilmatuotantoPaineilmakuution hintaa määriteltä-essä on huomioitava niin energiasta, jäähdytysaineista, huollosta kuin kom-pressorin kuoletuksestakin aiheutuvat kustannukset. Hintaan vaikuttavat myös kompressorin koko, kuormitus- ja huol-toaste sekä rakenne. Sen vuoksi monet yritykset arvostavat erityisen paljon paineilmatuotannon taloudellisuutta. Tähän perustuu myös öljyjäähdytteisten ruuvikompressorien suosio: pai-neilman tuottaminen on niiden avulla jopa 20 % edullisempaa.

2. Jälkikäsittelyn vaikutus paineilmaverkostoon Vähemmän sen sijaan kiinnitetään huo-miota tarpeita vastaavaan paineilman jälkikäsittelyyn. Tämä on valitettavaa, sillä vain hyvin jälkikäsitellyn paineilman avulla on mahdollista pitää paineilmaa vaativien laitteiden ja putkiverkoston huoltokustannukset alhaisina.

a) Jäähdytyskuivaimet alentavat huollontarvettaNoin 80 %:ssa kaikista käyttökohteista jälkikäsittelyyn riittää jäähdytyskuivain.

a) Verkoston oikea mitoitusPaineilmaverkoston mitoituksen tulisi aina perustua laskelmaan. Sen läh-tökohdaksi otetaan maks. 1 barin paineenpudotus kompressorin ja paineilman käyttökohteen välillä. Tähän sisältyvät kompressorien kyt-kentä- ja irtikytkentäpaineiden väliset erot ja paineilman vakiokäsittely (jäähdytyskuivaus).

Lähtökohdaksi otetaan seuraavat pai-nehäviöt (kuva oik.):

Runkoputki 0,03 bar Jakeluputki 0,03 bar Liitäntäputki 0,04 bar Kuivain 0,20 bar Huoltoyksikkö ja Letku 0,50 bar

Sen ansiosta putkistossa ei tarvita erillisiä, painehäviöitä aiheuttavia suo-dattimia, ja sen energiakustannuksetkin ovat vain n. 3 % niistä energiakustan-nuksista, jotka kompressori aiheuttaa tuottaessaan sen kuivaaman paineil-mamäärän. Tämän lisäksi putkisto ja paineilmaa kuluttavat laitteet vaativat vain vähän huoltoa ja korjauksia. Näin saavutettu kustannussäästö ylittää jopa kymmenkertaisesti jäähdytyskuiva-tuksen kulut.

b) Tilaa säästävät yhdistelmälaitteetPienempiä yrityksiä tai hajautettuja pai-neilmajärjestelmiä varten markkinoilta löytyy myös tilaa säästäviä yhdistelmiä, jotka muodostuvat ruuvikompressorista, jäähdytyskuivaimesta ja paineilma-säiliöstä (kuva oik.) tai tornimaisesta kompressori-kuivainyhdistelmästä.

3. Uuden paineilmaverkoston suunnittelu ja asennusUutta paineilmaverkostoa suun-niteltaessa on ensimmäiseksi päätettävä, halutaanko järjestel-mästä keskitetty vai hajautettu. Keskitetty paineilmajärjestelmä soveltuu useimmille pienille ja keskisuurille yrityksille. Niissä ei tavallisesti esiinny niitä ongelmia, joihin saatetaan törmätä laajalle alueelle ulottu-vissa paineilmajärjestelmissä: korkeat asennuskustannukset, riittämättömästi eristettyjen ulkoputkien jäätymisvaara tal-vella ja painehäviöt pitkissä putkissa.

Esimerkki osoittaa, kuinka tärkeää on laskea painehäviöt putkiston eri osissa. Myös muoto-osat ja sulkuventtiilit on muistettava ottaa huomioon. Ei siis riitä, että suorat putkimetrit sijoitetaan laskukaavaan tai -taulukkoon. Ensin on selvitettävä putkiston virtaustekninen pituus. Kaikki muotokappaleet ja sulkulait-teet eivät kuitenkaan aina ole tiedossa suunnittelun alkuvaiheessa. Sen vuoksi putkiston virtausteknistä pituutta las-kettaessa vaadittavat suorat putkimetrit kerrotaan kertoimella 1,6. Putkien läpi-mitat on sen jälkeen helppo selvittää tavallisten käytössä olevien laskenta-taulukkojen avulla (kuva alh. oik.).

b) Energiaa säästävä putkitusEnergian säästämiseksi putkien on oltava mahdollisimman suoria. Mutkat esteiden (esim. tukipilarien) ohitta-miseksi voidaan välttää vetämällä putkijohto suorassa linjassa esteen vierestä. Terävät, suuria painehä-viöitä aiheuttavat 90 asteen kulmat voidaan myös välttää käyttämällä niiden sijasta laajoja 90 asteen kaaria. Sulkulaitteina tulisi käyttää täys-aukkoisia pallo- tai läppäventtiilejä. Paineilmaverkoston niissä osissa, joissa virtaa kuivaamatonta paineilmaa (nykyaikaisissa paineilmajärjestelmissä ainoastaan kompressorihuoneessa), on pääputkeen johtavat ja siitä erkanevat

sivuputket suunnattava ylöspäin (ns. joutsenkaula) tai ainakin sivulle. Pää-putkessa tulisi olla kahden promillen kaltevuus. Tämän putken alimpaan koh-taan on asennettava lauhteenpoistin. Lauhteenpoiston jälkeen putket voidaan asentaa vaakasuoraan ja pääputkesta erkanevat putket voivat johtaa myös alaspäin.

c) Mikä on paras putkimateriaali?Materiaalien ominaisuuksien suhteen on vaikea antaa yleispätevää suo-situsta. Suuren lämpökuormituksen vuoksi kompressoreissa tulisi kuitenkin aina käyttää metalliputkia. Hankin-

tahinnastakaan ei ole helpottamaan päätöksentekoa: sinkityt, kupari- tai muoviputket ovat jotakuinkin yhtä kalliita, kun huomioidaan sekä materiaali- että asennuskustannukset. Teräsputket ovat noin 20 % kalliimpia. Tehokkaamilla työstömenetelmillä niidenkin hintaa on onnistuttu alentamaan.Useilla valmistajilla on käytössään taulukoita, joista käyvät ilmi jokaiselle putkimateriaalille optimaaliset olo-suhteet. On suositeltavaa, että ennen investointipäätöksen tekoa tutustut näihin taulukoihin huolellisesti, huo-mioit tulevassa tuotannossa esiintyvät rasitustekijät ja teet sen jälkeen yhteen-vedon niistä vaatimuksista, jotka putkiston tulee täyttää. Vain näin voit tehdä oikean valinnan.

d) Tärkeätä: oikea liitäntätekniikkaPutkien osat tulisi liittää toisiinsa joko hitsaamalla tai liimaamalla tai ruuvaa-malla ja liimaamalla. Vaikka putkiosien irrottaminen toisistaan vaikeutuukin, voi käyttäjä kuitenkin olla varma siitä, että vuodot on minimoitu.

1

2

34

5

1

2

3

4

5

m³/h m³/min

Putken pituus (m) Ilmantarve Nimellisläpimitta Painehäviö

Järjestelmäpaine (bar)

Paineilma on erittäin moni-puolinen, mutta hintava energianvälittäjä. Sen käyttö on kannattavaa vasta, kun sekä paineilman tuotanto, jälkikä-sittely että jakelu on sovitettu mahdollisimman hyvin yhteen.

Tähän sisältyvät varsinaisen paineilma-aseman oikean suun-nittelun ja toteutuksen lisäksi myös paineilmaverkoston oikea mitoitus ja asennus.

9. Energiahäviöiden välttäminen (1) Mitä paineilmaverkoston suunnittelussa ja asennuksessa tulisi huomioida?

20 21

Yhteensä maks. 0,80 bar

1. Perusedellytys: kuiva paineilma Uutta paineilmaverkostoa suunnitelta-essa monet virheet ja niiden johdosta myöhemmin syntyvät vaikeudet voidaan jo alun alkaen välttää. Vanhan verkoston saneerauksen sen sijaan liittyy monia ongelmia. Varsinkin silloin se on lähes toivoton yritys, jos verkostoon sanee-rauksen jälkeenkin syötetään kosteaa paineilmaa. Ennen saneeraukseen ryhtymistä on sen vuoksi ehdottomasti varmistettava, että paineilma kuivataan keskitetysti.

2. Mikä avuksi, kun verkoston paine-häviö on liian suuri?Jos verkostossa syntyvät painehäviöt ovat vielä asianmukaisten jälkikäsittely-komponenttien asennuksenkin jälkeen liian suuria, löytyy syy putkiin muodos-tuneista saostumista. Ne muodostuvat paineilman mukanaan kuljettamista epäpuhtauksista ja ovat supistaneet vir-tauksen läpimitan minimiin.

optimaaliseen tulokseen, ellei myös paineilmaverkostossa mahdollisesti olevia vuotoja eliminoida.

a) Vuotojen vuoksi menetettävän paineilmamäärän selvittäminenEnnen kuin yksittäisten vuotokohtien etsiminen aloitetaan, on määriteltävä, kuinka paljon paineilmaa vuotojen vuoksi kokonaisuudessaan menee huk-kaan. Tämä voidaan todeta suhteellisen helposti kompressorin avulla: Ensim-mäiseksi kytketään kaikki paineilmaa vaativat laitteet pois päältä. Tämän jälkeen mitataan kompressorin kuor-mituskäyntiajat määrätyn aikajakson aikana (kuva 3).

a) Vaihto vai aukipuhallus?Jos nämä saostumat ovat jo kovettu-neet, auttaa useimmissa tapauksissa vain putkien vaihto. Usein virtauksen läpimittaa voidaan kuitenkin laajentaa puhaltamalla putket auki ja kuivaa-malla ne huolellisesti edellyttäen, että saostumat eivät vielä ole supistaneet virtauksen läpimittaa oleellisesti.

b) Täydentävien putkien asennusRinnakkaisputken asennus on erit-täin hyvä tapa laajentaa liian ahtaiksi käyneitä putkihaaroja. Liian ahtaiksi käyneitä rengasputkia voidaan vastaa-vasti täydentää toisella rengasputkella (kuva 1). Jos tällainen kaksoisputkijär-jestelmä on oikein mitoitettu, voidaan päätavoitteen – painehäviöiden tun-tuvan pienentämisen – lisäksi saavuttaa myös se etu, että paineilman jakelu kokonaisuudessaan paranee. Ren-gasputkien läpivirtausta voidaan myös parantaa laajentamalla jakeluverkostoa väliputkilla (kuva 2).

3. Vuotokohtien etsintä ja poistoSaneeraustoimenpiteet eivät johda

Kuva 3: Vuodot selvitetään mittaamalla kompressorin kuormituskäyntiajat paineilmatyökalujen ollessa irtikytkettyinä

Kuva 5

Kuva 4 : Paineilmatyökalujen aiheuttamien vuotojen mittaus

Käy

ttöpa

ine

Aika T

t1 t2 t3 t4 t5

Vuodesta toiseen monissa yri-tyksissä haihtuu tuhansia euroja sanan varsinaisessa mer-kityksessä ilmaan. Syy löytyy vanhentuneesta ja/tai puutteellisesti huolletusta put-kiverkostosta, joka nostaa

paineilmajärjestelmän energian-tarpeen huippuunsa. Jos käyttäjä haluaa päästä eroon tästä poh-jattomasta rahareiästä, on hänen huolella harkittava, mistä aloittaa. Seuraavassa annamme hyödyllisiä ohjeita, kuinka paineil-maverkoston putket saneerataan oikein.

10. Energiahäviöiden välttäminen (2) Mitä vanhan paineilmaverkoston saneerauksessa tulisi huomioida?

Kuva 1: Putkiston saneeraus toisen rengasputken avulla

Kuva 2: Putkiston kapasiteetin suurentaminen väliputkilla

VK x ∑ tx

TVv =

Tämän mittauksen perusteella vuotojen vuoksi menetettävä paineilmamäärä voidaan laskea seuraavalla kaavalla:

Lyhenteet:Vv = vuotojen johdosta hukkaan kuluva paineilmamäärä (m³/min)

VK = kompressorin tilavuusvirta (m³/min)∑x = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 aika, jonka kompressori kävi kuormituskäynnillä (min)T = kokonaiskäyntiaika (min)

b) Paineilman käyttökohteissaesiintyvien vuotojen selvittäminenKun halutaan selvittää häviöt pai-neilman hajautetuissa käyttökohteissa, on kaikki pneumaattiset työkalut, koneet ja laitteet ensin kytkettävä paineilma-järjestelmään ja sen jälkeen mitattava vuotojen kokonaismäärä (kuva 4).

Tämän jälkeen suljetaan paineilman käyttökohteita edeltävät sulkuventtiilit ja mitataan putkiston vuodot (kuva 5). Kokonaisvuodon ja putkistovuodon välinen erotus ilmoittaa sen paineilma-määrän, joka kuluu hukkaan paineilman käyttökohteissa, paineilmatyökaluissa ja niiden liitännöissä.

4. Yleisimmät vuotokohdatKokemusten perusteella voidaan todeta, että noin 70 % vuodoista löytyy paineilmaverkoston viimeisiltä met-reiltä, ts. paineilmaa vaativien laitteiden ja työkalujen liitäntäkohdista. Nämä vuodot voidaan tarkalleen paikantaa saippualiuoksen tai erikoissumutteiden avulla. Pääputkissa on tavallisesti vain siinä tapauksessa lukuisia suurempia vuotokohtia, että esimerkiksi alun perin kosteaa paineilmaverkkoa, jonka asennuksessa on käytetty hamppua tiivistysmateriaalina, käytetään nyt kuivan paineilman jakeluun, ja hamppu on ajan mittaan kuivunut. Pääputkissa olevien vuotojen paikantamiseksi suo-sittelemme ultraäänilaitteen käyttöä. Kun kaikki vuotokohdat on paikannettu ja poistettu ja putkien läpimitta vastaa

jälleen paineilmatarvetta, on vanhasta paineilmaverkosta taas saatu taloudel-linen paineilman jakelujärjestelmä.

22 23

Paineilman käyttäjien skaala kattaa kaikki alat autonvalmistajista öljynja-lostamoihin. Jotta paineilmaa voitaisiin sen kaikissa eri käyttökohteissa hyö-dyntää tehokkaasti, on sen tuotanto- ja jälkikäsittelytekniikan toimittava ehdot-toman luotettavasti. Niiden on kyettävä tuottamaan paineilmaa edullisesti juuri halutussa määrin ja halutun laatuisena.

1. Neuvonta ratkaisee taloudellisuudenNämä vaatimukset täyttävän paineil-majärjestelmän täytyy olla täsmälleen käyttötarkoituksen, ympäristön ja käyt-töolosuhteiden mukaisesti suunniteltu. Tämä tarkoittaa, että kompressorien, jäl-kikäsittelylaitteiden ja paineilmaputkien täytyy olla oikein mitoitetut, ohjauksen on oltava mahdollisimman tehokas, ilmas-tointitekniikan ja lauhteenkäsittelyn on oltava tarkoituksenmukaiset ja, mikäli

energiankulutuksesta ja huollosta eikä suinkaan hankintakustannuksista.

2. Paineilma-analyysiJokaisen KESS-neuvonnan lähtökohta on tämänhetkisen ja tulevan pai-

neilmatarpeen kartoittaminen.

suunnitella asianmukainen pääoh-jausjärjestelmä (kuva 4).

d) Muuttuneet paineilmankäyttöolosuhteetMyös paineilman käyttöolosuhteiden muuttuessa on suositeltavaa tur-vautua asiantuntijan apuun. Usein voidaan nimittäin saavuttaa huo-mattavia kustannussäästöjä, kun jälkikäsittelytekniikka ja painetaso mukautetaan vastaamaan uusia olosuhteita.

Paineilmatarpeen

kartoitus

Paineilmatyökalujen vaatima minimityöpaine

Putkiston painehäviö

Aktiivihiilisuodattimen painehäviö

Painehäviö min. (alussa)

Painehäviö maks. (vaihto)

Mikrosuodattimen painehäviö

Painehäviö min. (alussa)

Painehäviö maks. (vaihto)

Kuivaimen painehäviö

Kompressorien säätöpoikkeama

Kompressorien maksimipaine

Kuva 4: Kaaviosta käyvät ilmi ADA-analyysin avulla selvitetyt vanhan (ylempi käyrä) ja uuden laitteis-ton (alempi käyrä) tehontarpeet

Kuva 1: Nykyaikaisten 3D-CAD-menetelmien avul-la kompressoriasemat voidaan suunnitella pienin-täkin yksityiskohtaa myöten asiakkaiden tarpeita vastaaviksi

Kuva 2: Kyselykaavake auttaa paineilma-aseman hankintaa suunnittelevaa yritystä määrittelemään paineilmatarpeensa. Kaavake löytyy kotisivuiltam-me osoitteesta www.kaeser.fi (Palvelut/Analyysit ja neuvonta, alaotsikko Askel askeleelta kohti alhai-sempia kustannuksia)

KAESERin suorittamassa ADA-ana-lyysissä (Air Demand Analysis) on tilanteesta riippuen huomioitava mitä erilaisimpia näkökohtia:

a) Uuden paineilmatuotannon suunnitteluUutta paineilma-asemaa suunnitteleva yritys saa täytettäväkseen kyselykaa-vakkeen (kuva 2), jonka avulla hän yhteistyössä KAESERin paineilma-asiantuntijan kanssa voi selvittää odotettavissa olevan paineilmatarpeen ja vaadittavat laitteistot. Kysymykset kattavat kaikki ne näkökohdat, jotka ovat tärkeitä taloudellista ja ympä-ristöystävällistä paineilmatuotantoa suunniteltaessa.

b) Paineilmajärjestelmän laajennus ja modernisointi Toisin kuin uusien paineilma-ase-mien kohdalla, on jo käytössä olevaa paineilma-asemaa laajennettaessa riit-tävästi kiinnekohtia käytettävissä, joiden pohjalta laajennus voidaan suunnitella.

Asiakas saa KAESERiltä käyttöönsä mittausmenetelmät ja laitteet, joiden avulla voidaan täsmälleen mitata pai-neilman kulutus eri käyttökohteissa eri vuorokauden aikoina. Tässä yhtey-dessä on erittäin tärkeätä, että mitataan myös maksimi- ja minimiarvot eikä vain keskiarvoja (kuva 3).

c) Nykyisen paineilma-asemankäyttöasteen selvittäminenJo käytössä olevien paineilma-asemi-enkin kohdalla on suositeltavaa aika ajoin tarkistaa tietokoneohjatun analyysin avulla, kuormitetaanko kompressoreja vielä oikein, onko keskusohjausjärjes-telmä vielä oikein ohjelmoitu, ja ovatko mahdolliset painehäviöt vielä tolerans-sien puitteissa. ADA-analyysiin tulisi turvautua myös siinä tapauksessa, että vanha kompressori halutaan vaih- taa uuteen. Näin voidaan tarkistaa, ovatko paineilmajärjestelmän komponentit oikein mitoitetut, saadaan mahdollisuus tehostaa kompressorien käyntiä osakuormitusalueella ja voidaan

Nykyiset paineilma-asemat ovat useimmiten useista komponen-teista koostuvia järjestelmiä. Niiden käyttö on taloudellista vain siinä tapauksessa, että tämä huomioidaan riittävästi kompres-soriasemaa suunniteltaessa,

laajennettaessa ja nykyaikais-tettaessa. Tähän KAESERillä on tarjottavanaan kattava pal-velukonsepti. Tämä palvelu sisältää sekä paineilmatekniikan eri komponentit että asiakas-neuvonnan ja -palvelun, joissa hyödynnämme kaikkia niitä mah-dollisuuksia, joita tietotekniikka tänä päivänä optimaalisesti käy-tettynä tarjoaa.

11. Kompressoriasemien oikea suunnittelu (1) Paineilmatarpeen kartoittava ADA-analyysi

Kuva 3: Eri mittausmenetelmillä ja -laitteilla määritellään paineilman kulutus sekä minimi- ja maksimipaineet. Saadut tulokset ovat paineilma-aseman optimaalisen suunnittelun perusta

Uuden laitteiston ominaistehoVanhan laitteiston ominaisteho

Aika & kuormituksella käyvät koneet

mahdollista, paineilmajärjestelmään tulisi sisältyä poistolämmön hyödyn-tävä lämmön talteenottojärjestelmä. KAESERin tarjoama KESS-energian-säästöjärjestelmä (KAESER Energy Saving Service) huomioi kaikki nämä näkökohdat: se sisältää pai-

neilmatarpeen kartoittavan analyysin, suunnittelun (kuva 1), toteutuksen, kou-lutuksen ja asiakaspalvelun. Ratkaisevia seikkoja ovat neuvonnan laatu ja oikean tekniikan valinta, sillä suurin kustan-nustensäästöpotentiaali löytyy nimittäin

24 25

KAESERin tarjoama KESS-energian-säästöjärjestelmä (KAESER Energy Saving Service) sisältää mm. tieto-konepohjaisen optimointilaskelman. Sen avulla erilaisista paineilman tuot-tamisvaihtoehdoista voidaan nopeasti selvittää kuhunkin käyttökohteeseen parhaiten soveltuva vaihtoehto. Uusia paineilma-asemia suunniteltaessa laskelma perustuu yhteistyössä paineilma-asiantuntijamme kanssa täy-tettyyn kyselykaavakkeeseen, jossa on tarkkaan selvitetty odotettavissa oleva paineilman kulutus ja mahdolliset kulu-tuksen heilahtelut. Jo käytössä olevia paineilma-asemia ajanmukaistettaessa laskelman lähtökohtana toimii ADA-analyysi (Air Demand Analysis), jonka avulla kartoitetaan yritykselle tunnus-omainen paineilman kulutus tietyn aikajakson aikana.

2. Oikea kompressoriyhdistelmäUseimmissa käyttökohteissa eri tehoisten kompressorien tarkal-leen mitoitettu yhdistelmä on paras ratkaisu. Pääsääntöisesti paineilma-asema muodostuu suuritehoisista peruskuormitus- ja varakoneista, joihin yhdistetään pienempiä huippukuor-mituskoneita. Pääohjausjärjestelmän tehtävä on huolehtia siitä, että laitteille ominainen tehontarve on mahdolli-simman hyvin tasapainossa. Sen on automaattisesti kyettävä valitsemaan perus- ja huippukuormituskoneiden edullisin yhdistelmä jopa 16 kompresso-rista vain 0,2 barin tarkkuudella. Tähän kykenevät vain älykkäät ohjaukset, jollaisia ovat esimerkiksi KAESERin tarjoamat SIGMA AIR MANAGER -ohja-ukset. Väyläjärjestelmän kautta nämä ohjausjärjestelmät kykenevät vaihta-maan tietoja kompressorien ja muiden paineilmajärjestelmän komponenttien

1. Paineilmatarpeen kartoitus tieto-koneen avullaPaineilma-aseman optimoimiseksi käy-tössä olevien ja mahdollisten uusien kompressorien tekniset tiedot syötetään tietokoneelle. Näiden tietojen pohjalta KESS laskee käyttäjän tarpeita vas-taavan, optimaalisen vaihtoehdon ja sen myötä saavutetun kustannussäästön. Laskelma ei huomioi ainoastaan tietyn suuruisen paineilmakulutuksen aiheut-tamaa hetkellistä energiankulutusta ja mahdollisia häviöitä, vaan sen avulla on mahdollista luoda tarkka kuva kompressoriasemalle ominaisesta suo-rituskäyttäytymisestä koko käyntiajalta (kuva 1). Näin mahdolliset heikkoudet osakuormitusalueella voidaan tunnistaa ja poistaa jo suunnitteluvaiheessa. Laskelman lopputulos antaa selkeän kuvan saavutettavissa olevasta kus-tannussäästöstä ja kuoletuksesta.

kuten lauhteenpoistinten, kuivainten jne. kesken. Ne voidaan myös kytkeä koko tuotantolaitoksen keskusohjaus-järjestelmään, jolloin kaikki käyttötiedot voidaan siirtää sinne.

3. Tilankäytön optimointiUutta kompressoriasemaa suun-niteltaessa tai vanhaa asemaa

modernisoitaessa käytössä oleva tila tulisi hyödyntää optimaalisesti. KAESERin käyttämät nykyaikaiset suun-nittelumenetelmät ovat tässä suurena tukena. Niiden avulla voidaan tehdä

paljon muutakin kuin perinteisiä pohjapiirustuksia ja PI-kaavioita: kompressoriasema voidaan esittää kolmiulotteisesti, ja tilojen toimivuus voidaan tieto-koneanimaation avulla testata jo suunnitteluvaiheessa. Näin esimerkiksi voidaan rajoite-tusta tilasta huolimatta käyttää taloudellisia ilmajäähdytteisiä kompressoreja, joiden käyttö-kustannukset vesijäähdytteisiin koneisiin verrattuna ovat n. 30–40 % alhaisemmat. Suuri etu on myös se, että mahdol-liset puutteet ja häiriötekijät voidaan tunnistaa jo suunnitte-luvaiheessa, mikä mahdollistaa kompressoriasemien rakennus-teknisen optimoinnin (kuvat 2 a–c).

4. Nykyaikainen tietotekniikka optimoi käytön ja valvonnan Jotta paineilmatuotanto olisi taloudellista myös pitkällä tähtäimellä, ei pelkkä opti-moitu kustannus-hyötysuhde riitä. Tämä edellyttää myös järjestelmän läpinäkyvyyttä, sillä vasta se mahdollistaa tehokkaan valvonnan. Läpinä-

kyvyydelle luo perustan kompressorin sisäinen SIGMA CONTROL -ohjaus, joka on viidellä esiohjelmoidulla ohjaus-

vaihtoehdolla varustettu teollisuus-PC. Sen avulla voidaan koota kompressorin käyttötiedot ja siirtää ne edelleen tie-toverkkoon. Pääohjaustasolla SIGMA CONTROL -ohjausta vastaa jo mainittu SIGMA AIR MANAGER (SAM; kuva 3). Kulutuksen mukaan määräytyvän ohjauksen ja valvonnan lisäksi sen teh-tävänä on koota kompressoriaseman kaikki oleelliset tiedot ja siirtää ne edelleen tietokoneverkkoon (Ethernet). Tämä voi tapahtua joko Internetin tai SIGMA CONTROL CENTER -pää-ohjausohjelmiston välityksellä. SAM tarjoaa yhdessä SIGMA AIR CONTROL -visualisointijärjestelmän kanssa mahdollisuuden esittää kaikki pai-neilma-aseman kompressorit ja niiden tärkeimmät käyttötiedot PC:n näytöllä. Näin voidaan ensi silmäyksellä tun-nistaa, toimiiko asema moitteettomasti, onko asemalta tullut häiriö- tai huoltoil-moituksia ja kuinka korkea käyttöpaine on. Käyttäjä voi vapaasti valita, kuinka yksityiskohtaisesti hän haluaa tiedot esitettävän. Näin on esimerkiksi mah-dollista rekonstruoida käyttötapahtumia, esittää energiankulutus, paineilman tarve ja painetaso graafisesti ja todeta, milloin seuraavat huoltotoimenpiteet on suoritettava. Tämä nykyaikainen valvontaistrumentti vaikuttaa omalta osaltaan ratkaisevasti siihen, että pai-neilma-asema tuottaa aina vaaditun määrän paineilmaa halutun laatuisena optimoituun hintaan.Kuva 1: Vanhan kompressoriaseman energiankulutuksen vertailu yhden käyttöpäivän aikana eri laitteis-

tovaihtoehdoilla

Kuva 2 a: Erään autotehtaan kompressoriaseman pohjapiirus-tus

Kuva 2 b: Saman kompressoriaseman PI-kaavio

Kuva 2 c: 3D-animaation avulla kompressoriasema voidaan esittää halutusta kuvakulmasta ja aseman toimivuus voidaan jo suunnitteluvaiheessa testata virtuaalisesti

Kuva 3: SIGMA AIR MANAGER -pääohjausjärjes-telmän (SAM) avulla voidaan paitsi sovittaa kaikki kompressoriaseman komponentit optimaalisesti yhteen myös tehostaa paineilman saatavuutta ja paineilmatuotannon valvontaa

Huonekorkeus 5 m

Lauhdeputki

Pohjaton rahareikä vai sääs-tölipas? Paineilma voi olla molempia. Ratkaiseva sana tässä yhteydessä on järjes-telmäoptimointi, sen avulla voitaisiin säästää yli 30 % eurooppalaisissa teollisuusyri-

tyksissä keskimäärin syntyvistä paineilmakustannuksista. Suu-rimman osan eli noin 70–80 % näistä kustannuksista muo-dostavat energiakustannukset, jotka tuskin alenevat, vaan vuosi vuodelta pikemminkin kasvavat. Siksi energiatehokkaimman paineilmakonseptin löytäminen on käyttäjän kannalta entistä tärkeämpää.

12. Kompressoriasemien oikea suunnittelu (2) Kuinka löydän taloudellisimman paineilmakonseptin?

Vaad

ittu

tuot

to m

3 /min

Teho

nott

o

Aika

26 27

Analyysi ja menestyksekäs optimointi edellyttävät hyvää ja luottamuksellista suhdetta paineilmajärjestelmän käyt-täjän ja paineilma-asiantuntijan välillä, sillä analyysi vaatii joukon ennakkotietoja.

1. Käyttäjältä tarvittavat tiedota) PohjapiirustusTuotantotilojen hahmottamiseksi paineilma-asiantuntija tarvitsee pohja-piirustuksen (kuva 1), josta käy ilmi koko paineilmaverkosto. Tämän lisäksi hän tarvitsee tietoja putkien mitoituksesta ja materiaaleista, tärkeimmistä paineilman käyttökohteista ja poikkeuksellisista pai-neista ja paineilmalaaduista.

b) Paineilman käyttötarkoitus Koska paineilman käyttökohteet ovat niin moninaiset, on välttämätöntä saada tarkempia tietoja sen käyttötarkoituk-sesta. On tärkeätä tietää, käytetäänkö paineilmaa esimerkiksi ohjausilmana, pintakäsittelyssä, pyörivissä työkaluissa, puhdistuksessa vai prosessi-ilmana jne.

2. Käyttäjän ja paineilma-asiantun-tijan välinen keskusteluKäyttäjän kokoamat tiedot käydään läpi alustavassa keskustelussa paineilma-asiantuntijan kanssa. Samalla voidaan käsitellä paineilmatuotannon ongelmat. Näitä voivat olla esimerkiksi liian alhainen tai heilahteleva painetaso, heikko pai-neilman laatu, kompressorien huono käyttöaste tai jäähdytysongelmat.

3. Paineilmajärjestelmän katselmusHavainnollisin tiedonsaantitapa on tutustuminen paineilmajärjestelmään

c) Asennetut kompressoritKompressorien tyypin ja rakenteen lisäksi tarvitaan teknisiä tietoja kuten käyttöpaine, tuotto, tehonotto, jäähdy-tystapa ja mahdollinen poistolämmön hyödyntäminen.

d) Paineilman jälkikäsittelyPaineilman jälkikäsittelystä on tärkeätä tietää, tapahtuuko se keskitetysti vai hajautetusti ja mitä laatuvaatimuksia paineilmalle asetetaan. Luonnollisesti myös jälkikäsittelykomponenttien tek-niset tiedot on ilmoitettava. Virtauskaavio antaa hyvän yleiskuvan järjestelmästä (kuva 2).

e) Järjestelmän ohjaus ja valvontaYksittäisten kompresso-rien ominaisuuksien ohella kompressorien yhteensopi-vuus vaikuttaa oleellisesti paineilma-aseman taloudel-lisuuteen. Sen vuoksi myös ohjaus- ja valvontatekniikan kuvaus on tarpeen.

paikan päällä. On suositel-tavaa aloittaa kriittisimmältä vyöhykkeeltä eli sieltä, missä esimerkiksi on odotettavissa paineen voimakasta heikkenemistä (kuva 3) tai ongelmia paineilman laadussa. Kokemuksen mukaan syyt löytyvät useimmiten paineilman lopullisista käyttökohteista. Siksi on suosi-teltavaa edetä seuraavasti:

a) Liitäntäletkut,paineenalentimet, vedenerottimetEtenkin paineilmatyökaluihin johtavat letkut vuotavat usein. Sen vuoksi ne on tarkastettava huolellisesti. Jos järjestelmässä käytetään paineenalen-timia, on myös niiden paineasetukset tarkastettava kuormitusolosuhteissa (kuva 4). Samoin on tarkastettava, onko paineenalentimia edeltäviin vedenerotti-miin kertynyt nestettä ja epäpuhtauksia. Sama pätee kohtisuoraan alaspäin erkaneviin putkiin (kuva 5).

b) SulkulaitteetRunkoputkistosta erkanevien yhdysput-kien kunto vaikuttaa myös oleellisesti järjestelmän tehokkuuteen. Kriittisiä

kohtia ovat sulkulaitteet. Siksi onkin tarkastettava, onko järjestelmässä vir-tausteknisesti edullisia, täysaukkoisia palloventtiilejä tai läppäventtiilejä vai virtausteknisesti epäedullisia veden sulku- ja kulmaventtiilejä.

c) RunkoputkistoRunkoputkiston kohdalla on tärkeätä löytää ahtaat kohdat ja niiden myötä syyt paineen putoamiselle.

d) Paineilman jälkikäsittelyjärjestelmäTässä kohdassa tärkeimmät tarkastus-kriteerit ovat saavutettu painekastepiste (kuivuusaste) ja kulloinkin aiheutettu paine-ero. Käyttökohteesta riippuen myös muut laatutarkastukset saattavat olla tarpeen.

e) KompressoriasemaMyös itse kompressoriasemassa voi olla huomattavia puutteita. Tarkas-tuksen kohteiksi on syytä ottaa koneiden sijoitus, ilmanvaihtojärjestelmä, jääh-dytys ja putkitus. Tämän lisäksi on tarkastettava kompressorien kytken-

täpaineen ero, paineilmasäiliöiden tilavuus ja mittauspiste, josta käsin kompressoreja ohjataan.

f) Mittauspisteiden valintaTutustuttuaan paineilmajärjestelmään paikan päällä paineilma-asiantuntija valitsee yhdessä asiakkaan kanssa mittauspisteet kulutusanalyysia varten. Analyysi edellyttää painemittausta vähintään ennen ja jälkeen paineilman jälkikäsittelyn sekä paineilman ulostulo-kohdassa paineilmaverkoston päässä.

4. ADA-mittausPainetta ja paineilman kulutusta mitat-taessa kompressoriaseman käyntiä ja paineilmajärjestelmää seurataan tie-tojenkeruulaitteen avulla vähintään 10 päivän ajan. Tietojenkeruulaite kerää kaikki oleelliset mittausarvot ja siirtää ne PC:lle, joka laatii yksityiskohtaisen kulutuskaavion. Kaaviosta ovat tunnis-tettavissa paineen putoamiset, paineen ja kulutuksen vaihtelut, kompressorien suoritusominaisuudet kevennetyllä käynnillä, kompressorien käynti- ja valmiusajat sekä jokaisen yksittäisen kompressorin teho paineilman eri kulutusalueilla. Kokonaistilanteen hahmottamiseksi mittauksen aikana

on selvitettävä myös vuodot. Tämä tapahtuu kappaleessa 10 (s. 22–23) kuvatulla tavalla ja edellyttää mm. paineilmaverkon määrättyjen osien sul-kemista viikonlopun ajaksi.

Kuva 2: Käsin piirretty luonnos paineilmatuotannon ja jälkikäsittelyn PI-virtauskaaviosta

Kuva 3: Paineen heikkeneminen järjestelmässä (esimerkki)

Kuva 4: Hajautetut paineenalentimet vedenerotti-mineen voivat olla todellisia energian tuhlaajia

Kuva 5: Vettä järjestelmässä? (Testi)

Vettä järjestelmässä?

Testaa avaamalla palloventtiili

Poistuuko järjestel-mästä vettä?

Laitteet Jälkikäsittely

PI-kaavio (luonnos) Asema 2

Kuva 1: Erään tehtaan runkoputkiston sijoitussuunnitelma

Yksityiskohtaisempi sijoitussuunnitelma

Kompressorihuone

Kompressorihuone

Paineilma: Punainen = putki 3" Sininen = putki 2" Vihreä = lattiaputki Ruskea = putki ¾"

Vain harvojen kompressoriase-mien ja paineilmajärjestelmien kustannusrakenne on kunnossa. Useimpien kohdalla järjestelmän optimointi olisi ehdottoman suosi-teltavaa. Optimoinnissa voidaan käyttää apuna paineilmatarpeen

kartoittavia yksityiskohtaisia ana-lyyseja kuten ADA (Air Demand Analysis), jonka periaatteet esittelimme jo kappaleessa 11 sivuilla 24–25. Tässä kerromme, kuinka paineilma-aseman tila käytännössä kartoitetaan askel askeleelta.

13. Kompressoriasemien oikea suunnittelu (3) Paineilma-aseman tilan kartoittaminen ja ADA-analyysi

28 29

Kompressorien tuottama poistolämpö soveltuu erinomaisesti energiansääs-töön. Oikein suunnitellun lämmön talteenjärjestelmän avulla jopa 94 % käytetystä energiasta voidaan ottaa talteen ja hyödyntää lämpönä. Näin paineilmatuotannon kustannuksia voi-daan tuntuvasti alentaa (ks. s. 18–19, kappale 8: Lämmön talteenotto säästää energiaa ja kustannuksia). Mutta myös lämmön talteenottojärjestelmällä varustettu paineilmalaitteisto vaatii täy-dellisen jäähdytysjärjestelmän, joka sekin tarjoaa tuntuvia säästömahdolli-suuksia. Esimerkiksi ilmajäähdytyksen kustannukset voivat olla jopa 30 % alhaisemmat kuin vesijäähdytyksen. Siksi ilmajäähdytys tulisikin asettaa vesijäähdytyksen edelle aina kuin vain mahdollista.

1. Kompressorien ympäristö1.1 Ilman on oltava puhdasta ja viileääJo työturvallisuudenkin kannalta on tär-keätä sijoittaa kompressorit siten, että niihin on helppo päästä käsiksi ja niiden jäähdytysilman saanti on turvattu. Ilma- ja öljyjäähdytteisten laitteiden kohdalla ympäristön lämpötilojen ei myöskään tulisi ylittää +40 °C:ta, eikä imuilmaan saa sekoittua mitään vaa-rallisia aineosia. Nämä ovat kuitenkin vasta vähimmäisvaatimuksia, joiden tar-

1.3 Lämpötilalla on merkitystäLämpötilaolosuhteilla on huomattava vaikutus kompressorien toimintavar-muuteen ja huollontarpeeseen: imu- ja jäähdytysilma eivät saa olla liian alhaisia (alle +3 °C) eivätkä liian korkeita (yli +40 °C)*. Tämä on ehdottomasti otettava huomioon suunnittelu- ja raken-nusvaiheessa. Kesäisin rakennusten etelän- ja myös lännenpuoleiset seinät saattavat auringonpaahteessa lämmetä

aika ajoin erittäin voimak-kaasti.

Myös Suomen oloissa läm-

pötilat saattavat tällaisissa tiloissa kohota yli +40 °C:n. Siksi onkin suosi-teltavaa sijoittaa imu- ja jäähdytysilmalle suunnitellut aukot siten, että ne eivät ole suorassa auringonpaahteessa. Auk-kojen koko määräytyy kompressorien tehon ja ilmanvaihtotavan mukaan.

2. Kompressorihuoneen ilmanvaihtoKompressorihuoneen ilmanvaihdon on oltava asianmukainen riippumatta siitä,

koituksena on minimoida tapaturmien ja onnettomuuksien riski. Jos kompresso-rien käytön halutaan olevan taloudellista ja huollon tarpeen pysyvän kurissa, on huomioitava myös muita näkökohtia.

1.2 Kompressorihuone –romuvarasto?Kompressorihuone ei ole mikään romu-varasto. Tämä tarkoittaa, että sieltä ei tulisi löytyä sen paremmin sinne kuulumat-

tomia esineitä kuin pölyä tai likaakaan. Lattian tulisi olla hankauksen kestävä. Ihannetapauksessa lattia on sellainen, että se voidaan pyyhkiä kostealla. Missään tapauksessa kompressorihuo-neeseen ei saa imeä pölyä, nokea tai muita vastaavia epäpuhtauksia sisäl-tävää ilmaa suodattamattomana – olipa sitten kyseessä puristettavaksi tai jääh-dytykseen tarkoitettu ilma. Mutta jo aivan normaaleissakin käyttöolosuhteissa kompressorien imu- ja jäähdytysilma on puhdistettava suodattimien avulla.

ovatko kompressorit ilma- vai vesijääh-dytteisiä. Kompressorin säteilylämpö ja sähkömoottorin poistolämpö on joka tapauksessa johdettava pois. Yhteensä nämä vastaavat noin 10:tä prosenttia kompressorin käyttötehosta.

3. Erilaisia ilmanvaihtotapoja3.1 Luonnollinen ilmanvaihto (kuva 1)Jäähdytysilma imetään kompressoriin, jossa se lämpenee. Tämän jälkeen ilma kohoaa ylös ja poistuu lopuksi kompres-sorihuoneesta vallitsevan ylipaineen ansiosta ylhäällä seinässä olevan aukon kautta. Tällaista ilmanvaihtoa voidaan suositella kuitenkin vain poik-keustapauksissa ja jos kompressorien teho on alle 5,5 kW, sillä jo auringonsä-teily tai poistoaukkoa vasten puhaltava tuuli saattaa sekoittaa sen.

3.2 Koneellinen ilmanvaihtoTämä yleisesti käytetty ilmastointitapa perustuu ohjattuun jäähdytysilmavirtaan. Jotta lämpötila ei kylminä vuodenaikoina putoaisi alle +3 °C:n, tulisi ilmastointi varustaa termostaattiohjauksella. Liian alhaiset lämpötilat vaikuttaisivat haital-lisesti kompressorien toimintaan sekä lauhteenpoistoon ja -käsittelyyn. Ter-mostaattiohjaus on välttämätön, koska koneellista ilmanvaihtoa käytettäessä kompressorihuoneessa vallitsee tietty alipaine, joka estää lämmenneen ilman takaisinvirtauksen huoneeseen. Koneel-linen ilmanvaihto voidaan toteuttaa kahdella tavalla:

3.2.1 Ilmanvaihto ulkoisen poistoilmapuhaltimen avulla Kompressorihuoneen poistoilma-auk-koon asennettu, termostaattiohjauksella varustettu ulkoinen poistoilmapuhallin (kuva 2) imee lämmenneen ilman ulos kompressorihuoneesta. Ilmanvaihdon toimiessa tällä periaatteella on tärkeätä, että tuloilma-aukko (kuvassa alh. oik.) on riittävän suuri. Liian pieni aukko johtaisi liian suureen alipaineeseen ja häiritsevään kohinaan, jonka huoneen läpi liian nopeasti kulkeva ilmavirta aiheuttaisi. Paineilma-aseman tehokas jäähdytys saattaisi myös vaarantua. Ilmanvaihto on suunniteltava siten, että lämpötila ei kompressorien pois-

tolämmön vuoksi kohoa yli 7 kelviniä, sillä liian korkea lämpötila saattaisi aiheuttaa oikosulun, jolloin paineil-matuotanto keskeytyisi. On myös huomioitava, että ulkoiset poistoilmapu-haltimet lisäävät energiakustannuksia.

3.2.2 Ilmanvaihto poistoilmakanavan avulla (kuva 3)Nykyiset kauttaaltaan koteloidut ruuvikompressorit mahdollistavat pois-toilmakanavan avulla tapahtuvan, lähes ihanteellisen ilmanvaihdon käytön: kompressori imee tuloilman vastaavan aukon kautta ja puhaltaa lämmenneen poistoilman kanavaan, jonka kautta se ohjataan suoraan ulos kompressori-huoneesta. Tämän menetelmän ratkaiseva etu on siinä, että jäähdytysilmavirran voidaan antaa lämmetä enemmän eli n. 20 kelviniä. Näin vaaditun jäähdytysilman määrä pienenee. Tavallisesti kompressoreissa vakiona olevat tuulettimet riittävät poistoilman ulospuhaltamiseen, joten energiantarvetta lisääviä ulkoisia pois-toilmapuhaltimia ei tarvita. Tämä pätee kuitenkin vain siinä tapauksessa, että jäähdytysilman poistumispaine on riit-tävä. Tämän lisäksi poistoilmakanava täytyy varustaa termostaattiohjatulla säätöpellillä (kuva 4), joka estää kom-pressorihuoneen liiallisen viilentymisen kylminä vuodenaikoina. Jos kompres-sorihuoneeseen on sijoitettu myös ilmajäähdytteisiä kuivaimia, on laitteet sijoitettava siten, että kompressori ja kuivain eivät häiritse toistensa jäähdy-tysilman saantia. Lämpötilan ollessa yli +25 °C on suositeltavaa tehostaa jäähdytysilman läpivirtausta termos-taattiohjatulla lisätuulettimella.

Kuva 1: Kompressorihuoneen luonnollinen ilmanvaihto soveltuu alle 5,5 kW:n laitteille

h (hh)

Kuva 4: Termostaattiohjattu säätöpelti tasaa läm-pötilan

Tuloilma ulkoa

Säätöpelti

Kuva 3: Poistoilmakanavalla varustettu koneelli-nen ilmanvaihto yli 11 kW:n laitteille

Tuloilma esim. varasto-hallista

Kuva 2: Ulkoisella poistoilmapuhaltimella varustettu koneellinen ilmanvaihto soveltuu 5,5–11 kW:n laitteille

Tehokkain ilmajäähdytys saadaan aikaan, kun kompressoriasema varuste-taan poistoilmakanavalla

*) Mainitut lämpötilarajat viittaavat Keski-Euroopan ilmasto-olosuhteisiin ja vakiokomponentein varustettuun kompresso-riasemaan.

Kompressorit muuttavat niihin syötetyn sähköisen energian lähes 100-prosenttisesti läm-möksi. Jo suhteellisen pieni 18,5 kW:n kompressorilaite tuottaa "sivutuotteena" niin paljon lämpöenergiaa, että sillä voisi

hyvinkin lämmittää omakotitalon. Siksi tehokas jäähdytys onkin kompressorien toiminnan kan-nalta ehdottoman tärkeätä.

14. Kompressoriasemien oikea suunnittelu (4) Paineilma-aseman tehokas jäähdytys: ilmajäähdytys

30 31

Pyrkimys mahdollisimman tehok-kaaseen paineilmatuotantoon tuo järjestelmän käyttäjälle kolmen-laista etua: paineilmatuotannon luotettavuus paranee, ja paineilmakus-tannukset ja energiankulutus alenevat tuntuvasti. Säästöpotentiaalia on run- saasti: EU:n teettämän SAVE II -tutkimuksen mukaan Euroopan pai-neilmakompressorien energiankulutus vuonna 2000 oli 80 miljardia kWh, josta vähintään 30 % voitaisiin säästää.

1. Mitä tarkoittaa optimaalinentaloudellisuus?Paineilmajärjestelmän taloudellisuus on luettavissa sen kustannusraken-teesta. Saavutettavissa oleva optimi vaihtelee yrityksestä ja tuotannonalasta toiseen. Ratkaisevia tekijöitä ovat kom-pressorien käyntiajat, painetaso sekä tietyt kaupalliset parametrit. Tässä esimerkkinä optimoitu, ilmajäähdyt-teisistä kompressoreista muodostuva paineilma-asema: käyntiaika 5 vuotta, sähkön hinta 8 senttiä/kWh, korko 6 %, käyttöpaine 7 baria, ISO 8573-1 -stan-dardin mukainen paineilman laatu, jonka jäännösoljypitoisuus vastaa luokkaa 1, jäännöspölypitoisuus luokkaa 1, jään-nösvesipitoisuus luokkaa 4 (kuva 1).

sen käyttöpuolella: tuotantoon saate-taan esimerkiksi hankkia koneita, jotka ovat hankintahinnaltaan edullisia, mutta vaativat siitä hyvästä korkeamman käyttöpaineen. Tällaisten laitteiden vaatima korkeampi paine ja/tai paineil-

majärjestelmän laajentaminen ylit-tävät nopeasti ne lisäkustannukset, joita alhaisemmalla – esim. 6 barin – paineella käyvän koneen hankinnasta olisi aiheutunut.Siksi tuotantoko-neiden hankintaa varten tulisi laatia ohjeistus, jossa

huomioidaan paitsi sähkö- myös paineilmaparametrit.

2.3 Tuotannon asettamatvaatimukset2.3.1 Muuttunut paineilman tarvea) Tuotannon uusiminenOn normaalia, että paineilman kulutus vaihtelee työvuoroittain hyvinkin voi-makkaasti. Tämä jää usein liian vähälle huomiolle, ja niinpä tuotannon uusi-minen saattaakin johtaa siihen, että koneet yhden työvuoron aikana käyvät täysin alikuormitettuina, mutta toisen työvuoron paineilman tarve on niin suuri, että jopa paineilmatuotannon varakapasiteettikin käytetään loppuun. Paineilmatuotanto on sen vuoksi aina mukautettava muuttuneisiin tuotanto-olosuhteisiin.

Esimerkistä käy mm. ilmi, että optimaa-lisissakin olosuhteissa energian osuus paineilman kokonaiskustannuksista on 70 %:n luokkaa.

2. Taloudellisuuden säilyttäminen

Jos paineilmatuotanto halutaan jatkuvasti pitää taloudellisena, on huo-mioitava muutamia tärkeitä seikkoja:

2.1 Huolto tarpeen mukaanNykyaikaiset teollisuus-PC-pohjaiset kompressoriohjaukset (esim. SIGMA CONTROL) ja pääohjausjärjestelmät (esim. SIGMA AIR MANAGER) kertovat käyttäjälle tarkkaan, koska kompresso-riaseman komponentit vaativat huoltoa. Näin huoltotoimenpiteet voidaan suo-rittaa tarpeen mukaan ja ennakoivasti. Lopputulos: alhaisemmat huoltokustan-nukset, taloudellisempi ja luotettavampi paineilmatuotanto ja siten parempi tuotantovarmuus.

2.2 Oikeat paineilmatyökalutVäärissä kohdissa voidaan säästää paitsi paineilman tuotantopuolella myös

b) Tuotannon laajentaminenTuotannon laajentaminen edellyttää, että kompressorien tuoton lisäksi myös paineilmaputkisto ja paineilman jälkikäsittely mukautetaan uusiin olosuhteisiin. Jos laitoksen tuotantoka-pasiteettia halutaan lisätä jo olemassa olevaa konekantaa laajentamalla, on suositeltavaa mitata tähän asti käy-tettyjen koneiden paineilman kulutus (kuva 2), jotta paineilmatuotannon ajanmukaistaminen perustuisi mahdol-lisimman yksityiskohtaisiin tietoihin.

2.3.2 Luotettava paineilman saantiKompressoriasemaan kuuluu taval-lisesti myös varakompressori. Paineilman jälkikäsittelyssä tämä reservi kuitenkin usein jätetään huo-mioimatta. Kun paineilman kulutus kasvaa, varakompressori kytkeytyy päälle, mutta riittämättömän jälkikä-sittelykapasiteetin vuoksi paineilman laatu heikkenee. Sen vuoksi jokaiselle varakompressorille tulisi suunnitella myös sen kapasiteettia vastaava jälki-käsittely (kuva 3).

2.3.3 Paineilmalaadun muuttuminenPaineilman laadulle asetettujen vaati-musten tiukentuessa on ratkaisevaa, koskeeko tämä koko tuotantoa vai jotain yksittäistä tuotannon osa-aluetta. Ensiksi mainitussa tapauksessa ei riitä,

että paineilma-asemalle keskitetyt jäl-kikäsittelylaitteet ajanmukaistetaan. Myös putket, joiden läpi on tähän asti virrannut heikompilaatuista paineilmaa, on puhdistettava tai uusittava. Jäl-kimmäisessä tapauksessa sen sijaan on suositeltavaa asentaa vaaditun laatuista paineilmaa tuottava hajau-tettu jälkikäsittelylaitteisto (kuva 4). Jotta paineilman laatu tässä tapauksessa pysyisi tasaisen korkeana, on läpivirtaavan paineilman määrää rajoitettava. Muussa tapauksessa jälkikäsittelylaitteistoon saattaisi virrata liikaa paineilmaa, sillä laitteistoahan ei luonnollisestikaan ole mitoitettu kom-pressorien mahdollisen maksimituoton mukaan.

2.4 Vuodot kuriinVaikka paineilmaverkosto olisi kuinka hyvin huollettu, ei vuodoilta voida välttyä. Niillä on myös tai-pumus lisääntyä, ja ne ovat usein syypäitä huomattaviinkin energia- häviöihin. Eniten vuotoja aiheutuu kuluneista työkaluista, letkunliitoksista ja koneiden osista. Siksi on tärkeätä kiinnittää näihin puutteisiin huomiota ja puuttua niihin tarvittaessa. On myös suositeltavaa mitata koko-naisvuodot säännöllisin välein esim. SIGMA AIR MANAGERin kaltaisen ohjaus- ja valvonta-järjestelmän avulla. Jos vuodot ovat lisääntyneet, on vuotokohdat etsittävä ja eliminoitava.

3. Kustannusten hallinta varmistaataloudellisuudenSuunnittelun yhteydessä analyysein saadut tiedot ovat – päivitettyinä – myös myöhemmin mielenkiintoisia. Uusien tietojen saamiseksi ei kuitenkaan enää tarvita erillisiä analyysejä. SIGMA AIR MANAGERin kaltaiset järjestelmät huolehtivat tietojenkeruusta. Näin paineilmajärjestelmän tilaa voidaan tarkkailla online-periaatteella ja samalla hallita paineilmatuotannon kustannuksia tehokkaasti (kuva 5). Mitä useampi käyttäjä tuo tällä tavoin läpinäkyvyyttä paineilmakustannuksiinsa, kartoittaa energiansäästömahdollisuuksia ja paineilmateknisiä komponentteja hank-kiessaan asettaa energiatehokkuuden etusijalle, sitä lähemmäksi päästään tavoitetta alentaa paineilmatuotannon energiakulutusta kautta linjan vähintään 30 prosentilla. Tästä hyötyvät niin yri-tysten taseet kuin ympäristömmekin.

Kuva 1: Optimoidun paineilmajärjestelmän kustannusrakenne

Kuva 3: Jotta paineilman laatu pysyisi tasaisena, tulisi jälkikäsittelylait-teiden mitoituksessa huomioida myös vara- kompressorit

Kuva 2: Paineilmakulutuksen mittauksessa käy-tettävä laite. Tilavuusvirta mitataan paineputkeen asennettavan mittausputken avulla

Kuva 4: Paineilma-asema, jonka jälkikäsittelylaitteilla tuotetaan kahta eri laatuista paineilmaa

Kuva 5: Systemaattisella kustannusten-hallinnalla paineilmakustannukset voidaan pitää kurissa

Käy

ttöön

otto

/ ko

ulut

us

Lauh

teen

käsi

ttely

yht

eens

ä

O

hjau

s- ja

pää

ohja

usjä

rjest

elm

ien

asen

nus

Jä

lkik

äsitt

elyl

aitte

iden

han

kint

akus

tann

ukse

t

K

ompr

esso

rien

hank

inta

kust

annu

kset

Jälk

ikäs

ittel

ylai

tteid

en h

uolto

kust

annu

kset

Kom

pres

sorie

n hu

olto

kust

annu

kset

J

älki

käsi

ttely

laitt

eide

n en

ergi

akus

tann

ukse

t

Kom

pres

sorie

n en

ergi

akus

tann

ukse

t

Laskentaperuste: 0,08 euroa/kWh Käyntiaika: 5 vuotta Korko: 6 %.

Käyttöpaine: 7,5 bar Ilmajäähdytys Paineilmalaatu Öljy 1 (ISO 8573-1) Pöly 1 Vesi 4

Sivuilla 20–31 kerroimme, mitä kaikkea uuden paineil-maverkoston asentamisessa ja vanhan verkoston sanee-rauksessa on huomioitava, ja kuinka tehokas paineilma-asema tulisi suunnitella. Energia- ja kustannustietoisella

suunnittelulla päästään kuitenkin vasta puolitiehen. Jos paineil-matuotanto halutaan jatkuvasti pitää taloudellisena, on paineil-majärjestelmää myös käytettävä tehokkaasti.

15. Paineilmajärjestelmien oikea käyttö Paineilmatuotannon luotettavuuden ja kustannusten optimointi pitkällä tähtäimellä

Energiankulutus ja kustannukset

alenevat

Energiankulutus ja kustannukset

alenevat

32 33

Yhä useammat paineilman käyttäjät valitsevat KAESER-kompressorin

Tuotevalikoimamme

JulkaisutiedotJulkaisija: KAESER KOMPRESSOREN GmbH, Carl-Kaeser-Str. 26, D-96450 Coburg, puh.: +49 9561 640-0, faksi: +49 9561 640-130; sähköposti: [email protected]. Internet: www.kaeser.com Toimitus: Michael Bahr (vast. toimittaja), Erwin Ruppelt Layout/grafiikka: Martin Vollmer, Ralf Günther Valokuvat: Marcel Hunger Painotyöt: Schneider Printmedien GmbH, Reußenberg 22b, D-96279 Weidhausen

Kopiointi, myös osittainen, sallittu vain julkaisijan luvalla.

SIGMA-profiililla varustetut ruuvikompressorit Energiaa säästävällä SECOTEC-säädöllä varustetut jäähdytyskuivaimet

Internet-teknologiaan perustuvat kompressorien ohjausjärjestelmät

Paineilman jälkikäsittelykomponentit (suodattimet, lauhteen-poistimet, lauhteenkäsittelyjärjestelmät, adsorptiokuivaimet,

aktiivihiilitornit)

OMEGA-profiililla varustetut roottoripuhaltimet SIGMA-profiililla varustetut siirrettävät rakennuskompressorit

Mäntäkompressorit käsityöammattilaisten ja verstaiden käyttöön Paineenkorotuskompressorit

Paineilmatekniikka Paineilmatekniikan perusteet lyhyesti, ytimekkäästi ja helppotajuisesti

P-20

10FI

.3/0

9 O

ikeus

tekn

isiin

muu

toks

iin p

idät

etää

n.


www.kaeser.com

Hyödyllistä tietoutta paineilma-asemien suunnittelusta löydät myös Internet-sivuiltamme osoitteesta

www.kaeser.fi > Palvelut > Analyysit ja neuvonta


KAESER Kompressorit OY Tiilitie 18 – 01720 Vantaa – Puh. (09) 4132 0400 – Faksi (09) 4132 0450www.kaeser.com – Sähköposti: [email protected]

paineilmatekniikka - kaeser kompressorenfi.kaeser.com/images/p-2010-fi-tcm18-6752.pdf ·...

Documents