Yksi kontti – monta tehtävää: Paineilma-asema, lämmöntalteenotto ja energiansäästö
Kuva 1. Juha Tuomainen Oy:n paineilmakontti
Juha Tuomainen Oy on erikoishiontaan suuntautunut rautaisen ammattitaidon omaava konepaja. Yrityksen erikoisalaa on jatko valmistaa ja viimeistellä suurta tarkkuutta vaativia teknologiateollisuuden ratkaisuita, aina urheiluauton vetoakseleista kallioporauslaitteen sylintereihin äärimmäisen tarkalla laadulla. Niin tarkalla itse asiassa, että kappaleiden toleranssi ovat tyypillisesti alkaen millin sadasosasta aina jopa millin tuhannesosaan. Kerrottakoon vielä, että pölyhiukkasen koko on tyypillisesti yksi tai kaksi sadasosa millimetriä.
”Tietysti ulkomitoilla ja niiden geometria vaatimuksilla on merkitystä, kuinka tarkasti erikoishiottava kappale valmistetaan. Välillä myös ohjeistamme sorvareita, joilta esivalmistetut kappaleet meille saapuvat, jotta vaadittava lopputuote saavutetaan -kertoo toimitusjohtaja Aarne Tuomainen”.
Vetistä ja vähälumista Vestonkatua pitkin ajaessa tulee tuskin huomanneeksi Juha Tuomainen Oy:n teknistä osaamiskeskusta sen naamioituessa ympäristöönsä niin saumattomasti. Pihaan kurvatessa julkisivun edestä paljastuu kuitenkin 40 jalkainen vihreä merikontti, jonka ulkopuoliset pinnoitus työt ovat pian käynnistymässä.
Kyseessä ei ole mikä tahansa merikontti, sillä sisältä löytyy viimeisintä tekniikka käyttävä ja energiaa säästävä paineilma-asema.
Juha Tuomainen Oy käyttää konepajallaan paineilmaa työstökeskuksilla sekä kappaleiden puhdistukseen.
Kuva 2. Aarne Tuomainen esittelee hiontakoneen pneumatiikkaa
Paineilma-asema on käytössä päivittäin aamu viidestä tyypillisesti ilta kymmeneen ja sen tehtävänä on taata tuotannon häiriötön toiminta. Tarkan suunnittelutyön tuloksena kaikki kontin sisällä kulkevat paineilmalinjat, ilmanvaihto, sähkö- ja automaatio ovat järjestelmällisesti ja siististi asennettu. Voimme siis todeta, että hyvin suunniteltu on puoliksi tehty edelleen.
“Paineilmakontin kaikki suunnittelutyöt meille toteutti SmartAir And Energy Oy ja meidän vastuulle jäikin asetettujen tavoitteiden toteutumisen seuranta, joita olivat:
✓ paineilman saatavuuden varmistaminen
✓ energiasäästöt sekä sähkönhankinnan päästövähennykset, kun energiaa säästyy
✓ paineilma-aseman automatisointi ilmanvaihdon sekä kompressorin ohjauksen osalta
✓ kompressorien tuottaman hukkalämmön talteenotto sekä kesä aikana sen poistaminen tuotannosta
✓ tuotantotilojen työskentely olosuhdeteiden parantaminen mm. hukkalämmön, meluhaitan ja ilmanlaadun osalta.
– yhteistyö SmartAir:n kanssa onnistui hienosti ja olemme tyytyväisiä lopputulokseen -kertoo Aarne Tuomainen, yrityksen toimitusjohtaja jo toisessa polvessa”.
Ilmanvaihdon automatisointi
Kuva 3. Fidelix FX-Spider-X automaatio ohjaa ilmanvaihtoa sekä kompressoreita
Paineilma-aseman ilmanvaihdon automatisoinnista vastasi Fidelix Oy. Kohteessa on Fidelixin FX-Spider-X, jossa on uusi Fidelixin kehittämä Linux-pohjainen käyttöjärjestelmä.
Keskusyksiköllä ohjataan ilmanvaihdon peltejä ja kompressorien käyntilupaa. Ilmanvaihdon ohjaukseen on käyttäjälle luotu kolme tilaa: talvi-, kesä- ja säätökäyttö, joiden ehtojen mukaan tulo- ja poistoilmapeltejä ohjataan rinnan. Ilmanvaihdon tarkoituksena on käyttää hyödyksi kompressoritilassa lämmennyt ilma hallin lämmitykseen.
Lisäksi hallitilaan tuotiin signaalitolppa, jossa on vihreä ja punainen merkkivalo. Vihreä valo ilmaisee kompressorien käyntiluvan päällä olon ja punainen automaatiossa tai kompressorilla olevan vikatilan. Kompressorien käyntilupaa ohjataan hallitilassa olevalla kytkimellä.
”Paineilma-aseman operointi on nyt helppoa. Meillä on automaation näytöt sekä paineilma-kontissa, että työnjohtotiloissa. Pystymme seuraamaan vain yhdellä silmäyksessä mm. lämpötiloja sekä järjestelmän painetta -täsmentää Aarne Tuomainen.
Paineilmaa ja shampanjaa
Kuva 4. Sami Uusi-Erkkilä ja Aarne Tuomainen kättelevät lopputulosta.
Juha Tuomainen Oy:llä aiemmin käytössä ollut ratkaisu käsitti kiinteänopeuksisen öljyvoidellun ruuvikompressorin. Paineilman tuottoon se kyllä soveltui, mutta ei vastannut nykykäsityksen mittapuulla energiatehokkaan paineilma-aseman määritelmää.
Laskelmien mukaan aikaisempi ratkaisu kulutti sähköenergiaa keskimäärin 17,4 kWh kun uusi, energiatehokas, tarpeen mukaan säästyvä Kaeser ASK 34 SFC tuottaa saman ilmamäärän vajaalla 8 kWh.
Uusi paineilmajärjestelmä on aktiivinen noin 4500 tuntia vuodessa, koska jokaisena hetkenä paineilmaa kulutetaan vaikka määrässä on isojakin vaihteluita. Laskelmien ja arvioiden mukaan paineilmajärjestelmän uusimisesta kertyneet säästöt energiankulutuksen osalta osoittavat 46 800 kWh vuodessa.
Hukkalämpöä kertyy vastaavasti vähemmän ja kun kyseessä on lämmityskausi, pitää myös jollain tapaa kompensoida tämä puuttuva lämpömäärä. Arviolta 10 000 kWh vuosittainen kompressorien hukkalämpö menetys korvataan ilmalämpöpumpuilla, joiden COP arvo on 3.0.
Tehtyjen laskelmien mukaan todellinen vuosisäästö voisi olla n. 40 700 kWh, joka vastaa taloudellisesti lähes 5000 euron vuosittaista säästöä.
Näin suurella säästöllä voisi halutessaan:
✓ ostaa vähintään 69 pulloa arvokasta shampanjaa vuodessa
✓ lämmittää 1-4 sähkölämmitteistä pientaloa vuoden ajan
✓ lämmittää neljän asukkaan pientalossa sähkökiuasta 40 vuotta
Sami Uusi-Erkkilä SmartAir:lta kiittelee yhteistyötä toimitusjohtaja Aarne Tuomaisen kanssa.
Asenne oli ennakkoluuloton ja avoin uusille ratkaisuille, kun tavoitteena oli ekologisempi huominen. Projektin lopputuloksena saavutettu energiansäästö osoittaa sen, kuinka suhteellisen pienikin yritys voi tehdä huomattavia säästöjä paineilmasta aiheutuviin kustannuksiin liittyen. Säästöjen lisäksi saavutettiin paineilman tuotantovarmuus, hukkalämmön hyötykäyttö sekä työolosuhteiden parantaminen unohtamatta kuinka moderni järjestelmä saavutettiin.
SmartAir suunnittelutiimi
Toteutimme neljän hengen tiimillämme kaikki suunnittelun vaiheet:
✓ Paineilmatarpeen mitoitus sekä kilpailuttaminen
✓ Sijoitus-, layout- ja paineilmakaaviot
✓ Putkistosuunnittelu
✓ Ilmanvaihdon mitoitus ja suunnittelu
✓ Sähkö- ja automaation osuuden kokonaisuuden hallinta
✓ Yhteistyö kaikkien urakassa olleiden toteuttajine kanssa.
Projektia toteuttamassa olivat:
Oriveden eristys Oy, Jan Mäkinen
Avitor Sähkö Oy, Arto Vitkala ja Kimmo Juntunen
Fidelix Oy Pirkkalan tiimi
Ascora Oy, Ari Leppäsalko
“Yhteistyö SmartAirin kanssa oli myös taloudellisesti erittäin kannattavaa. SmartAirin kyky vertailla erilaisia teknisiä ratkaisuja sekä varmistaa paras energiatehokkuus vakuutti meidät, kun teimme päätöstä kuka projektin meille toteuttaa.”
Kuva 5. Paineilmakontti päästä avattuna. Kuvan ruuvikompressorit ovat taka-alalla.
Aarne Tuomainen, Juha Tuomainen Oy