Paineilmakontin suunnittelu ja toteutus

Kuva: Juha Tuomainen Oy:n paineilmakontti.

Yksi kontti – monta tehtävää: paine­ilma-asema, lämmön­talteen­otto ja energiansäästö

Juha Tuomainen Oy on tarkkuushiontaan erikoistunut, rautaisen ammattitaidon omaava konepaja. Yritys viimeistelee suurta tarkkuutta vaativia teknologiateollisuuden tuotteiden osia urheiluautoista kallionporauskoneisiin äärimmäisen tarkalla laadulla. Niin tarkalla itse asiassa, että kappaleiden toleranssit liikkuvat millin sadasosista millin tuhannesosiin. Kerrottakoon vielä, että pölyhiukkasen koko on tyypillisesti yksi tai kaksi sadasosamillimetriä.

”Tietysti on merkitystä myös mihin tarkkuuteen kappale on valmistettu jo ennen hiontaa. Sovimme usein yhteistyössä edeltävien vaiheiden valmistuksen kanssa hiontavaroista ja hiontaa edeltävän työstövaiheen geometrisistä toleransseista, jotta vaadittava lopputuote saavutetaan hionnassa”, 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 pinnoitustyöt ovat pian käynnistymässä.

Kyseessä ei ole mikä tahansa merikontti, sillä sisältä löytyy viimeisintä tekniikka käyttävä ja energiaa säästävä paineilma-asema. Juha Tuomainen Oy:n tuotannossa paineilmaa käyttävät sekä CNC-hiomakoneet että hiojat kappaleiden puhdistamiseen.

Paineilma-asema on käytössä päivittäin aamusta iltamyöhään 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 tässäkin tapauksessa.

“Paineilmakontin kaikki suunnittelutyöt meille toteutti SmartAir And Energy Oy ja meidän vastuullemme jäikin asetettujen tavoitteiden toteutumisen seuranta, joita olivat:
✔ paineilman saatavuuden varmistaminen
✔ energiasäästöt sekä sähkönhankinnan päästövähennykset, kun energiaa säästyy (olemme jo useamman vuoden ostaneet täysin hiilidioksivapaata sähköä)
✔ paineilma-aseman automatisointi ilman­vaihdon sekä kompressorin ohjauksen osalta
✔ kompressorien tuottaman hukka­lämmön talteenotto sekä kesäaikana sen poistaminen tuotannosta
✔ tuotantotilojen työskentelyolosuhteiden 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

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 paineilmakontissa että työnjohtotiloissa. Pystymme seuraamaan vain yhdellä silmäyksessä mm. lämpötiloja sekä järjestelmän painetta”, täsmentää Aarne Tuomainen.

Paineilmaa ja samppanjaa

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 säätyvä 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 ovat noin 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:n vuosittainen kompressorien hukkalämmön menetys korvataan ilmalämpöpumpuilla, joiden COP-arvo on 3.0. Tehtyjen laskelmien mukaan todellinen vuosisäästö voisi olla n. 40 700 kWh, joka vastaa taloudellisesti lähes 5 000 euron vuosittaista säästöä.

Näin suurella säästöllä voisi halutessaan:
✔ ostaa vähintään 69 pulloa arvokasta samppanjaa 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.”

“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”, päättää Aarne Tuomainen.