Conditioneren van perslucht: balans tussen kosten en eisen

’De specificatie waaraan de perslucht moet voldoen, hangt puur van de toepassing af‘, legt Frank Schoutsen van SMC Pneumatics uit. ’Lucht die je inademt of die medicinaal wordt gebruikt, is natuurlijk iets heel anders als lucht waarmee je een smidsvuur aanwakkert. Er is een Iso-norm die adviseert waaraan de perslucht moet voldoen bij allerlei toepassingen, van luchtlager tot voedselproductie. Het is wel een vrijblijvende norm; er is geen verplichting om de adviezen op te volgen.‘

SMC Pneumatics levert pneumatische besturingsapparatuur en is onderdeel van de wereldwijd actieve SMC Corporation. De producten van SMC Pneumatics worden vooral gebruikt voor automatische besturingen in de industrie. Het bedrijf levert geen compressoren die de lucht leveren maar richt zich op alles wat na de compressor speelt, dus de conditionering, distributie en toepassing van perslucht. De klanten bevinden zich in uiteenlopende marktsegmenten.

’Wij stemmen ons advies af op de compressoren die de klant heeft en wat hij met de lucht gaat doen‘, vervolgt Schoutsen. ’De luchtconditionering – of het luchtmanagement wordt ook wel gezegd – bevat behalve filtratie meestal ook droging. Van filters die met elementen werken, moet het element uiteraard regelmatig worden vernieuwd. Wij adviseren om dat met een verschildrukmeter in de gaten te houden. Bij toenemende vervuiling loopt het drukverschil over het filter op, en bij een grenswaarde vervang je dan het element.‘

Productiestop

Voor veel toepassingen is water in de perslucht ongewenst. Hoeveel water er in de perslucht zit, wordt uitgedrukt in het dauwpunt: de temperatuur waaronder de waterdamp in de lucht gaat condenseren. Hoe lager het dauwpunt, des te droger is de lucht. In de toepassing mag de luchttemperatuur niet onder het dauwpunt dalen.

’Een luchtdroger in eenvoudige vorm lijkt op een koelkast: je koelt de lucht af, het vocht condenseert en dat condensaat wordt afgetapt‘, vertelt Schoutsen. ’Lagere dauwpunten verkrijg je met adsorptiekoelers, waarin korrels het vocht uit de lucht opnemen. Zo zijn dauwpunten van -40 tot zelfs -60 graden Celsius te bereiken.‘

De kosten van luchtconditionering zijn altijd een punt van afweging. Schoutsen: ’De perslucht naar een lager dauwpunt brengen is natuurlijk duurder dan een hoger dauwpunt accepteren, en hetzelfde geldt voor de filtratie. Perslucht is in het algemeen een prima vuildrager, maar niet alle sectoren passen de geadviseerde normen even strikt toe. Hightechmachinebouwers zoals ASML en Philips doen dat wel. Die gebruiken cleangasfilters die zelfs de allerkleinste deeltjes uit de lucht filteren, want elk miniem vuildeeltje dat achterblijft, kan problemen geven en leiden tot een productiestop. Maar sectoren die zelf niet zo‘n last hebben van af en toe een vuildeeltje bij het product, gaan hier soms minder strikt mee om. Dat maakt het voor ons wel eens lastig, bijvoorbeeld als we worden gevraagd om aan te bieden voor een project met onvolledig uitgewerkte of onder de norm gelegde luchtspecificaties. We kunnen dan een high-end oplossing aanbieden die wel volgens de norm is, alleen zijn we dan duurder dan onze concurrenten die dat niet doen.‘

Storingen

Aandrijfspecialist Festo werkt eveneens veel met de Iso-norm voor persluchtkwaliteit (zie kader). ’Bij ons speelt het meeste zich af in de klassen 3, 4 en 5‘, aldus Eric van den Berg van Festo. De meeste klanten kennen terdege de noodzaak van juiste luchtconditionering. ’Vooral water kan kritiek zijn. Maar soms wordt er wat te scherp op de investeringen bespaard of blijken de omstandigheden toch anders te zijn dan verwacht en dan kunnen er storingen ontstaan. Als telefonisch overleg geen uitkomst biedt, dan kan de klant de bewuste component naar ons toe sturen voor onderzoek. Indien nodig bekijken we de situatie ter plaatse.‘

De meeste storingen blijken te ontstaan door water, dus doordat te veel vocht in de perslucht aanwezig is. Van den Berg: ’De cilinders met hun zuigers zijn gesmeerd voor de hele levensduur, maar water in de lucht kan dat smeermiddel uitspoelen. Als we een cilinder demonteren voor onderzoek en er is geen smeermiddel meer aanwezig, dan wijst dat op water in de lucht.‘

Festo levert over de hele wereld elektrische en pneumatische aandrijvingen voor de automatisering van industriële processen. Verder voert het bedrijf uitgebreide trainingsprogramma‘s uit voor de industrie. Festo richt zich specifiek op de toepassing van perslucht. Compressoren en luchtbehandeling voor de productie van die lucht behoren niet tot het leveringsprogramma.

Onbekendheid

Schoutsen van SMC signaleert dat meer en meer wordt gelet op het energieverbruik van een persluchtinstallatie om de kosten van de luchtconditionering te optimaliseren. ’Het is een kwestie van goed kijken wat er waar nodig is‘, weet hij. ’Als je maar op één plaats een dauwpunt van -60 graden Celsius nodig hebt, bijvoorbeeld voor een luchtlager, dan moet je niet alle perslucht dat dauwpunt geven. Dan is het goedkoper om de lucht minder ver te drogen, zodat het voldoende is voor de andere toepassingen, en op die ene plek een membraanluchtdroger met een kleinere capaciteit te gebruiken voor specifiek dat luchtlager. Dat kun je ook doen met de filters. De lucht naar plaatsen waar het minder nauw komt, hoeft niet alle filters te doorlopen. De fijnere filters voor de lucht waarvoor de eisen strenger zijn, kunnen dan kleiner zijn.‘

Ook met de druk in het persluchtnet zijn vaak heel wat kosten te besparen. ’Je kunt daar wel 8 bar van maken, maar als bijna alles maar 5 bar nodig heeft, dan kun je beter het net een druk van 5 bar geven en op die paar plaatsen waar je 8 bar wilt een drukverhoger gebruiken. Elke bar die de druk in het persluchtnet omlaag gaat, bespaart namelijk 7 tot 10 procent op het energieverbruik.‘

In de meeste industrieën is 5 bar nu de meest gebruikte standaarddruk voor perslucht, maar toch stellen bedrijven die druk soms een stuk hoger in op hun compressor om verliezen in het net te compenseren. ’Dan kun je beter die verliezen opsporen en aanpakken‘, adviseert Schoutsen. ’Dat kost tijd en misschien ook geld, maar je bespaart weer veel als die druk omlaag kan. Het is soms ook een kwestie van onbekendheid met de mogelijkheden om iets aan de energiekosten van de persluchtvoorziening te doen.‘

Duotechniek

Dat energieverbruik een actueel thema is in de persluchtconditionering, blijkt ook uit sommige nieuwe producten die op de markt komen. Zo introduceerde Geveke Persluchttechniek onlangs een persluchtdroger van Parker Hiross waarin twee droogtechnieken zijn gecombineerd: koeling om dauwpunten boven 0 graden Celsius te verkrijgen en adsorptiedroging voor dauwpunten tot ver daaronder. Afhankelijk van wat de vraag is, wordt de lucht alleen op de ene of ook op de andere manier gedroogd. De filtratie is bij het geheel ingebouwd en de uitgaande gedroogde lucht wordt weer op temperatuur gebracht met warmte uit de ingaande lucht. Het dauwpunt is variabel te kiezen tussen +3 en -70 graden Celsius. Geveke claimt dat met deze duotechniek energiebesparingen van enkele tientallen procenten te behalen zijn in de persluchtconditionering.