2005. szeptember 9. www.kunstoffberater.de A FRÖCCSÖNTÉSES MEGMUNKÁLÁS GYAKORLATA ÉS TECHNOLÓGIÁJA
Kunststoff-Berater
Kunstoff Berater Külön kiadás 2005/9.
Energiahatékonyság a próbapadon A hidraulika olaj hűtése hatékonyabb szabadtéri hűtőberendezéssel Hűtőgépek – megéri összehasonlítani a hatékonysági értékeket Téli tehermentesítés: Az energiafelhasználás csökkentése egyszerű eszközökkel A szakszerű karbantartás további pénzmegtakarítást jelent
ONI-Wärmetrafo GmbH Niederhabbach 17 51789 Lindlar-Frielingsdorf
ONI Az energiát ésszerűen hasznosítjuk
Gyakorlati alkalmazás Hűtési technológia Hűtőberendezések hűtővíz ellátási célokra: az üzemeltetési költségek modern technológia alkalmazásával történő lefékezése
Energiatakarékosság a próbapadon Rüdiger Dzuban Oni-Wärmetrafo GmbH, Lindlar A hűtőberendezések energiafaló berendezések lehetnek. Az energiatakarékos kivitelezésekkel elkerülhető a szükségtelen energiaköltség-többletterhelés. Amennyiben az üzemeltető az úgynevezett téli tehermentesítéssel kihasználja ezen hűtőberendezések tehermentesítési lehetőségeit, a hűtőberendezés üzemeltetésének magas energiaköltségei jelentősen csökkenthetők. A karbantartó szakszerviz évekig tartó energia optimalizált berendezés üzemet biztosít alacsony energiaköltségek mellett.
Modern, energiatakarékos hűtőberendezések biztosítják a folyamatosan alacsony üzemeltetési költségeket.
A régi hűtőberendezések rossz hatásfoka többszörösen felmerülő energiaköltségekben csapódik le. A hűtőberendezések alkalmazása – amely sok műanyag feldolgozó cég részére magától értetődő tény – nemcsak az energia költségek jelentős megemelkedése óta jelent energia és költség igényes tételt. Óvatos becslések szerint az alkalmazott hűtőberendezések több mint fele 15 évnél idősebb berendezés, melyek kétszeres költségek mellett rossz hatékonysági fokon üzemelnek. A versenyképesség biztosítása érdekében ezért olyan intézkedésekre van szükség, amelyek az energiafelhasználást drasztikusan csökkentik. A modern technológia segítségével jelentős megtakarítási lehetőségek állnak rendelkezésre a hűtővízellátás terén, emellett az üzemeltetési költségek jelentősen csökkennek. A hűtőenergia hűtőgépekkel történő előállítása nagyon drága. A költségek emelkedése előrelátható a tovább növekvő energia árak következtében. Ezért a hűtőberendezéseket csak akkor szükséges alkalmazni, ha arra feltétlenül szükség van. Ez például a fröccsöntő iparban alkalmazott szerszámhűtésre vagy a sajtolási eljárás medencehűtésére egyaránt érvényes abban az esetben, ha feltétlenül szükség van alacsony hűtővíz hőmérsékletekre. A hidraulika olajhűtés hatékonyabban megvalósítható szabadtéri hűtőberendezéssel Nagyon sok műanyagfeldolgozó üzemben még ma is hűtőberendezésből származó hűtővizet alkalmaznak a technológiai hűtéshez, bár ez a hűtővíz más hűtőrendszerek alkalmazásával sokkal kedvezőbb költségek mellett állítható elő. Példa erre a hidraulika olaj hűtése a gép körfolyamatban. Ebben az esetben 30ºC hűtővíz hőmérséklet is elegendő az olajhűtők kielégítő ellátása érdekében. Ez a hűtővíz hőmérséklet előállítható szabadalmazott, glikolmentes, üresjárási szabadtéri hűtőberendezések alkalmazása mellett a hűtőberendezés 23% -kos energiafelhasználásával. A fenti ONI technológia segítségével az ingyenesen rendelkezésre álló külső levegőt fel lehet használni hűtőközegként és nincs szükség hűtőberendezések alkalmazására. Feltétlenül kihangsúlyozandó a két jellemző, azaz „glikolmentes” és „üresjárási”. A glikol hőcserélő egységekben történő alkalmazása gyengíti a hatékonysági fokot, és az üzemeltető fölöslegesen szembesül a biztonsági előírásokkal és az elvárható biztonsági feltételekkel. ,A glikolmentesség a visszatérő záró részben a beépített biztonság magasabb energia hatékonyság mellett történő megvalósulását jelenti. A lindlari Oni-Wärmetrafo GmbH cég által alkalmazott, szabadalmazott, üresjárási szabadtéri hűtőrendszerek fagyállóak. A gyártás szüneteltetése alatt ezek a rendszerek üresen járnak
segédenergia nélkül. A hűtővíz kivétele a belső részben fagymentesen felállított tanktartályokból történik, amely bármikor ismét rendelkezésre áll. A „zárt rendszer” –ként meghatározott megoldás emellett azzal az előnnyel jár – a hűtőtorony berendezéseitől különbözően – hogy a levegőből nem kerülnek oldott idegen anyagok a hálózatba.
Olajmentes, energia takarékos ONI –Turbo-Unit típusú hűtőberendezés
A hűtőberendezés energia felhasználása az ONI által alkalmazott téli tehermentesítéssel drasztikusan csökken az átmeneti és téli hónapokban.
Hűtőberendezések – a hatékonysági fok összehasonlítás kifizetődő
A kompressziós hűtőgépek energiafaló berendezések. Emellett jelentős különbségek mutatkoznak az említett hűtőberendezések energia felhasználásában a gépkonstrukció és az élettartam függvényében. Ezért a műszaki teljesítmény adatok áttekintése felettébb tanulságos és hasznos. A hidegvíz előállító berendezések hatékonysága a teljesítmény számmal adható meg. E számmal viszonyítjuk az alkalmazott primer energiát - amely legtöbb esetben elektromos energia - a létrehozott hűtőteljesítményhez. Azonos követelmények és környezeti feltételek esetén a teljesítmény szám hasznos hőmérséklet és hulladékhő hordozó vonatkozásában 2 és 4 között van a léghűtéses hidegvíz előállító berendezés élettartama és kivitele függvényében. Ennek megfelelően egy régebbi és kevésbé hatékony hűtőgép kétszer annyi energiát igényel, mint egy modern, teljesítmény optimalizált hidegvíz előállító berendezés, ami feltétlenül figyelembe veendő tényező az elektromos energia folyamatosan növekvő költségei mellett. Modern hűtőgépek esetén is azonban nem ritkák a 20-tól 30 %-kig terjedő hatékonysági fok különbségek sem. Ebben az esetben az üzemeltető jelentős energia költséget tud megtakarítani, ha a hűtőgép megvásárlása előtt ügyel arra, hogy magas hatékonyságú berendezést vásároljon. Az ONI rendszermegoldások nagy súlyt fektetnek az energetikailag nagy hatékonyságú hűtőberendezések alkalmazására. Az alkalmazási és üzemeltetési feltételektől függően a leginkább alkalmas géptípus kerül kiválasztásra a hűtőberendezések széles választékából. Mivel a hűtőberendezések üzemeltetési költségei – az üzemidő alatt – vételáruk többszörösét teszik ki, ONI rendszer optimalizálásának fenti módja az üzemeltető számára folyamatosan alacsony üzemeltetési költségeket jelent.
Konténerközpont energiatakarékos hűtőberendezéssel, valamint Oni téli tehermentesítéssel. Téli tehermentesítés: az energiafelhasználás egyszerű eszközökkel történő csökkentése A szerszám, illetve medencevízhűtéshez szükséges hidegvíz előállítása a téli hónapokban és az átmeneti időszakban sokkal előnyösebb az úgynevezett téli tehermentesítéssel, mint hűtőgép használatával. Ehhez a géphűtéshez hasonlóan szabadalmazott, glikolmentes, üresjárási szárazhűtők kerülnek alkalmazásra. Ebben az esetben is a környezeti levegő jelenti az ingyenes hűtőközeget. Ha a külső levegő hőmérséklet a hűtővíz levegő hőmérséklet alatt van, elkezdődik a hűtőgépek tehermentesítése. Ha a külső levegő hőmérséklet olyan értéket ér el, amely néhány fokkal marad alul a hűtővíz előremenő hőmérsékletnél, a hűtőberendezés teljes kikapcsolására kerül sor. A hűtőberendezés téli tehermentesítésére szolgáló ONI rendszermegoldás maximum 75%-kal csökkenti az éves energia felhasználást az átmeneti időszakban és téli hónapokban a szükséges hidegvíz hőmérséklet alapján. A műanyag feldolgozó cég ezzel az év nagy részében nem alkalmaz költséges hűtőberendezéseket. Ezen felül a fent leírt téli tehermentesítés költségcsökkentő mellékhatással rendelkezik. Mivel a hűtőberendezés üzemideje jelentősen csökken, ezért a karbantartási költségek is csökkennek.
A hűtőenergia téli tehermentesítéssel történő előállításának tökéletes eljárása alkalmazza az Oni által kifejlesztett energiamenedzsment szoftvert. Ez a rendszerszoftver biztosítja, hogy a téli tehermentesítés lehetőleg hosszú ideig aktív maradjon, mivel minden olyan óra, mely alatt a téli tehermentesítés pótolja a hűtőberendezést, készpénzben kifejezethető értéket képvisel az üzemeltető részére. A szakszerű karbantartás további pénzmegtakarítást jelent A hűtőberendezések üzemeltetői tudják legkevésbé, milyen jól, illetve rosszul üzemel berendezésük. Mivel a hőcserélő felületeken például a szennyeződések nem feltűnően, hanem alattomosan keletkeznek, a berendezés magas energia felhasználása ritkán derül ki. Ha a gyártóberendezéseket emellett megfelelően látják el, a kérdésre adott válasz: „nincs probléma a berendezés üzemével kapcsolatban”. Tehát nem csak a magas energiaárak felelősek a jelentős költségterhelésért? Természetesen az emelkedő energiaárak magasabb költségterhelést jelentenek. Az összköltségek nagy része azonban házilag keletkezik, melyeket éves szakszerviz bevonásával lehet megtakarítani. A hűtéstechnikai berendezések működésének alapfeltétele tehát a berendezés részek éves karbantartása a szükségtelenül magas energiafelhasználás elkerülése érdekében.
9
September 2005 www.kunststoffberater.de
Sonderdruck aus Berater Kunststoff-B 9 I 2005
Energieeffizienz auf dem Prüfstand Hydrauliköl-Kühlung effizienter durch Freikühler realisierbar Kältemaschinen – ein Wirkungsgradvergleich lohnt sich Winterentlastung: Stromverbrauch mit einfachen Mitteln reduzieren Professionelle Wartung spart zusätzlich Geld
ONI-Wärmetrafo GmbH Niederhabbach 17 51789 Lindlar-Frielingsdorf Tel.: +49 (0) 2266 4748-0 Fax: +49 (0) 2266 3927 E-Mail:
[email protected] Internet: www.oni.de
Praxis Kühltechnik Kältemaschinen für die Kühlwasserversorgung: Mit moderner Technik Betriebskosten ausbremsen
Energieeffizienz auf dem Prüfstand Rüdiger Dzuban Oni-Wärmetrafo GmbH, Lindlar
Kältemaschinen können Energiefresser sein. Durch energieeffiziente Ausführungen lassen sich unnötige Energiekosten-Mehrbelastungen vermeiden. Nutzt der Betreiber die Möglichkeiten zur Entlastung dieser Kältemaschinen über die so genannte Winterentlastung, so werden die hohen Energiekosten für den Kältemaschinenbetrieb massiv reduziert. Ein professioneller Wartungsservice gewährleistet einen energieoptimierten Anlagenbetrieb bei niedrigen Energiekosten über viele Jahre.
Moderne, energieeffiziente Kältemaschinen sorgen für kontinuierlich niedrige Betriebskosten
Der Einsatz von Kältemaschinen – für viele Kunststoffverarbeiter eine Selbstverständlichkeit – stellt nicht erst seit den stark gestiegenen Stromkosten einen überaus energie- und kostenintensiven Posten dar. Vorsichtig geschätzt sind mehr als die Hälfte der eingesetzten Kältemaschinen älter als 15 Jahre und arbeiten mit einem schlechten Wirkungsgrad, was doppelt Geld kostet. Zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit sind daher Maßnahmen notwendig, die den Energieverbrauch drastisch senken. Mit moderner Technik lassen sich im Bereich der Kühlwasserversorgung erhebliche Einsparpotenziale heben und Betriebs-
kosten massiv senken. Die Erzeugung von Kühlenergie durch Kältemaschinen ist sehr teuer. Kostensteigerungen, bedingt durch weiter ansteigende Strompreise, sind voraussehbar. Aus diesem Grund sollten Kältemaschinen nur dann eingesetzt werden, wenn es unbedingt erforderlich ist. Dies gilt beispielsweise für die Werkzeugkühlung im Spritzguss oder die Beckenkühlung in der Extrusion, wenn niedrige Kühlwassertemperaturen unverzichtbar sind. Hydrauliköl-Kühlung effizienter durch Freikühler realisierbar In sehr vielen Kunststoff verarbeitenden Betrieben wird jedoch auch heute noch Kühlwasser aus Kältemaschinen zur Prozesskühlung eingesetzt, obwohl dieses Kühlwasser mit anderen Kühlsystemen sehr viel kostengünstiger bereitzustellen ist. Ein Beispiel dafür ist die Kühlung von Hydrauliköl in Maschinenkreisläufen. Hier reicht eine Kühlwassertemperatur von 30°C aus, um die Ölkühler ausreichend zu versorgen. Diese Kühlwassertemperatur lässt sich durch
Der schlechte Wirkungsgrad älterer Kältemaschinen schlägt sich in mehrfachen Energiekosten nieder
9 | 2005
Praxis Kühltechnik patentierte, glykolfreie, leer laufende Freikühler mit einem Energieaufwand von nur 2 bis 3% einer Kältemaschine erzeugen. Bei dieser Technik aus dem Hause Oni nutzt man die kostenlos verfügbare Außenluft als Kühlmedium und verzichtet auf den Einsatz von Kältemaschinen. Hervorzuheben sind hierbei die beiden Merkmale „glykolfrei“ und „leer laufend“. Der Einsatz von Glykol in Wärmetauschereinheiten verschlechtert den Wirkungsgrad der Anlagen und der Betreiber wird unnötig mit Sicherheitsvorschriften und zu erwartenden Sicherheitsauflagen konfrontiert. Glykolfrei bedeutet im Umkehrschluss, eingebaute Sicherheit bei höherer Energieeffizienz. Die von der Oni-Wärmetrafo GmbH, Lindlar, eingesetzten, patentierten, leer laufenden Freikühlersysteme sind frostsicher. In Zeiten der Produktionsunterbrechung laufen diese Systeme ohne Hilfsenergie leer. Der Kühlwasserinhalt wird dann
Ölfreie, energieeffiziente Kältemaschine vom Typ Oni-Turbo-Unit
von, im Innenbereich frostfrei aufgestellten, Tankbehältern aufgenommen und ist zu jeder Zeit wieder verfügbar. Die als „geschlossenes System“ bezeichnete Lösung hat zudem den Vorzug, anders als bei Kühlturmanlagen, keine gelösten Fremdstoffe aus der Luft in das Netz einzuschleppen.
Kältemaschinen - ein Wirkungsgradvergleich lohnt sich Kompressionskältemaschinen sind Energiefresser. Zudem differiert der Energieverbrauch dieser Kältemaschinen in Abhängigkeit der Maschinenkonstruktion und des Alters gewaltig. Aus diesem Grund ist ein Blick auf die technischen Leistungsdaten überaus
Mit der Oni-Winterentlastung lässt sich der Stromverbrauch der Kältemaschine in den Übergangs- und Wintermonaten drastisch reduzieren
9 | 2005
Praxis Kühltechnik
Containerzentrale mit einer energieeffizienten Kältemaschine inklusive OniWinterentlastung
aufschlussreich und lohnend. Die Effizienz von Kaltwassererzeugern wird mit der Leistungsziffer beschrieben. Dabei wird die eingesetzte Primärenergie, in den meisten Fällen elektrischer Strom, mit der erzeugten Kälteleistung ins Verhältnis gesetzt. Bei gleicher Anforderung und Umgebungsbedingung hinsichtlich Nutztemperatur und Abwärmeträger liegt die Leistungsziffer je nach Alter und Ausführung eines luftgekühlten Kaltwassererzeugers zwischen 2 und 4. Ein älterer und ineffizienter Kälteerzeuger verbraucht demnach doppelt soviel Energie wie ein moderner, leistungsoptimierter Kaltwassererzeuger. Bei stetig steigenden Kosten für Elektroenergie ein unbedingt zu beachtender Faktor. Aber auch bei modernen Kältemaschinen sind Wirkungsgraddifferenzen von 20 bis 30% keine Seltenheit. Hier spart der Betreiber also eine Menge Geld für Strom, wenn er vor dem Kauf einer Kältemaschine auf einen hohen Wirkungsgrad der Kältemaschine achtet. Für Systemlösungen aus dem Hause Oni wird von vornherein besonderer Wert auf den Einsatz energetisch hoch effizienter Kältemaschinen gelegt. Je nach Einsatzfall und Betriebsbedingungen wird aus einem breiten Spektrum von Kältemaschinen der am besten geeignete Maschinentyp ausgewählt.
Weil die Betriebskosten der Kältemaschinen – über ihre Betriebszeit – ein Mehrfaches von dem ausmachen, was sie selbst gekostet haben, bedeutet diese Art der Systemoptimierung von Oni für den Betreiber kontinuierlich niedrige Betriebskosten. Winterentlastung: Stromverbrauch mit einfachen Mitteln reduzieren Kühlwasser für die Werkzeugoder Beckenwasserkühlung wird in der Winter- und Übergangszeit sehr viel günstiger über die so genannte Winterentlastung statt über Kältemaschinen erzeugt. Hierzu werden wie bei der Maschinenkühlung patentierte, glykolfreie, leer laufende Trockenkühler eingesetzt. Auch hier ist die Umgebungsluft das kostenlose Kühlmedium. Liegt die Außenlufttemperatur unter der Kühlwasserrücklauftemperatur, wird mit der Entlastung der Kältemaschinen begonnen. Erreicht die Außenlufttemperatur einen Wert, der nur wenige Grad unter der Kühlwasservorlauftemperatur liegt, so wird die Kältemaschine komplett abgeschaltet. Die Oni-Systemlösung zur Winterentlastung der Kältemaschine in den Übergangsund Wintermonaten reduziert den Jahresstromverbrauch, je nach erforderlicher Kaltwassertemperatur, um bis zu 75%. Der Kunststoffverarbeiter verzichtet
damit die meiste Zeit des Jahres auf den Einsatz kostenintensiver Kältemaschinen. Diese Winterentlastung hat dazu einen überaus kostensparenden Nebeneffekt. Da sich die Betriebszeiten der Kältemaschine gravierend reduzieren, reduzieren sich auch deren Wartungskosten. Die perfekte Organisation der Kühlenergieerzeugung über die Winterentlastung übernimmt die von Oni entwickelte Energiemanagement-Software. Diese Systemsoftware sorgt dafür, dass die Winterentlastung möglichst lange aktiv bleibt, weil jede Stunde, in der die Kältemaschine durch die Winterentlastung ersetzt wird, für den Betreiber bares Geld wert ist. Professionelle Wartung spart zusätzlich Geld Die Betreiber von Kältemaschinen wissen in den wenigsten Fällen, wie gut oder wie schlecht ihre Anlagen laufen. Da beispielsweise Verschmutzungen an Wärmetauscherflächen nicht schlagartig, sondern schleichend entstehen, wird ein erhöhter Energieverbrauch der Anlagentechnik häufig nicht bemerkt. Wenn zudem keine Unterversorgung der Produktionsmaschinen entsteht, heißt es auf Nachfrage „Anlage läuft ohne Probleme“. Also sind die hohen Energiepreise allein an der stark belastenden Kostensituation schuld? Natürlich sorgen steigende Energiepreise für eine höhere Kostenbelastung. Ein ganzer Teil der Gesamtkosten ist jedoch hausgemacht und lässt sich durch eine jährliche, professionelle Wartung einsparen. Grundvoraussetzung für alle kältetechnischen Anlagen ist daher eine jährliche Wartung aller Anlagenelemente, um unnötig hohen Energieverbrauch zu vermeiden. 왎 9 | 2005
