HB-Therm: Ener­gie­ef­fi­zi­enz als öko­lo­gi­sche Verpflichtung

HB-Therm: Ener­gie­ef­fi­zi­enz als öko­lo­gi­sche Verpflichtung

Ener­gie­ef­fi­zi­enz ist für HB-Therm eine öko­lo­gi­sche Ver­pflich­tung. Ange­sichts der rapi­de stei­gen­den Ener­gie­kos­ten gewin­nen Ein­spar­po­ten­tia­le beim Ener­gie­ver­brauch auch in der kunst­stoff­ver­ar­bei­ten­den Indus­trie zuneh­mend an Bedeu­tung. HB‑Therm hat genau die­sen Umstand bei der Ent­wick­lung und Umset­zung der neu­en Gerä­te­ge­ne­ra­ti­on Thermo‑6 berück­sich­tigt. Das Unter­neh­men bie­tet gleich meh­re­re Aus­stat­tungs­fea­tures für mehr Ener­gie­ef­fi­zi­enz im Betrieb der Tem­pe­rier­ge­rä­te an. Dazu gehö­ren die stan­dard­ge­mä­ße dreh­zahl­ge­re­gel­te Pum­pe in Kom­bi­na­ti­on mit dem Steue­rungs-Assis­ten­ten „Energy‑Control“ zur Ermitt­lung des opti­ma­len Betriebs­punk­tes. Die exklu­si­ve „Direct‑Drive“-Pumpe weist gegen­über her­kömm­li­chen Pum­pen­sys­te­men einen bis zu 20 Pro­zent höhe­ren Wir­kungs­grad auf.

Energieeffizienz ist für HB-Therm eine ökologische Verpflichtung. Gerade auch beim Bau der neuen Gerätereihe. - Bild: HB-Therm
Ener­gie­ef­fi­zi­enz ist für HB-Therm eine öko­lo­gi­sche Ver­pflich­tung. Gera­de auch beim Bau der neu­en Gerä­te­rei­he. – Bild: HB-Therm

Grund­sätz­lich hat die Haupt­pum­pe eines Tem­pe­rier­sys­tems die Auf­ga­be, Wär­me­trä­ger­flüs­sig­keit vom Gerät zum ange­schlos­se­nen Ver­brau­cher und zurück zu lei­ten. So wird der Wär­me­aus­tausch erst mög­lich. Die Ent­wick­lung der Pum­pen­tech­nik als zen­tra­les Ele­ment für Tem­pe­rier­sys­te­me hat in den ver­gan­ge­nen Jah­ren gros­se Fort­schrit­te gemacht. 

Bei den Direc­t‑­Dri­ve-Pum­pen ver­schmel­zen Motor und Magnet­kupp­lung. Die Dreh­mo­men­tüber­tra­gung erfolgt von der Motor­wick­lung durch den Spalt­topf direkt auf den Innen­ro­tor. Dar­über hin­aus sind auch kei­ne Kugel­la­ger im Motor vor­han­den. Die Pum­pen sind zudem sehr kom­pakt auf­ge­baut. Bei einem Spalt­topf aus dem Kunst­stoff PPS ent­ste­hen kei­ne Wir­bel­strö­me und damit weni­ger Ver­lus­te. Sie sind aller­dings eben­so auf­wen­dig kon­stru­iert, es sind spe­zi­el­le Moto­ren erfor­der­lich, und ihr Ein­satz­be­reich reicht bis­lang nur bis maxi­mal 100 °C.

Ener­gie­ef­fi­zi­enz beim Betrieb von Pumpen

Mit die­ser neu­en Tech­no­lo­gie hat HB‑Therm einen wei­te­ren wich­ti­gen Schritt in Rich­tung eines nach­hal­ti­gen und ener­gie­ef­fi­zi­en­ten Betriebs sei­ner Thermo‑6 gesetzt. Im Ver­gleich zur Peri­pheral­rad­pum­pe mit Magnet­kupp­lung weist die Direc­t‑­Dri­ve-Pum­pe einen um bis zu 20 Pro­zent höhe­ren Wir­kungs­grad auf, da auf­grund eines nicht­lei­ten­den Kunst­stoff-Spalt­topfs die sonst typi­schen Wir­bel­strom­ver­lus­te ver­mie­den wer­den. Die Pum­pe arbei­tet mit einem was­ser­ge­kühl­ten Motor und ist in Ihrer Bau­art ohne Magnet­kupp­lung und ohne Lüf­ter kom­pak­ter und kos­ten­güns­ti­ger. Aktu­ell ist der Tem­pe­ra­tur­be­reich die­ser neu­es­ten Pum­pen­ge­nera­ti­on auf Tem­pe­rier­ge­rä­te bis maxi­mal 100 °C beschränkt, wird aber wei­ter ausgebaut.

Im Fokus
Dreh­zahl­ge­re­gel­te Pum­pen
Die dreh­zahl­ge­re­gel­ten Pum­pen spie­len ihren größ­ten Trumpf gene­rell im Bereich der Ener­gie­ein­spa­rung aus. Sie sind uni­ver­sell für gro­ße und klei­ne Werk­zeu­ge ein­setz­bar. Eine Pum­pe, die nicht immer unter Voll­last läuft, spart nicht nur Ener­gie, son­dern zeich­net sich auch mit einer län­ge­ren Lebens­dau­er aus. Zudem redu­zie­ren dreh­zahl­ge­re­gel­te Pum­pen dank ihrer brei­ten Ver­wend­bar­keit die Typen­viel­falt der Tem­pe­rier­ge­rä­te. Ein Gerät kann also sei­ne Auf­ga­ben über eine gro­ße Ein­satz-Band­brei­te erfüllen.

Durch die Ver­wen­dung einer dreh­zahl­ge­re­gel­ten Pum­pe kann die Pum­pen­kenn­li­nie anwen­dungs­be­dingt so anpasst wer­den, dass der gewünsch­te Durch­fluss mit mini­ma­lem Ener­gie­auf­wand erreicht wird. Und das ist der aus­schlag­ge­ben­de Aspekt: Mit mög­lichst wenig Ener­gie die opti­ma­le Tem­pe­rie­rung errei­chen. Das ist zudem eine öko­lo­gi­sche Verpflichtung.Meist ist aller­dings nicht von Anfang an klar, wel­ches der rich­ti­ge Durch­fluss für einen Pro­zess ist. Es bie­tet sich an, die Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz in einem Tem­pe­rier­kreis zu regeln. Damit kann die Bau­teil­qua­li­tät garan­tiert und gleich­zei­tig der Durch­fluss und damit die Pum­pen­leis­tung auf das nöti­ge Mini­mum redu­ziert werden.

Öko­lo­gi­sche Ver­pflich­tung zum Energiesparen

Dreh­zahl­ge­re­gel­te Pum­pen arbei­ten mit Fre­quenz­um­rich­ter und machen benut­zer­spe­zi­fi­sche Anpas­sun­gen und damit auch Ener­gie­ein­spa­run­gen je nach Ein­satz­zweck mög­lich. Pum­pen ohne Fre­quenz­um­rich­ter lau­fen dage­gen immer auf Nenn­dreh­zahl. Der Ener­gie­ver­brauch bleibt damit gleich hoch und kann nicht gesenkt wer­den. Die neu­en Thermo‑6 mit seri­en­mäs­si­gen dreh­zahl­ge­re­gel­ten Pum­pen kön­nen ver­schie­de­ne Betriebs­ar­ten umset­zen. Neben dem Nor­mal­be­trieb sind dies der Eco‑mode Auto, der Eco‑mode Speed, der Eco‑mode Flow, der Eco‑mode Temp sowie der Boost Mode. Über den gro­ßen IPS-Touch-Bild­schirm las­sen sich die ver­schie­de­nen Pum­pen­be­triebs­ar­ten anwen­dungs­ge­recht und ein­fach anwäh­len. Im Nor­mal­be­trieb liegt immer eine defi­nier­te Dreh­zahl (n = 3000 min-1) an, hier erfolgt kei­ne Rege­lung auf sich ver­än­dern­de Ist­wer­te. Das bringt in etwa glei­che Ver­hält­nis­se wie mit dem Ein­satz einer unge­re­gel­ten Pum­pe und ermög­licht auch kei­ne Energieeinsparungen.

Im Eco‑mode Auto erfolgt die Rege­lung der Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz zwi­schen Vor- und Rück­lauf. Den Soll­wert der Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz setzt der Anwen­der mit­tels Ein­stel­lung der Über­wa­chungs­stu­fe (fein, mit­tel, grob) auto­ma­tisch. Dabei ist „grob“ für Kunst­stoff­tei­le mit eher gerin­ge­rer mecha­ni­scher Genau­ig­keit opti­miert ist, „mit­tel“ für all­ge­mein tech­ni­sche Tei­le und „fein“ für sehr anspruchs­vol­le Tei­le mit hohen tech­ni­schen und mecha­ni­schen Anfor­de­run­gen. So kann das Sys­tem bei sich ver­än­dern­dem exter­nem Ver­hal­ten die Dreh­zahl der Pum­pe auto­ma­tisch anpas­sen. So über­schrei­ten die Wer­te die gesetz­te Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz nicht. Im Eco‑mode Temp regelt das Sys­tem im Gegen­satz zum Eco‑mode Auto auf eine belie­big ein­stell­ba­re Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz zwi­schen Vor- und Rück­lauf. Und im Eco‑mode Speed gibt der Anwen­der eine Dreh­zahl vor, die dann von der Pum­pe kon­stant ein­ge­hal­ten wird. Die­se anlie­gen­de Dreh­zahl muss aber nicht der im Nor­mal­be­trieb entsprechen.

Die rich­ti­ge Dreh­zahl sorgt für Energieeffizienz

Im Eco‑mode Flow wird dage­gen ein gewünsch­ter kon­stan­ter Durch­fluss ein­ge­stellt. Dar­auf­hin passt die Pum­pe ihre Dreh­zahl an, auch wenn etwa auf­grund von Ver­schmut­zung der Wider­stand steigt. Im Boost‑mode dreht die Pum­pe mit maxi­ma­ler Dreh­zahl, erreicht damit ihre maxi­ma­le Leis­tung und auch den maxi­ma­len Durch­fluss. Die Dreh­zahl ist auf­grund der die maxi­ma­len Leis­tungs­auf­nah­me des Motors begrenzt. Sie wird vom Fre­quenz­um­rich­ter ent­spre­chend abge­re­gelt. Die­se Betriebs­art erfor­dert aller­dings mehr Ener­gie als im Nor­mal­be­trieb und führt damit auch zu einem höhe­ren Ver­schleiss der Pumpe.

Den Energieverbrauch im Prozess kann der Anwender an den Thermo-6 immer ganz leicht und auf einen Blick am Display der Steuerung ablesenden. - Pergler Media
Den Ener­gie­ver­brauch im Pro­zess kann der Anwen­der an den Thermo‑6 immer ganz leicht und auf einen Blick am Dis­play der Steue­rung able­sen­den. – Perg­ler Media

Fol­gen­des Bei­spiel zeigt die Ein­spar­mög­lich­kei­ten beim Ein­satz einer dreh­zahl­ge­re­gel­ten Pum­pe. Hier konn­te der Anwen­der die die Durch­fluss­men­ge auf die Hälf­te redu­zie­ren, weil anstel­le der ursprüng­li­chen Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz zwi­schen Vor- und Rück­lauf von 0,5 K auch 1 K aus­ge­reicht haben. Die Spe­zia­lis­ten erreich­ten so bei einer Reduk­ti­on der Dreh­zahl von 3000 auf 1500 min-1 auch einen um 12,5 L/min ver­rin­ger­ter Durch­fluss. Bei 6000 Betriebs­stun­den pro Jahr, einer Ener­gie­ein­spa­rung von ins­ge­samt 4 200 kWh und einem ange­nom­me­nen Preis von 0,25 Euro pro kWh bringt das 1050 Euro weni­ger Ener­gie­kos­ten pro Jahr bei nur einem Gerät. Da sind Ein­spa­run­gen tat­säch­lich eine öko­lo­gi­sche Verpflichtung.

Der opti­ma­le Betriebs­punkt als öko­lo­gi­sche Verpflichtung

Mit dem Steue­rungs-Assis­ten­ten „Energy‑Control“ lässt sich auch ohne Vor­kennt­nis­se des Anwen­ders in weni­gen Schrit­ten ein immer opti­ma­ler Betriebs­punkt errei­chen. Resul­tat ist eine um bis zu 85 Pro­zent gerin­ge­re Leis­tungs­auf­nah­me. Die „Energy‑Control“ bringt die Grö­ßen Dreh­zahl, Durch­fluss, Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz und Ener­gie­er­spar­nis in Zusam­men­hang. Das Auf­fin­den des bes­ten Betriebs­punk­tes erleich­tert eine ein­fa­che visu­el­le Dar­stel­lung , die die aktu­el­le Pum­pen­dreh­zahl, die Dif­fe­renz zwi­schen Vor- und Rück­lauf in Kel­vin und die Erspar­nis pro Tag in Euro anzeigt. Bei Ver­stel­lung einer der Grö­ßen sei­tens des Anwen­desr ver­än­dern sich die bei­den ande­ren Grö­ßen in glei­chem Maß mit, die vor­aus­sicht­li­che Aus­wir­kung der Ände­rung wird sofort ersicht­lich. Die Ein­stel­lung kann der Nut­zer per Knopf­druck übernehmen.

Um die Pro­zess­si­cher­heit und damit auch einen immer opti­ma­len Ener­gie­ver­brauch umfas­send sicher­zu­stel­len, wird in die­sem Zusam­men­hang auch das vor­zei­ti­ge Erken­nen des Pum­pen­ver­schleis­ses wich­tig. Damit erreicht man in der Pro­duk­ti­on nicht nur eine gleich­blei­bend sta­bi­le Tei­le­qua­li­tät, son­dern kann Feh­ler­quel­len bei Durch­fluss­ver­än­de­run­gen auch bes­ser eingrenzen.

Eine stei­gen­de Abnut­zung des Pum­pen­ra­des macht sich in einem sin­ken­den Pum­pen­druck bzw. Durch­fluss bemerk­bar. Spä­ne aus dem Werk­zeug oder Par­ti­kel aus Kor­ro­si­on oder Ver­kal­kung för­dern den Ver­schleiss. Die Pum­pen­zu­stands­über­wa­chung kon­trol­liert die Pum­pe per­ma­nent und gibt beim Unter­schrei­ten eines ein­stell­ba­ren Grenz­wer­tes eine Warn­mel­dung aus.

Mit dem Bün­deln ver­schie­de­ner Maß­nah­men gelingt Energieeffizienz

Das Errei­chen einer opti­ma­len Ener­gie­ef­fi­zi­enz beim Tem­pe­rie­ren funk­tio­niert nur mit der Bün­de­lung ver­schie­de­ner Mass­nah­men, denn einen Bereich auf Kos­ten ande­rer zu opti­mie­ren, bringt ganz­heit­lich kei­nen Nut­zen. Der Ein­satz einer dreh­zahl­ge­re­gel­ten Pum­pe mit Fre­quenz­um­rich­ter bil­det die Basis. Die rich­ti­ge Pum­pen­di­men­sio­nie­rung erzeugt die gerings­ten Antriebs­ver­lus­te. Bei den häu­fig ver­wen­de­ten Peri­pheral­rad­pum­pen liegt der maxi­ma­le Wir­kungs­grad bei etwa der Hälf­te der maxi­ma­len Durch­fluss­men­ge. Kann der Anwen­der etwa wegen eines geplan­ten uni­ver­sel­len Ein­sat­zes nicht auf eine gro­ße Pum­pe ver­zich­ten, so lässt sich dank der dreh­zahl­ge­re­gel­ten Pum­pe die Moto­ren­leis­tung auf den­sel­ben Wert redu­zie­ren wie mit einer ent­spre­chend klei­ne­ren Pumpe.

Hin­zu kom­men die Direc­t‑­Dri­ve-Pum­pen mit ihrem höhe­ren Wir­kungs­grad an Was­ser­ge­rä­ten bis 100 °C. die Kom­bi­na­ti­on mit den ver­schie­de­nen mög­li­chen Betriebs­ar­ten der neu­en Steue­rung der Thermo‑6 sowie der Steue­rungs-Assis­tent „Ener­gy-Con­trol“ für einen immer genau pas­sen­den Betriebs­punkt. Wenn die Tem­pe­rie­rung mit die­sen zur Ver­fü­gung ste­hen­den Fea­tures an den neu­en Thermo‑6 über­grei­fend opti­miert wird, dann stim­men nicht nur Qua­li­tät und Ergeb­nis. Son­dern auch der Ener­gie­ver­brauch im Pro­zess – an den Thermo‑6 immer ganz leicht und auf einen Blick am Dis­play der Steue­rung abzulesen.


Gefällt der Bei­trag? Bit­te teilen:

Schreibe einen Kommentar