Wein­reich: Tem­pe­rier­ge­rä­te spa­ren Energie

Das Lüden­schei­der Unter­neh­men Wein­reich stellt Tem­pe­rier­ge­rä­te her, die Ener­gie spa­ren. Das Unter­neh­men gehört zu den füh­ren­den Her­stel­lern von Tem­pe­rier­ge­rä­ten für die Kunst­stoff­ver­ar­bei­tung in Euro­pa. Das inha­ber­ge­führ­te Unter­neh­men hat sich schon lan­ge selbst dazu ver­pflich­tet, bei allen Pro­duk­ten die Ener­gie­ef­fi­zi­enz und die Nach­hal­tig­keit mit maxi­ma­len Lauf­zei­ten der gelie­fer­ten Aggre­ga­te zu garan­tie­ren. Von Anwen­dern kam immer wie­der das Anlie­gen zum Ener­gie­spa­ren. Sie woll­ten nicht nur bei gro­ßen Anla­gen, son­dern auch bei den klei­ne­ren Tem­pe­rier­ge­rä­ten den Ener­gie­ver­brauch über eine varia­ble Leis­tung redu­zie­ren kön­nen. Iim Bereich der Tem­pe­rier­leis­tung, also der Kühl- und Heiz­leis­tung kann man kei­ne wirk­li­chen Ein­spa­run­gen mehr erzie­len. Die Geset­ze der Ther­mo­dy­na­mik, das Bau­teil, die Form und vie­le ande­re Fak­to­ren defi­nie­ren die not­wen­di­ge Kühl- bzw. Heiz­leis­tung. Da geht eine Ände­rung häu­fig zu Las­ten der Qua­li­tät oder Geschwin­dig­keit. Viel Poten­zi­al steckt jedoch noich im Bereich der Pumpenleistung.

Das Was­ser zur Tem­pe­rie­rung der Werk­zeu­ge in der Kunst­stoff­ver­ar­bei­tung wird stän­dig umge­wälzt und mit vor­ge­ge­be­nem Druck und Men­ge (Volu­men­strom) durch die Tem­pe­rier­ka­nä­le des Werk­zeu­ges geführt. In der Regel sind die in den Tem­pe­rier­ge­rä­ten ein­ge­bau­ten Pum­pen mit einer fixen Antriebs­leis­tung, bei­spiels­wei­se mit 1 kW, ver­se­hen, die für einen ste­ti­gen Druck sor­gen. Aller­dings ist die­se Pum­pen­leis­tung aus der His­to­rie her meist sehr groß­zü­gig dimen­sio­niert und wird häu­fig nach dem Mot­to „viel hilft viel“ fest­ge­legt. Im Markt sind daher nun auch Tem­pe­rier­ge­rä­te mit regel­ba­ren Pum­pen immer häu­fi­ger anzu­tref­fen. Wein­reich ver­zich­tet in die­ser Maschi­nen­klas­se aber gezielt auf eine Rege­lung der Pum­pen­leis­tung, da dies sehr stark zu Las­ten der Stand­fes­tig­keit der Pum­pen in den kom­pak­ten Anla­gen geht. Das Ziel der gerin­gen Stör­an­fäl­lig­keit und Lang­le­big­keit steht direkt im Kon­flikt mit einer Rege­lung der Pumpenleistung.

Pum­pen­leis­tung bestimmt Ver­brauch der Energie

Daher geht Wein­reich einen ande­ren Weg, der über das eigent­li­che Ener­gie­spa­ren weit hin­aus geht: Die haus­ei­ge­ne Neu­ent­wick­lung, die neue Wein­reich FX-Bau­rei­he, dient der exak­ten Leis­tungs­be­darfs­er­mitt­lun. Sie kann daher auch zur Pro­zess­op­ti­mie­rung genutzt wer­den – und dies unab­hän­gig vom ein­ge­setz­ten Tem­pe­rier­ge­rät. Genau hier setzt das neu ent­wi­ckel­te Tem­pe­rier­ge­rät WTD-FX an, wel­ches um intel­li­gen­te Mess­tech­nik erwei­tert ist. Die neue FX-Bau­rei­he ist somit zur Ermitt­lung des opti­ma­len Volu­men­stroms und Pum­pen­drucks im Werk­zeug per­fekt geeignet.

Im Fokus
Oft zu hohe Pump­leis­tung
Nach Unter­su­chun­gen bei Wein­reich ver­rich­ten mehr als 80 Pro­zent der ein­ge­setz­ten Tem­pe­rier­ge­rä­te ihre Arbeit mit einer zu hohen Pum­pen­leis­tung. Dies teil­wei­se 24 Stun­den pro Tag, 7 Tage pro Woche und 365 Tage im Jahr. Da kommt eini­ges an Ener­gie­auf­wand zusam­men, den man leicht spa­ren kann. Der not­wen­di­ge Volu­men­strom und damit die Leis­tung der Umwälz­pum­pe muss aber genau bestimmt wer­den. Das geht nur mit ver­läss­li­chen Wer­ten. Wenn man die wirk­lich not­wen­di­ge Pum­pen­leis­tung mit dem FX ermit­telt hat, kann man häu­fig schon nur mit­tels Aus­tau­schen der Pum­pen von Gerä­ten, die beim Anwen­der bereits vor­han­den sind, viel ein­spa­ren. Im Jahr sind das für ein Aggre­gat ganz schnell über 4000 kWh.

Mit der FX-Bau­rei­he kann der Anwen­der ent­we­der über den vor­wähl­ba­ren Was­ser­druck oder den ein­stell­ba­ren Volu­men­strom die wirk­lich erfor­der­li­che Pum­pen­leis­tung ermit­teln. Mit die­sem Wert kann ein  per­fekt pas­sen­des Tem­pe­rier­ge­rät aus­ge­wählt oder auch umge­rüs­tet wer­den. Das letzt­end­lich aus­ge­wähl­te Gerät benö­tigt dann auch kei­ne Rege­lung der Pum­pen­leis­tung, ist deut­lich robus­ter im Betrieb und güns­ti­ger in der Anschaf­fung als regel­ba­re Einheiten.

Tem­pe­rier­ge­rä­te aus der Pra­xis für die Praxis

Die FX-Bau­rei­he nutzt zur Ermitt­lung des opti­ma­len Betriebs­punk­tes der Werk­zeug­form meh­re­re Mess­grö­ßen. Das Gerät misst die im Ver­brau­cher umge­wan­del­te ther­mi­sche Heiz- oder Kühl­ener­gie, zeigt sie an und gleicht sie mit dem Volu­men­strom ab. Bei Errei­chen des opti­ma­len Volu­men­stroms kann nun das Maxi­mum von Kühl- und/ oder Heiz­leis­tung über die schritt­wei­se Anpas­sung der Zyklus­zei­ten ermit­telt wer­den. Die Funk­ti­on der FX-Bau­rei­he geht somit über die Auf­ga­be eines her­kömm­li­chen Tem­pe­rier­ge­rä­tes weit hin­aus. Selbst­ver­ständ­lich lass­sen sich die Gerä­te der FX-Bau­rei­he auch als voll­wer­ti­ge Tem­pe­rier­ge­rä­te ein­set­zen. Der Ein­satz lohnt sich schon ab einer Tem­pe­rier­ge­rä­te­an­zahl von 10, da hier oft­mals unter­schied­li­che Tem­pe­rier­ge­rä­te mit ver­schie­de­nen Pum­pen-Antrie­ben im Ein­satz sind. Da kön­nen Anwen­der mit­tels Tausch unter­ein­an­der in einem Unter­neh­men ohne Invest schnell viel sparen.

Als eine wei­te­re wich­ti­ge Funk­ti­on steht die Mes­sung der abzu­füh­ren­den ther­mi­schen Wär­me­men­ge zur Ver­fü­gung. Hier wird über eine vor­wähl­ba­re Zeit (10 s bis 15 min.) die Heiz- und Kühl­funk­ti­on im Gerät außer Betrieb genom­men. So kann der Anwen­der in der vor­ge­wähl­ten Zeit über die inter­ne Wär­me­men­gen­mes­sung eine genaue Infor­ma­ti­on der abzu­füh­ren­den ther­mi­schen Wär­me­men­ge erhal­ten. Für einen hoch­ge­nau­en Wert muss der Nut­zer ledig­lich ein Drit­tel der Pum­pen-Antriebs­leis­tung als Frik­ti­ons­en­er­gie subtrahieren. 

Hoch­ef­fi­zi­en­te Pum­pen spa­ren Energie

Zur Grund­aus­stat­tung der neu­en FX-Bau­rei­he gehö­ren neben der robus­ten indus­tri­el­len Bau­art eine hoch­ef­fi­zi­en­te, fre­quenz­ge­re­gel­te Pum­pe mit Magnet­kupp­lung. Dar­über hin­aus eine Sie­mens-S7-Steue­rung mit Touch­pa­nel zur intui­ti­ven Bedie­nung und Visua­li­sie­rung der Pro­zess­pa­ra­me­ter. Der­zeit bie­tet Wein­reich zwei Gerä­te­grö­ßen bis 2 kW Pum­pen­an­trieb­leis­tung an. Die Bau­rei­he ist zudem auf­grund der hohen Nach­fra­ge auch schon für grö­ße­re Anla­gen in Planung.

Die Maschi­nen­an­bin­dung kann wahl­wei­se über die Profinet‑, OPC UA mit Euro­map 82.1 oder ana­lo­ger Schnitt­stel­le erfol­gen. Wei­ter­hin besteht die Mög­lich­keit, die Vorlauf‑, Rücklauf‑, oder Dif­fe­renz­tem­pe­ra­tur und zusätz­lich den Volu­men­strom oder Vor­lauf­druck zu regeln. Optio­nal sind wei­te­re Schnitt­stel­len wie Pro­fi­bus, Modbus/RS485 oder TTY 0–20mA ver­füg­bar. Für die Pro­zess­da­ten­auf­zeich­nung und Expor­tie­rung steht optio­nal ein Erwei­te­rungs­mo­dul mit USB-Schnitt­stel­le zur Verfügung.

Viel­fäl­tig ein­setz­ba­re Temperiergeräte

Wein­reich gibt sei­nen Anwen­dern­so­mit ein Werk­zeug an die Hand, das uni­ver­sell ein­setz­bar und nicht nur zur Ener­gie­ein­spa­rung geeig­net ist. Die kom­pak­ten FX-Gerä­te erlau­ben einen viel­fäl­ti­gen Ein­satz im Unter­neh­men – vom Werk­zeug­bau bis zur Instand­hal­tung. Die Tem­pe­rier­ge­rä­te spa­ren Ener­gie und machen sich zudem bei geziel­tem Ein­satz schnell bezahlt.