Der Temperierspezialist Oni-Wärmetrafo präsentiert zur Fakuma effiziente Anlagentechnik mit Langzeitwirkung. Aus Erfahrungen vorangegangener Krisen stand zu befürchten, dass sich auch jetzt wieder die aus dem aktuellen Weltgeschehen entstandene Zauberformel „Nachhaltige Energieverwendung wird zum Pflichtprogramm“ wie der morgendliche Nebel im Sonnenlicht auflöst. Es hatte schon so viele Schwüre zur grundsätzlichen Änderung einer Ausrichtung gegeben. Man denke nur an die Ölkrise in den 1970iger-Jahren. Wirklich daraus gelernt hat keiner, und nachhaltige Änderungen im Verhalten daraus hat es seinerzeit nicht wirklich gegeben.
Umso größer die Überraschung, dass sich zumindest in der Kunststoffverarbeitenden Industrie wirklich in kürzester Zeit eine Menge getan hat. Die Zuwachsraten bei Oni-Wärmetrafo in Richtung effizientere Anlagensysteme über das gesamtes Leistungsspektrum in der Größenordnung von 18 Prozent gegenüber dem Vorjahr zeigt das eindrucksvoll an. Und das, obwohl die Kunststoffindustrie in vielen Branchenbereichen in diesem Jahr nicht auf dem gewünschten Niveau läuft.
Effiziente Anlagentechnik für Energieeffizienz und Prozesssicherheit
Eine permanent wachsende Anzahl an Betrieben hat für sich erkannt, dass eine Optimierung im Bereich Energieeffizienz und Prozesssicherheit wesentlich zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit beiträgt. Zukunftsorientierte Unternehmen investieren daher verstärkt in solche Optimierungsmaßnahmen.
Im Fokus
Energieeinsatz und Produktionsprozesse auf den Prüfstand
Bei einer sach- und fachkompetenten Durchleuchtung von Betrieben der Kunststoffindustrie zeigt sich immer wieder, dass Verantwortliche eine Menge bewegen können. Insbesondere in Richtung Effizienz des Energieeinsatzes und der Produktionsprozesse. Oni-Wärmetrafo hat sich darauf spezialisiert. Eigene Fachingenieure beraten zu den Bereichen Kühl- und Kälteanlagentechnik, Wärmerückgewinnung, Werkzeugtemperierung, Klima‑, Lüftungs‑, Reinraum- und Drucklufttechnik. Und Experten von Systempartnern und Energieberatern decken die Bereiche Finanzierung, Fördermittel, Lastmanagement, Beleuchtung oder Energieeinkauf ab. So können sie gemeinsam anlagentechnische Energiesparkonzepte entwickeln und umsetzen. Hierbei setzen die Fachleute konsequent und erfolgreich auf den Netzwerkgedanken. Mit Anwendungsbeispielen macht Oni-Wärmetrafo effiziente Technik und energiesparende Systemtechnik am Messestand anfassbar und erlebbar.
Weit mehr könnte man in der Fläche jedoch erreichen, wenn die politische Seite unterstützen würde. Beispielsweise durch die Vorfinanzierung von energiesparenden und prozessoptimierenden Maßnahmen in der Industrie seitens der KfW. Anerkannte Energieexperten begleiten Förderanträge für solche Maßnahmen. So könnte die KfW die Projekte, die sich in rund zwei Jahren über die Kosteneinsparung selbst tragen, vorfinanzieren.
Eingesparte Kosten fließen bis zum Ausgleich der Finanzierungssumme, abzüglich eines Förderanteils, an die KfW zurück. Das würde sicherlich eine Menge in Richtung Kosteneinsparung und CO2-Minderung in Bewegung bringen.
Wirksame Konzepte mit Langzeitwirkung gefragt
Wenn die Außentemperatur auf sommerliche Werte steigt, braucht manche Kühlanlage Hilfe. Dsa gilt auch, wenn für die Produktion und Prozesse dringend Kühlwasser gebraucht und die vorhandene Anlage keine Leistungsreserven hat. Die Problemlösung: Mobile, leistungsstarke Mietkühlanlagen. Oni-Wärmetrafo bietet dazu ein breites Spektrum schnell verfügbarer Anlagensysteme, das von Kältemaschinen im Leistungsbereich von 10 bis 1000 kW über Pumpentankeinheiten mit Regel- und Steuersystemen bis zur Container-Kühlanlage mit allen für den Betrieb notwendigen Armaturen, Pumpen und Regeleinrichtungen reicht. Je nach Verfügbarkeit sind die Anlagen kurzfristig versandbereit und in kurzer Zeit beim Anwender. Von der Bereitstellung und dem Transport über die Aufstellung bis zum Anschluss und der Inbetriebnahme sowie nachgelagertem Service bekommen Anwender alle Leistungen aus einer Hand.
Am Messestand zeigen die Temperierexperten eine Demo-Version einer 2‑Kreis-Kühlanlage in Container-Bauweise, die für eine Gesamtleistung von bis zu 1000 kW Kühlleistung konfiguriert und die sich auf Wunsch mit verschiedensten Optimierungsmodulen ausrüsten lässt. Die Fachleute informieren über Einsatzmöglichkeiten und Verfügbarkeit. Je nach Bedarf heißt es dann nur noch: Mieten, aufstellen, anschließen, kühlen.
Gutes Klima für Produktionssicherheit
Ein wesentliches einflussnehmendes Element in der Spritzguss-Fertigung sind die lufttechnischen Bedingungen in der Produktionshalle. Warum das so ist, wird dann deutlicher, wenn man bedenkt, dass eine Werkzeugform wärmetechnisch wie ein Wärmeaustauscher zu behandeln ist. Werden bei einem solchen Element auf einer Seite wärmetechnische Parameter verändert, wirkt sich das zwangsläufig auf das Ergebnis der gegenüberliegenden Seite aus. Will man die Einflussnahmen auf ein Minimum reduzieren, muss man für ein möglichst homogenes Temperaturfeld im Fertigungsbereich sorgen. Ansonsten hat man ein Problem.
Im konkreten Fall einer Spritzgießform führen veränderliche Luftströmungen im Außenbereich zwangsläufig zu einer Beeinflussung der Formteilqualität. Natürlich ist das stark abhängig von der wärmetechnischen Trägheit des Systems und dessen dämpfender Wirkung. Die Einflussnahme fällt jedoch umso stärker aus, je empfindlicher das Formteil hinsichtlich Qualität und Maßhaltigkeit ist. Eine kontrollierte Hallenlüftung mit Verdrängungsluftauslässen im Bodenbereich sorgt bei technisch richtiger Auslegung und Nutzung von Abwärmen aus der Abluft oder von Maschinen für optimale Produktionsbedingungen bei niedrigem Energieeinsatz.
Effiziente Anlagentechnik für Kühlenergie und 75 °C‑Heizwasser
In kaum einer anderen Branche liegen zwei gegenläufige Energiebedarfe so nah zusammen wie in der Kunststoffindustrie. Einerseits wird für die Kühlung von Werkzeugen, Einzugszonen oder Profilformen Kühlwasser im Temperaturbereich von 20 °C und darunter benötigt. Zur Erzeugung werden dafür üblicherweise luft- oder wassergekühlte Kompressionskältemaschinen eingesetzt. In Zeiten niedriger Außentemperaturen braucht es Heizenergie, die üblicherweise von Heizkesseln geliefert wird. Eine interessante Lösung ist der Einsatz von luft- oder wassergekühlten Industriewärmepumpen. Damit lässt sich sowohl die Kühlwasserversorgung wie die Heizwärmeversorgung sicherstellen. Vorausgesetzt, man setzt auf die richtige effiziente Anlagentechnik und das richtige Kältemittel. Oni-Wärmetrafo zeigt auf dem Messestand Wärmepumpentechnik, die bei einer Kühlwassertemperatur von 15 °C Heizwasser mit einer Vorlauftemperatur von 75 °C liefert und dafür ein A1-Kältemittel mit einem niedrigen GWP-Wert verwendet. Mit dieser Heizwassertemperatur lassen sich mindestens 95 Prozent aller Bedarfsfälle auskömmlich versorgen. Bei einem wirtschaftlich interessanten Wirkungsgrad für beide Medienkreise.
Obwohl in den verschiedensten Bereichen kunststoffverarbeitender Betriebe erfahrungsgemäß eine ganze Menge Abwärmepotentiale vorhanden sind, die sich für eine Heizwärmenutzung eigenen, wird teuer Primärenergie für Heizzwecke gekauft. Wärmerückgewinnungssysteme von Oni-Wärmetrafo nutzen beispielsweise Abwärme aus Kühlwassersystemen mit einem Temperaturniveau von 35 °C. Über Oni-Niedertemperatur-Heizsysteme wird dann aus Abwärme, die kostenlos zur Verfügung steht, wertvolle Heizenergie, die teures Heizöl oder Erdgas ersetzt. Darüber hinaus wird bei dieser Art der Abwärmenutzung der Energieanteil eingespart, der üblicherweise für die Rückkühlung des Kühlwassers notwendig wäre. Mit einer Oni-Wärmerückgewinnung lässt sich daher gleich zweifach Energie einsparen. Und die Umwelt profitiert ebenfalls zweifach, Denn einerseits erzeugt nicht verbrannte Primärenergie auch kein CO2, und die Nutzung der Abwärme vermeidet den Einsatz von Strom zur Rückkühlung, was ebenfalls zu einer Reduzierung der CO2-Emissionen führt.
Wasserqualität hat Folgen mit Langzeitwirkung
Die Wasserqualität nimmt extrem stark Einfluss auf den Produktionsprozess und in der Folge auf die Energiebilanz! Leider wird das meist erst dann erkannt, wenn gravierende Probleme in der Prozesskette auftreten. Eine schlechte Wasserqualität führt zwangsläufig zu Ablagerungen an benetzten Flächen. Die Wirkung ist vielschichtig und reicht von anaerober Korrosion über die Druckverlusterhöhung, eine wärmetechnische Einflussnahme über Beläge und Ablagerungen auf Rohrinnenwänden mit Auswirkung auf Energieverbrauch und Prozessgeschwindigkeit bis zum funktionellen Ausfall durch Verstopfungen und hygienetechnische Probleme. Ablagerungen verlängern zwangsläufig die Zykluszeiten und der Bedarf an Kühlleistung nimmt zu. Außerdem wird der Arbeitsaufwand für das Bedienpersonal größer. Letztendlich steigen die Stück- beziehungsweise Fertigungskosten sowie die Instandhaltungs- und Wartungskosten.
Im Bereich Spritzguss bekommen aufgrund der allgemeinen Kostenentwicklung Faktoren wie Zykluszeiteinsparung, Kosten für das Werkzeugmanagement, Kühlenergiebedarf, Maschinenstillstände oder Ausschussquoten einen bisher nie dagewesenen Stellenwert. Viele davon sind mehr oder weniger stark beeinflusst von der Kühlwasserqualität. Insoweit wird man hier intensiver aufsetzen und hinsehen und neu bewerten müssen. Auf der Fakuma zeigt Oni-Wärmetrafo die weiterentwickelten Systeme der Oni-AquaClean-Technologie in verschiedenen Varianten. Die Oni-AquaClean-Systemtechnik ist systemisch aufgebaut. Messstrecken – für Leitfähigkeit, pH-Wert, Redoxspannung und Volumenstrom – in Verbindung mit einem Hochleistungsrechner liefern die lnformationen, die für die stufenweise Kühlwasserbehandlung notwendig sind. Die eigentliche Wasserbehandlung erfolgt dann über verschiedene Filtereinheiten sowie eine nachgeschaltete, eigensichere Ozonierung. Eine Pumpeneinheit versorgt das Oni-AquaClean System kühlwassernetzunabhängig mit einer definierten Wassermenge und sorgt für die Ableitung von Rückspülwassermengen.
Dynamische Rhytemper-Temperiersysteme sind effiziente Anlagentechnik
Qualitativ hochwertige Formteile, die zudem eine spannungsfreie, homogene Materialstruktur aufweisen müssen, erfordern im Bereich Spritzgussfertigung klar definierte und konstant einzuhaltende Produktionsbedingungen. Der Fertigungsprozess muss so gemanagt sein, dass Prozessstabilität für die ganze Charge bei möglichst kurzen Zykluszeiten und einer permanenten Prozessüberwachung für die Fertigung in Richtung Null-Fehler sichergestellt ist. In der Spritzgussfertigung kommt der Werkzeugtemperierung daher eine entscheidende Bedeutung zu. Nur ein intelligentes Temperiermanagement, das jeden einzelnen Werkzeugtemperierkreis individuell steuert und überwacht, sorgt für die Einhaltung der unverwechselbaren Thermostruktur im zu fertigenden Formteil. Wo höchste Qualitätsanforderungen bestimmt, einzuhalten sind, setzen immer mehr Kunststoffverarbeiter an Stelle von konventionellen Temperiersystemen dynamisch arbeitende Rhytemper-Mehrkreissysteme ein. Das sorgt für kurze Zykluszeiten und ein Stück mehr Prozesssicherheit.
Die Überwachung der Energiebilanzen und Anpassung der Parameter wie Temperaturdifferenz und Volumenstrom in jedem einzelnen Temperierkreis sorgt dafür, dass der thermische Fingerprint des Formteils nahezu konstant bleibt. Mit der Rhytemper-Technik reduziert man zudem von vornherein den Aufwand für das thermische Einfahren der Werkzeuge, weil die wärmetechnischen Formteilparameter nach Werkzeugwechsel sofort zur Verfügung stehen. Findet ein Werkzeugwechsel statt und ist die Vorwärmung abgeschlossen, wird ab Fertigungsfreigabe die optimale Formoberflächentemperatur in kürzester Zeit eingeregelt und bei jedem Schuss überwacht. Die dafür notwendige Kühlkreis-Versorgungseinheit mit Mess- und Steuerelementen und der entsprechenden Regeleinheit ist platzsparend in unmittelbarer Nähe der Werkzeugplatte montiert, um Verschlauchungswege so kurz wie möglich zu halten.
Stromsparmodul reduziert Energiekosten mit Langzeitwirkung
Für die Rückkühlung werden in Kühlkreisen vorzugsweise Freikühler-Systeme eingesetzt, die Kühlwasser ohne Glykol nutzen. Das hat sowohl wärmetechnische als auch sicherheitstechnische Vorteile. Sind niedrigere Temperaturen erforderlich als über den Freikühler mit Außenluft erzielbar, sind Kältemaschinen notwendig. In beiden Fällen sind für den Kühlwassertransport Pumpen erforderlich, die hohe Jahresbetriebsstunden aufweisen. Dafür fallen hohe Stromkosten an, die sich mit der Oni-PowerSave Technologie massiv senken lassen. Mit dieser Technik lassen sich je nach Anlagensituation bei Pumpen im Freikühler- oder Kältemaschinenkreis bis zu 30 Prozent Strom im Volllastbetrieb und bis zu 65 Prozent im Teillastbetrieb der Anlagen einsparen. Genial an dieser Technik ist, dass Naturgesetze clever genutzt werden, um den Energiebedarf der Pumpen zu reduzieren. Auf der Fakuma-Messe zeigt Oni-Wärmetrafo eine Weiterentwicklung der Technik, die für Rückkühlkreise von Kältemaschinen eingesetzt wird. Diese Systemtechnik ist in der ausgestellten Container-Kühlanlage als funktionsfähige Einheit installiert. An einem Effizienzmodul kann man dann den Einsparerfolg einfach ablesen.