Gastkommentar von Dipl.-Ing. Rüdiger Dzuban von der ONI-Wärmetrafo GmbH im Vorfeld der Fakuma
Aus Erfahrungen vorangegangener Krisen stand zu befürchten, dass auch jetzt wieder, die aus dem aktuellen Weltgeschehen entstandene Zauberformel „Nachhaltige Energieverwendung wird zum Pflichtprogramm“, sich 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 70iger-Jahren. Wirklich gelernt bzw. nachhaltige Änderungen im Verhalten daraus hat es seinerzeit nicht wirklich gegeben.
Rüdiger Dzuban. Foto: ONI
Umso größer die Überraschung, dass sich zumindest in der kunststoffverarbeitenden Industrie wirklich in kürzester Zeit eine Menge getan hat! Unsere Zuwachsraten in Richtung effizientere Anlagensysteme über unser gesamtes Leistungsspektrum in der Größenordnung von 18 % gegenüber dem Vorjahr zeigt das eindrucksvoll an.
….obwohl die Kunststoffindustrie in vielen Branchenbereichen in diesem Jahr nicht auf dem gewünschten Niveau läuft.
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.
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 durch die KfW (Anm.: deutsche Förderbank). Ähnlich wie bei Förderanträgen für solche Maßnahmen, die durch anerkannte Energieberater begleitet werden, könnten die Projekte, die sich in rund 2 Jahren durch die Kosteneinsparung selbst finanzieren, durch die KfW vorfinanziert werden.
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
Bei einer sach- und fachkompetenten Durchleuchtung von Betrieben der Kunststoffindustrie zeigt sich immer wieder, dass sich in Richtung Effizienz des Energieeinsatzes und der Produktionsprozesse eine Menge bewegen lässt. Unser Haus hat sich darauf spezialisiert, mit eigenen Fachingenieuren die Bereiche Kühl- und Kälteanlagentechnik, Wärmerückgewinnung, Werkzeugtemperierung, Klima-, Lüftungs-, Reinraum- und Drucklufttechnik und zusammen mit Systempartnern und Energieberatern die Bereiche Finanzierung, Fördermittel, Lastmanagement, Beleuchtung oder Energieeinkauf umfassend zu beraten, anlagentechnische Energiesparkonzepte zu entwickeln und umzusetzen. Hierbei wird konsequent und erfolgreich auf den Netzwerkgedanken gesetzt. Für das ONI-Leistungsspektrum bieten wir den Besuchern auf unserem Messestand in Friedrichshafen die persönlich nutzbare Beratungskompetenz und ein weit gefächertes Produktspektrum, wodurch effiziente Technik und energiesparende Systemtechnik anfassbar und erlebbar wird.
Beispiele dafür zeigen wir auf unserem Messestand.
Effiziente Anlagensysteme sind mietbar!
Wenn die Außentemperatur auf sommerliche Werte steigt, braucht manche Kühlanlage Hilfe! …oder wenn für die Produktion und Prozesse dringend Kühlwasser gebraucht und die vorhandene Anlage keine Leistungsreserven hat, braucht es auch schnelle Hilfe. Die Problemlösung: Mobile, leistungsstarke Mietkühlanlagen. Wir bieten dazu ein breites Spektrum schnell verfügbarer Anlagensysteme das von
Kältemaschinen im Leistungsbereich von 10 bis 1.000 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 Kunden. Von der Bereitstellung und dem Transport, über die Aufstellung bis zum Anschluss und der Inbetriebnahme sowie nachgelagertem Service bekommen unsere Kunden alle Leistungen aus einer Hand.
Auf unserem Messestand zeigen wir eine Demo-Version einer 2-Kreis-Kühlanlage in Container-Bauweise, die für eine Gesamtleistung von bis zu 1.000 kW Kühlleistung konfiguriert und mit verschiedensten Optimierungsmodulen auf Wunsch ausgerüstet werden kann. Unsere Fachleute informieren gerne über Einsatzmöglichkeiten und Verfügbarkeit. Je nach Bedarf heißt es dann nur noch: Mieten, aufstellen, anschließen, kühlen!
Gutes Klima sorgt für ein Stück 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.
Kühlenergie erzeugen und gleichzeitig mit 75 °C Heizwasser heizen
In kaum einer anderen Branche liegen zwei gegenläufige Energiebedarfe so nah zusammen, wie in der Kunststoffindustrie. Einerseits wird für die Kühlung von Werkzeugen, Einzugszonen, Profilformen oder… 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 für verschiedenste Bereiche im Unternehmen, vom Werkzeugbau bis zur Montage oder dem Fertigwarenlager Heizenergie, die üblicherweise von Heizkesseln geliefert wird.
Wie heizt man, wenn es zu Problemen in der kommt. Einen Ausweg aus dieser Sackgasse bietet der Einsatz von luft- oder wassergekühlten Industriewärmepumpen. Damit lässt sich sowohl die Kühlwasserversorgung wie die Heizwärmeversorgung sicherstellen. Vorausgesetzt, man setzt auf die richtige Systemtechnik und das richtige Kältemittel. Wir zeigen 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.
Mit dieser Heizwassertemperatur lassen sich erfahrungsgemäß mindestens 95 % aller Bedarfsfälle auskömmlich versorgen …und dass bei einem wirtschaftlich interessanten Wirkungsgrad für beide Medienkreise.
Warum Heizöl oder Erdgas kaufen, wenn kostenlose Heizwärme vorhanden ist
Obwohl in den verschiedensten Bereichen Kunststoff verarbeitender Betriebe erfahrungsgemäß eine ganze Menge Abwärmepotentiale vorhanden sind,
die sich für eine Heizwärmenutzung eigenen, wird teuer Primärenergie für Heizzwecke gekauft. Unsere Wärmerückgewinnungssysteme nutzen beispielsweise Abwärme aus Kühlwassersystemen mit einem Temperaturniveau von 35 °C. Über entsprechend ausgelegte 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. Durch Einsatz einer ONI-Wärmerückgewinnung lässt sich daher gleich zweifach Energie einsparen. …und die Umwelt profitiert ebenfalls zweifach.
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 treibt Energie- und Prozesskosten
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 durch Beläge und Ablagerungen auf Rohrinnenwänden mit Auswirkung auf Energieverbrauch und Prozessgeschwindigkeit bis zum funktionellen Ausfall durch Verstopfungen und hygiene-technische Probleme.
Durch die Ablagerungen verlängern sich 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, wodurch die Wettbewerbsfähigkeit ein Stück weit verschlechtert wird.
Im Bereich Spritzguss bekommen durch die allgemeine 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 durch die Kühlwasserqualität. In soweit wird man hier intensiver aufsetzen bzw. hinsehen und neu bewerten müssen. Auf der Fakuma zeigen wir 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.
Prozessoptimierung durch dynamische Rhytemper® Temperiersysteme
Qualitativ hochwertige Formteile, die zudem eine spannungsfreie, homogene Materialstruktur aufweisen müssen, erfordern im Bereich Spritzgussfertigung klar definierte und konstant einzuhaltende Produktionsbedingungen. Verständlich, wenn man bedenkt, dass die besten Produktinnovationen ihr Potential nur dann voll zum Einsatz bringen können, wenn auch der Fertigungsprozess so gemanagt wird, das Prozessstabilität für die ganze Charge bei möglichst kurzen Zykluszeiten und einer permanenten Prozessüberwachung, für die Fertigung in Richtung Null-Fehler, sichergestellt wird. 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. Durch höchste Qualitätsanforderungen bestimmt, werden bei immer mehr Kunststoffverarbeitern an Stelle von konventionellen Temperiersystemen dynamisch arbeitende Rhytemper®-Mehrkreis-
Temperiersysteme eingesetzt. Durch die Überwachung der Energiebilanzen und Anpassung der Parameter wie Temperaturdifferenz und Volumenstrom in jedem einzelnen Temperierkreis wird dafür gesorgt, dass der thermische Fingerprint des Formteils nahezu konstant bleibt. Durch den Einsatz 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 bzw. der entsprechenden Regeleinheit ist platzsparend, in unmittelbarer Nähe der Werkzeugplatte montiert, um Verschlauchungswege so kurz wie möglich zu halten.
Stromsparmodul für Pumpen reduziert Energiekosten
Für die Rückkühlung werden in Kühlkreisen vorzugsweise sogenannte Freikühler-Systeme eingesetzt, die mit Kühlwasser ohne Glykol befahren werden. – Die Glykol-Freiheit hat sowohl wärmetechnische wie sicherheitstechnische Vorteile. – Sind niedrigere Temperaturen erforderlich, als über den Freikühler mit Außenluft erzielbar, ist der Einsatz von Kältemaschinen notwendig.
In beiden Fällen sind für den Kühlwassertransport Pumpen erforderlich, die hohe Jahresbetriebsstunden aufweisen. Demzufolge fallen dafür hohe Stromkosten an, die sich mit der ONI-PowerSave Technologie massiv senken lassen. Durch Einsatz dieser Technik lässt sich je nach Anlagensituation bei Pumpen im Freikühler- oder Kältemaschinenkreis bis zu 30 % Strom im Volllastbetrieb und bis zu 65 % im Teillastbetrieb der Anlagen einsparen.
Genial an dieser Technik ist schlicht und ergreifend, dass Naturgesetze clever genutzt werden, um den Energiebedarf der Pumpen zu reduzieren. Auf der Fakuma-Messe wird eine Weiterentwicklung der Technik gezeigt, 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.
Kunststoff – Wertstoff statt Problemstoff!
Die Fakuma 2023 betont die Bedeutung von Kunststoff als Wertstoff für die Gegenwart und Zukunft. Die Messe bietet eine Plattform für neue Produkte und Lösungen sowie für Fachdiskussionen. Besuchen Sie die Diskussionsrunde „Kunststoff – Wertstoff statt Problemstoff!“ mit branchenbekannten Experten am runden Tisch, um Ihr Wissen über den verantwortungsvollen Umgang mit Kunststoffen zu vertiefen.
…dann wären da noch die nächsten Generationen
Weil wir von Zukunftssicherung sprechen, wollen wir den Bogen aber auch zu den nächsten Generationen, speziell zu Kindern schlagen. Aus diesem Grund werden wir mit kleinen, sehr sympathischen Botschaftern und einem umweltunterstützenden Häuschen dafür sorgen, dass die Kinder zum Mitmachen in Richtung nachhaltige Energieverwendung und Umweltschutz angeregt werden. …und auch für die „Großen“ gibt es eine „umweltnahe“ Überraschung.
Wir brauchen den persönlichen, fachlichen Informationsaustausch
Es braucht die Messe für den persönlichen Kontakt und die Möglichkeit, eine ganzheitliche Systembetrachtung im Fachgespräch durchzuführen, um daraus abzuleiten, welche Maßnahmen sich unter wirtschaftlichen Aspekten am ehesten darstellen lassen. Einen kürzeren Weg und umfassenderen Überblick zu den jeweiligen Kompetenzen in den Fachbereichen gibt es nicht. Uns geht es darum, vorhandene Potentiale aufzuzeigen und Konzepte im Interesse der Kunden und Zielkunden auszuarbeiten. Ein Gespräch lohnt sich erfahrungsgemäß immer.
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