Der Zerspanungs-Spezialist Franz Funke in Sundern hat mehrere dezentrale Kälteanlagen an Präzisionsmaschinen durch eine zentrale Kältemaschine mit einer Kälteleistung von 390 kW ersetzt. Das Ergebnis ist eine zukunftssichere, zuverlässige und energiesparende Anlagenkühlung.
Hoch präzise Drehmaschinen sind auf eine konstante Temperaturführung angewiesen. Hierzu wird kontinuierlich die Temperatur des Hydraulik- und des Kühlschmierstoffkreislaufs überwacht und exakt geregelt. Um die geforderte Prozessfähigkeit bei den ebenfalls vorgegebenen engen Fertigungstoleranzen zu erreichen, ist eine Regelung innerhalb eines engen Temperaturbandes notwendig.
Für die Franz Funke Zerspanungstechnik GmbH & Co. KG in Sundern ist die Betriebstemperatur der rund 25 Drehzentren deshalb ein wichtiger Faktor. Das Unternehmen hat einen hervorragenden Ruf als Spezialist für die hochwertige Drehbearbeitung vor allem von Bauteilen aus Buntmetall, die u.a. in der Sanitär- und Installationstechnik, der Elektroindustrie und nicht zuletzt in der Medizintechnik gefragt sind. Rund 5 000 Tonnen (Bunt-)Metall zerspant das Unternehmen pro Jahr, Tendenz weiter steigend.
Kühlung mit unerwünschtem Nebeneffekt
Die Anlagen von renommierten Herstellern wie Index und Schütte waren bis vor kurzem alle mit dezentralen Kühlaggregaten ausgestattet, die den Kühlschmierstoff und das Hydrauliköl auf einer Temperatur von 28 oC hielten.
Damit war zwar die gewünschte Präzision gewährleistet, aber die Kühlung führte zu einem unerwünschten Nebeneffekt. Da die Kühlaggregate ihre Abwärme an die Umgebung abgaben, heizte sich die Halle erheblich auf. Außerdem war der Energieaufwand für die Kühlung beträchtlich.
Zentrale Kälteanlage für alle Maschinen
Daher entstand die Idee, die Kühlaggregate an den Maschinen durch eine zentrale Kälteanlage zu ersetzen, und der richtige Partner für diese Aufgabe fand sich direkt vor Ort. Die ebenfalls in Sundern ansässige L&R Kältetechnik GmbH & Co. KG hat deutschlandweit und darüber hinaus schon zahlreiche ähnliche Projekte realisiert.
Für diesen Anwendungsfall planten die Projektingenieure von L&R eine luftgekühlte Kältemaschine mit einer Kälteleistung von 390 kW, die über eine Ringleitung mit sämtlichen Bearbeitungsanlagen verbunden ist. Zwei Kältekreisläufe gewährleisten die erforderliche Redundanz: Beim Ausfall eines Kreislaufs wird immer noch ausreichend Kälte für eine (limitierte) Produktion bereitgestellt.
Energieeffizienz auf der ganzen Linie
Die Verantwortlichen von Franz Funke legen größten Wert auf eine nachhaltige, energieeffiziente Produktion. Dazu trägt jetzt schon der Skaleneffekt bei: Eine zentrale Anlage arbeitet einfach effizienter als viele kleine. Aber auch im Vergleich mit anderen Kälteanlagen dieser Größe arbeitet die von L&R geplante und gebaute Maschine besonders energiesparend. Denn die hoch effizienten myFlow-Pumpen von KSB werden über drehzahlgeregelte Elektromotoren betrieben und von der zentralen SPS bedarfsgerecht angesteuert.
Einen erheblichen Beitrag zur Energieeffizienz leistet der Freikühler. Er schafft die Voraussetzung dafür, dass die Kälte bei Außentemperaturen bis ca. 15 oC – und das heißt: in einem sehr weiten Zeitfenster – aus der Umgebung generiert und nicht von der Kältemaschine erzeugt wird. Die Kälte steht somit quasi zum Nulltarif zur Verfügung.
Auf der anderen Seite des Kälte-Wärmezyklus fällt (Ab-)Wärme an, die ja ein wesentlicher Anlass für die Anschaffung der neuen Kälteanlage war. Bei der zentralen Kältemaschine kann diese ansonsten unerwünschte Wärme nun dank eines zusätzlichen Enthitzers sinnvoll genutzt werden – für die Beheizung einer zweiten Produktionshalle in der kalten Jahreszeit. Auch das spart Energie und reduziert den CO2-Ausstoß von Franz Funke.
Auf Wachstum eingestellt
Die zentrale Kälteanlage wurde annähernd zeitgleich mit einem neuen Mehrspindeldrehautomaten von Schütte geliefert und installiert, mit dem Funke seine Kapazitäten für die Fertigung von Präzisions-Drehteilen erweitert. Beide Anlagen sind Teil der Expansionsstrategie des Unternehmens. Geschäftsführer Till Wassner: „Wir haben uns viel vorgenommen und werden hier am Standort kontinuierlich wachsen.“ Dabei wird der Aspekt der Nachhaltigkeit nicht außer Acht gelassen: „Der Umweltschutz ist in unseren Leitlinien verankert und Basis für eine erfolgreiche Zukunft. Wir arbeiten energie- und ressourcensparend, streben geschlossene Stoffkreisläufe an und optimieren permanent unsere Prozesse mit dem Ziel, die Umwelt zu schonen.“
Das Kältemittel der Zukunft
Auch aus diesem Grund hat Funke mit L&R den richtigen Partner gewählt. Denn der Kältetechnik-Spezialist hat sich frühzeitig und intensiv mit den Alternativen zu den bisher üblichen (und aufgrund der F-Gase-Verordnung nicht mehr dauerhaft einsetzbaren) Kältemitteln wie R 134a beschäftigt.
Aus Sicht von L&R gehört den natürlichen Kältemitteln – und hier insbesondere Propan (R 290) – die Zukunft. Propan ist weltweit zu günstigen Kosten verfügbar, die umwelttechnischen Kennwerte (GWP – Global Warming Potential; ODP – Ozone Depletion Potential) sind sehr günstig, und mit diesem Medium lassen sich sehr wirtschaftliche, hoch effiziente Kälteanlagen realisieren. Das sind gute Gründe dafür, warum die Verantwortlichen von Funke der Empfehlung von L&R folgten und nun eine neue, hoch effiziente und zukunftssichere Kälteanlage mit dem umweltfreundlichen Kältemittel Propan in Betrieb genommen haben. Deren Energieverbrauch wird genau erfasst: Ein Energiezähler und ein Kälteleistungszähler wurden ebenfalls installiert und dokumentieren die Relation der Energieaufnahme zur erzeugten Kälte.
Autor: Burkhard Rüßmann, Geschäftsführender Gesellschafter, L&R Kältetechnik GmbH & Co. KG
1: Zentrale Propan-Kälteanlage für Zerspanungs-Spezialist Franz Funke.
2: Einen erheblichen Beitrag zur Energieeffizienz leistet der Freikühler.
Foto: L&R Kältetechnik