希尔蒂集团:通过积极的节能方案降低能源成本

在建筑专业人士眼中,希尔蒂(Hilti)这个名字代表着可靠与安全。该公司已跻身全球建筑行业设备及系统制造商的领先行列。在核心业务领域保持顶尖水平的同时,节约能源也为企业可持续的成功做出了贡献。这不仅体现在高效的产品和系统上,还包括生产过程中自身能源设施的高效运行。

希尔蒂集团总部位于列支敦士登,为全球建筑行业提供技术领先的产品、系统和服务。凭借面向建筑专业人士的创新解决方案,该公司如今已在全球120多个国家取得成功。 在优化能源效率方面,希尔蒂在大型建筑设备制造商中也占据着突出的地位。多年来,公司一直推行积极的节能政策。通过这种前瞻性的举措,公司不仅应对了预计将继续上涨的能源价格,还提升了自身的竞争力,从而进一步巩固了市场地位。

与此同时,该公司还希望表明,负责任地使用一次能源不仅在经济上合算,而且对积极保护环境也做出了重要贡献。 目前,位于内尔辛根的希尔蒂塑料技术有限公司(主要生产塑料紧固件及设备部件)的制冷能源供应系统,已由来自林德拉尔的节能专家ONI公司升级至最新的节能技术标准。

在希尔蒂位于内尔辛根的工厂中,生产分为两个区域,并通过两个独立的网络供应冷却水。注塑机采用传统的双回路冷却系统。 在模具冷却区域,全年提供12 °C的冷却水;而对于液压油冷却,由于选用了特定的换热器结构,33 °C的冷却水进水温度已足够满足需求。除生产设备外,该冷却系统还为厂房内的多个区域提供服务。

通过双回路冷却系统的架构设计以及网络回路中选定的温度,确保在两个领域中都能实现极其高效的节能措施。

一个关键的解决方案体现在模具冷却的冷却水供应方面。通常,用于模具冷却和楼宇技术领域的冷却水是由制冷机组产生的。

为了使这种能耗较高的冷却水制备方式尽可能经济高效,最终决定采用能效特别高的水冷式制冷机组。 然而,鉴于在优化制冷机组能耗运行后,该领域仍存在进一步的节能潜力,因此针对春秋和冬季,设计了一套节能控制方案以减轻制冷机组的负荷。 另一个非常适合成功实施节能措施的领域是设备冷却。在此领域,通过采用热回收技术,可在春秋和冬季将所消耗的能源多次利用。

制冷机组以最低负荷运行

为了冷却注塑模具,全年都需要供应进水温度约为12 °C的冷却水,且必须确保尽可能高的供货可靠性。 目前,许多情况下全年仍使用电动制冷机来生产冷却水,这导致高耗电量带来巨大的成本负担。此外,冷却系统的运行成本在其使用寿命期间远高于设备的购置成本。 即使仅考虑一次能源价格的温和上涨,能源成本在总成本中所占的比例也将成为一个重要且不容忽视的因素。为有效应对这一问题,希尔蒂(Hilti)的项目负责人从一开始就提出了对特别节能的冷却水生成系统的要求。

因此,最终选定了一套本身就特别节能的系统解决方案,并且在很大程度上避免了全年高能耗的制冷机技术应用。为了为内尔辛根注塑机的模具提供冷却水,因此采用了特别节能的水冷式制冷机。 凭借水冷式设计,这些设备实现了极高的运行效率,从而确保了极低的能耗,即使在持续满负荷运行的情况下也是如此。制冷机冷凝器的冷却水供应通过一个封闭式回冷系统实现,该系统作为集成解决方案,同时负责为设备冷却提供冷却水。

尽管从能耗角度来看,该设计方案已对制冷机的运行进行了优化,但仍希望通过采取额外措施,将剩余能耗降至经济可接受的水平。需确保所采用的系统技术能使制冷机的运行尽可能仅限于夏季及过渡季节的短暂时期。 为此,模具回路的制冷机组系统配备了所谓的ONI冬季减载装置。在换季和冬季,该系统技术将取代制冷机组,负责模具冷却回路的冷却水供应。 该技术利用免费的环境空气作为冷却介质。一旦室外空气能够提供所需的冷却水温度,制冷机便会自动关闭,不再消耗电力。 冬季减载的能耗仅为制冷机组能耗的2%至3%。这使得在约65%的运行时间内无需使用制冷机组,从而节省了大量能源和资金。

相应的能源管理由 ONI 开发的一套动态控制系统负责,该系统配备了能源优化软件。这确保制冷过程始终以最低的能耗运行。此外,该系统还确保冬季减载模式尽可能长时间保持激活状态,因为制冷机组每停机一小时,对运营商而言都意味着实实在在的经济收益。

利用制冷系统即可免费供暖

塑料加工本身就是一项极其耗能的工艺。因此,塑料加工企业希望尽可能降低能源成本,这一点完全可以理解。理想情况下,只要能够将必不可少的能源多次利用,就能实现这一目标。希尔蒂(Hilti)位于内尔辛根的注塑机冷却能源供应系统正是采用了这种最优方案。

凭借注塑机内油冷却器的热交换器几何结构,系统可采用33/38 °C的冷却水温差。与常规的30/35 °C温差相比,这种较高的系统温差组合带来了多重优势。 首先,即使在夏季最高气温下,机器的冷却水供应也能仅依靠主系统满足需求,无需通过辅助系统进行峰值冷却。此外,温度为 38 °C 的冷却水回流带走了机器产生的余热,这些余热可通过热回收系统极好地用于供暖。

在具体案例中,约1400千瓦的余热被同时用于多个应用领域。 其中包括用于为办公室、公共区域、物流中心及工具制造车间供暖的地暖、通风及空气加热系统。由此,以往需要耗费高昂成本进行再冷却的余热,如今转化为宝贵的供暖能源,从而替代了天然气或燃油。结果,供暖成本降低了多达95%。

此外,这项低温技术在室内热量分布方面还具有一个特殊优势。 传统供暖系统释放的热量,受自然规律影响,会沿最短路径上升至房间或厂房的天花板,而那里通常并非我们希望热量到达的地方。基于低温技术的热量则能与较冷的室内空气混合得更快,从而最终将热量输送到真正需要的地方。

对经济和生态的多重影响

在几乎所有领域中,节能措施的实施都难以像在冷却水供应领域那样产生如此显著的影响。 正确选择系统技术和温度差,从源头就能降低一次冷却水生产的成本。通过采用热回收技术,供暖成本将大幅降低,因为免费的余热可以替代昂贵的一次能源,如燃油或天然气。 同时,热回收技术确保在利用余热期间,无需对冷却水进行单独的回冷处理。自然,回冷成本也随之消除。通过采用高能效的制冷机组并结合冬季负荷分流措施,用于模具冷却的冷水供应所需的电力消耗被降至最低。

总而言之,严格落实希尔蒂(Hilti)提出的要求,不仅能将能源成本占比降至最低。希尔蒂通过这一由ONI专家与KTO-engineering及希尔蒂团队共同规划并实施的能源方案,同时在积极环保方面树立了新标杆。 因此,特别是在塑料加工行业,经济效益与生态效益能够通过采取节能措施而获得理想的双赢。

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