韦尔勒:精准掌控能源成本

注塑车间的综合节能方案。

流量测量技术是源自钟表行业的富特旺根Wehrle公司的专长。 这家历史悠久的企业的一项核心业务是塑料技术,目前拥有约70台注塑机,主要采用双组分技术生产精密零部件。除了在产品和生产方面不断创新外,公司还大力投资于可持续降低能耗的技术——以确保未来仍能在德国本土以具有全球竞争力的成本进行生产。

在德国乃至欧洲,拥有170年成功历史的企业实属凤毛麟角。公司最初以生产Trompeter手表起家(这些手表如今陈列于德国钟表博物馆供人欣赏),在其整个发展历程中,始终专注于精密产品的制造。 如今,“计量”和“精密塑料”这两个业务部门构成了公司最重要的支柱,它们为来自不同行业的客户生产塑料零部件和组件。为此,公司配备了70多台现代化注塑机,其中大部分都配备了双组分(2K)技术。 其锁模力范围在250至2,200千牛之间,单件重量从0.01克到600克不等。

公司良好的发展态势体现在员工人数的持续增长以及新落成的厂房上。 这座占地约11,000平方米、共四层的新厂房,为各业务部门提供了理想的新家:地下室设有能源中心,一楼为塑料注塑车间,二楼为办公区,三楼则配备了最先进技术的模具制造车间及员工休息室。建筑与室内设计以及各个生产区域的布局,均以实现最优化的生产流程为目标。 “作为一家在黑森林地区拥有悠久传统的中型企业,我们坚守本地根基,并珍视那些以满腔热情为实现企业目标做出关键贡献的员工。正因如此,我们坚持在德国本土进行研发和生产。在所有业务活动中,我们始终关注能源效率,以此为环境保护贡献力量。 为了在新建项目中落实能源方案,我们因此寻求了一家经验丰富的合作伙伴。 经过市场调研及对参考项目的分析评估,我们最终选择了来自林德拉尔的节能专家Oni。我们共同实施了一套能源供应方案,该方案在经济性和生态性方面树立了标杆,”E. Wehrle GmbH的执行合伙人Georg Herth如此阐述了这一决策。

整合自然资源

如果能将井水用作回冷介质,便拥有了一种性价比无与伦比的制冷能源。早在多年前,韦尔勒(Wehrle)厂区内就已钻探了一口井,用于为第一座喷塑车间供水。该井已被纳入新的供水方案并进行了优化。 如今,可用的水流量在允许的温差范围内得到了最佳利用。因此,不同温度的供液回路尽可能被串联起来。这种串联连接是通过选择各个冷却回路的供液温度来实现的。 在液压冷却领域,为注塑机选定的温差范围为25/30 °C;在模具冷却领域为15/18 °C;在通风领域为12/18 °C。 由于各回路通过热交换器单元与回冷网络分离运行,因此还可以利用注塑机液压冷却产生的余热进行加热。

保障供应安全是重中之重

遵守交货承诺无疑是客户对供应商最重要的要求。 特别是当零部件必须“准时制”或“按序制”交付时,这一要求显得尤为重要。为了应对各种突发情况,位于富特旺根的韦尔勒公司将所有系统和热交换器单元都设计成在任何时候都能提供双重供能保障。 此外,如果夏季井水供应不足,或者在用电高峰期需要更大功率,可以立即启动一台制冷量为310千瓦的制冷机。

制冷可节省供暖费用

要为一家拥有数千平方米生产、办公和仓储面积的企业在过渡季节和冬季供暖,通常需要消耗大量天然气或取暖油。因此,供暖能耗及由此产生的运营成本相当可观。此外,为了进行热能的产生和分配,还需要一座配备锅炉、燃烧器和排气系统的热力房。 为了将投资成本及最终的供暖费用控制在最低水平,Wehrle公司首先着眼于利用所有可能领域的余热。其中,注塑机液压系统的冷却能源供应以及压缩空气压缩机的冷却回路被认定为特别有吸引力的热源。

针对两个生产区域的注塑机,其液压冷却系统可获得温度差为25/30 °C、功率达300千瓦的冷却水。通常情况下,即使在春秋和冬季,回水冷却也会通过井水系统进行。

不过,这里通过将制冷回路改造成供暖回路,实现了对已消耗能源的二次利用。这种利用方式得以实现,是因为新建筑中铺设了工业级地暖管网,其较高的供暖面积密度使得供暖水温度仅需30 °C即可将待供暖的房间加热至设定温度。 此外,压缩空气供应系统产生的70 °C余热,通过热交换系统同样被转化为低温热能,并用于地暖和通风系统。通过这种热回收,免费的余热转化为宝贵的供暖能源,从而替代了天然气和燃油,进而避免了对环境的不必要污染。

室内环境条件会影响零部件的质量

生产高品质产品的精密制造区域需要一套精准的室内通风系统。遗憾的是,实践一再表明,企业中那些昂贵的通风系统虽然能耗巨大,却无法达到预期效果。由于韦尔勒(Wehrle)公司用于精密测量仪器的成型件对产品质量有着极高的要求,因此必须在任何情况下都确保生产条件保持恒定。 在室内空气质量和室温分布方面,Wehrle 采用了 Oni 量身定制的通风方案,该方案在规划和实施过程中充分考虑了可靠性、能效和功能安全等所有方面。

因此,采用了多种出风系统,这些系统均经过优化以适应空间几何结构。其中包括布置在生产车间地面区域的出风口,以及安装在天花板区域的出风管。这样可以确保送风量精准输送到需要的地方。 此外,宽大的出风口表面确保了送风以较低的流速进入室内。从而避免了干扰性的空气湍流和局部气流。在过渡季节和冬季,利用机器余热或压缩空气压缩机的余热来加热必须引入的新风。 利用免费的余热进行空气加热,自然对能源平衡以及企业的年度运营成本产生了极其积极的影响。

信任是好事,……

……掌控全局更佳。虽然在决策过程中,合理的经济性计算和典型的参考项目确实能提供不少参考价值,但如果能一目了然地掌握预测的节能效果以及设备运行状况,那就再好不过了。 以韦尔勒公司为例,其管理层正是希望拥有这种能力,以便在事后评估选择节能优化设备的决策,同时实时掌握设备运行状况。因此,公司安装了一套控制系统,将所有相关设备数据可视化呈现。 该系统的核心是一个PLC模块,搭载了由Oni开发的节能优化系统软件,作为动态管理系统负责Wehrle公司的能源供应组织工作。这里汇集了整个系统状态的所有信息,并进行分析评估,系统组件也由此接收所有必要的指令。 例如,当峰值负荷需要启动制冷机组时,或当某个区域可利用余热时,该控制系统能立即识别。这确保了仅消耗绝对必要的初级能源。如果某个企业区域需要供热,则从机械或压缩空气冷却回路中提供相应的热量。 由此减少的回冷能力,进而又导致了井水冷却需求的降低。

准备充分

韦尔勒项目充分证明,整体能源方案能够实现特别经济且从而节省成本的能源生产。 “从制冷设备技术到通风和泵送技术,我们在各个领域都采用了最先进的系统技术。我们很高兴,通过现已实施的能源方案,我们不仅能够实现特别节能的生产,而且通过将电力和燃气的能耗控制在最低水平,为环境保护做出了重大贡献。 从最初的项目洽谈到交钥匙工程的交付,Oni 的专家们始终以堪称楷模的方式支持着我们,在可靠且节能的设备系统方面,他们依然是我们首选的合作伙伴,”Georg Herth 如此总结在富特旺根实施的能源方案。

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