在确保合理气流引导的前提下实现节能生产
在确保高供能可靠性的同时实现已用能源的多次利用,以及采用温度均匀、气流速度较低的注塑车间加热方案——C. Hübner公司在业务扩展过程中成功实现了这些目标。这家位于马克特奥伯多夫的企业持续投资于现代技术,并于2018年将生产面积扩大了5,300平方米。 围绕 1K 至 3K 注塑成型这一主题,C. Hübner GmbH 提供从模具设计、多组分注塑成型到自动电镀设备表面精加工的一站式服务。
除了生产技术外,公司管理层也始终关注能源效率和工艺优化。因此,他们密切关注能源价格的持续上涨,并采取相应措施。 “作为一家高能耗企业,我们深知能源成本的重要性日益凸显,只有将能耗降至最低,才能保持竞争力,”总经理 Thomas Hübner 解释道。具体而言,公司参与了“Ökoprofit”计划——这是一个致力于综合环境技术的生态项目。 对制冷技术、供热、压缩空气以及空调和通风技术的要求尤为严格。在系统技术的规划与实施过程中,关键在于实现最高效率、稳定性和安全性。为了在马克托贝尔多夫(Marktoberdorf)的西门子环路(Siemensring)新建项目中落实能源与介质供应方案,公司特邀请系统专家ONI作为合作伙伴加入。
单回路冷却水供应系统
Hübner利用19台锁模力介于350至3,500千牛之间的注塑机,生产技术要求极高的塑料部件,其中包括用于光学应用和外观件的部件。 确保全年稳定供应温度恒定的冷却水,对于这些部件的质量和生产效率至关重要——这既适用于机器液压系统,也适用于水冷式制冷机的回冷系统,该系统确保了不同作业区域的空调制冷供应。 Hübner 摒弃了冷却塔(其通常存在水质问题且化学品处理繁琐),转而采用其专利的无水循环式自然冷却器。这些回冷机组能够根据实际需求调节性能,且能耗极低。这些配备了所谓绝热装置的设备,即使在夏季较高的室外温度下,也能确保冷却水的供应。
ONI采用的这款自然冷却系统的一大优势在于无需使用乙二醇。乙二醇虽能提供防冻保护,但会降低热交换器的性能。鉴于经济性和安全性至关重要,因此选择了无乙二醇系统。
经验表明,塑料加工企业可在多个领域实现能源的多次利用。其中一个例子就是利用液压注塑机的余热。若通过回冷系统处理这些余热,则需再次消耗昂贵的电力作为驱动能源。
然而,液压油冷却产生的热能也可以用于供暖。这样一来,注塑机消耗的电能就实现了双重利用,同时节省了原本用于回冷所需的额外能源消耗。 水冷式制冷机的机器冷却回路和回冷回路产生的废热温度为35摄氏度,非常适合通过地暖或专门设计的空气加热设备,为办公室、车间、仓库或生产区域供暖。
Hübner 将余热用于办公区、模具车间和仓储区的供暖。这种低温技术除了带来显著的节能效益外,还具有另一个优势:受物理规律限制,传统供暖系统释放的热量会沿最短路径传递到房间或厂房的天花板,而那里通常并不是我们希望热量到达的地方。
基于低温的热量能与较冷的室内空气混合得更快,从而使热量到达真正需要的地方。此外,低温余热还被用于气幕系统,以在冬季最大限度地防止冷空气进入温度受控的工作区域。
压缩空气压缩机也配备了用于热回收的热交换器。它们产生的废热温度为70摄氏度,由储热式分层热水箱进行缓冲,随后同样可供供暖系统使用。
对于需要符合卫生标准的饮用水供应的企业,可通过所谓的储热系统理想地利用压缩机的余热。这样,结合分层储热罐,即可确保向供水网络输送60摄氏度的饮用水。
要实现对机器冷却回路中已用能量的多重利用,前提是必须采用封闭式、无乙二醇的冷却回路,并通过自然冷却器作为自排空系统进行回冷。这确保了冷却回路中水质始终保持高标准,并能在停电时仍具备防冻能力。
生产高品质产品的精密制造区域需要有明确规定的室内通风方案。因此,此类通风系统的规划、施工及运行安全性要求也相应较高。遗憾的是,实践一再表明,企业中那些造价高昂的通风系统虽然能耗巨大,却未能达到预期效果。 在方案设计阶段,通风系统的运行和功能安全性是首要考虑因素,但低廉的建设成本和运营成本紧随其后。因此,在过渡季节和冬季,用于加热新鲜空气的能耗也应尽可能降低。
为了在保持室内温度均匀分布的同时确保必要的室内空气质量,Hübner 实施了由 Oni 量身定制的通风方案,该方案兼顾了可靠性、能源效率和运行安全性等因素。 为了实现通风系统的高能效,注塑车间的大型中央通风机组(每小时空气流量约65,000立方米)配备了相应的设备。在第一阶段,该设备利用排风的余热对进风进行预热。为此,设备在分两部分的管道中配备了蓄热体。 其中一条通道输送排气,另一条通道输送进气,两者遵循逆流原理。在排气排放至大气之前,必须经过透气的热载体(即蓄热体),并根据温差和停留时间向其释放热量。
空气流经排气管截面后,进入送风管道,并将从排气中吸收的热量传递给送风。热回收的热回收率(或称热利用率)可达80%。
此外,将新风加热至设定值所需的额外能量,则由第二步中设置在新风流中的热交换器提供。作为加热介质,使用的是在机器和设备中完成实际冷却过程后带有余热的冷却水。 通过这种热回收技术,免费的余热被转化为宝贵的供热能源,从而替代了天然气或燃油。该工具制造车间的中央通风设备每小时空气流量约为17,500立方米,配备了横流式热交换器,用于从排风中回收热量。
在对新风进行节能优化处理的同时,还需配合将其以最优方式输送至各区域。在此过程中,需考虑受机器、设备和工艺等因素影响的热环境条件。为了实现最高效率,Hübner在生产车间地面区域安装了源风出口。它们将新风输送到真正需要的地方。 较低的气流速度最大限度地避免了扰人的气流涡流和局部气流,从而形成均匀的温度分布。