VEMA:一举两得——制冷系统还能免费供暖

凭借一站式整体解决方案——从产品开发、模具制造到高度专业化的生产工艺——VEMA作为一家创新的塑料系统合作伙伴,已在多个工业领域赢得了极佳的市场地位。公司在核心业务领域取得成功多年,随着新厂房的落成,在能源效率和环保意识方面也树立了新标杆。

VEMA GmbH 于 1982 年在 Krauchenwies-Göggingen 起步,最初规模微小,如今凭借其模具制造和工程塑料部件两大业务领域,已成为高要求客户的首选合作伙伴之一。其国际客户群体涵盖从汽车工业到卫生设备、测量和医疗技术等多个领域。 “凭借我们的专业能力、可靠性和灵活性,我们增强了客户的创新实力,从而建立了互信的合作关系,这也是我们持续拓展国内和国际业务关系的基础,”执行合伙人维尔纳·维泽(Werner Veser)解释道。

公司的发展体现在不断增长的员工数量以及2012年在绿地上新建的厂房上。在这座总占地面积约6000平方米的厂房内,配备了最先进加工设备的模具车间、拥有30台高性能注塑机的塑料注塑车间以及行政管理部门都找到了新的家园。 在能源优化方面,公司实施了一套整体方案,为高能耗企业树立了典范。“通过新厂房及其内部安装的运营技术,我们希望展示:作为一家高能耗企业,我们能够采取切实措施,将能源成本和环境影响可持续地降至最低,”克里斯蒂安·维泽(Christian Veser)如此阐述了公司管理层在新厂房能源规划方面的初衷。 “正因如此,我们在能源方案的规划与实施阶段特邀ONI-Wärmetrafo GmbH公司的专家团队入驻,他们凭借丰富的参考案例以及针对我们具体情况量身定制的、逻辑严密的方案,成功赢得了我们的信任。”

在能源成本持续攀升的背景下,如今每一位设备运营商都希望尽可能降低能源消耗。 问题在于:如何实现,以及需要付出多少代价?乍看之下,对于新建项目而言,能源技术的系统规划似乎要容易一些。得益于自身积累的经验,VEMA 已经找到了正确的方向。基础方案的设计旨在使制冷能源的产生与运行状况及室外温度完美匹配,并实现能源的多重利用。

一切尽在其中

该厂拥有约30台锁模力范围在250至2500千牛之间的塑料加工机,用于生产高品质的塑料制品,如设计件、光学件和外露件。 对于生产过程而言,全年稳定供应温度恒定的冷却水至关重要,这不仅适用于机器的驱动单元,也适用于复杂的模具系统,以确保模具表面温度符合工艺要求。 VEMA 摒弃了以往使用的冷却塔系统(该系统不仅导致冷却水水质问题,还增加了化学品处理的复杂性),转而采用空转式自由冷却器为这些区域提供冷却水。这些回冷机组能够根据实际功率需求进行最佳调节,且能耗极低。 这些配备了所谓绝热装置的设备,即使在较高室外温度下,也能确保夏季的冷却水供应。 ONI采用的这款自然冷却器系统的特别优势在于其无乙二醇特性。乙二醇被视为危害水体的物质,根据《水资源法》要求必须采取特殊的安全措施,而遵守这些规定往往需要投入大量设备技术成本。为了从源头上规避这一问题,并避免给设备运营商带来不必要的负担,最终选择了这些无乙二醇系统。

保障供应安全

遵守交货承诺是客户对供应商的一项基本要求。特别是当零部件需要按“准时制”或“按序交货”原则交付时,这一要求显得尤为重要。 为了应对各种突发情况,VEMA在规划中除了配备采用无乙二醇自由冷却器的回冷系统外,还同步设计了储水箱冷却系统。这不仅建立了性能冗余,同时还能在室外温度极端时应对峰值负荷或冷却负荷。

此外,水箱冷却系统还带来了一项令人愉快的附加效益。当连续数日出现强烈的日照和高温天气时,即便是最优质的隔热措施也无法将外部热量完全阻隔在建筑之外。在此情况下,水箱冷却系统将发挥作用,将企业各区域的温度调节至能够集中工作的水平。

制冷可节省供暖费用

为了在过渡季节和冬季为一家拥有数千平方米生产、办公和仓储面积的企业提供供暖,并全年为淋浴和洗手盆供应热水,通常需要消耗大量天然气或燃油。因此,供暖能耗及由此产生的运营成本不容小觑。 此外,这种供热系统还需要配备一个包含锅炉、燃烧器和排气系统的供热房。通过 ONI 开发的供热能源供应方案,位于 Krauchenwies-Göggingen 的工厂将已消耗的能源简单地二次利用。这不仅节省了大量能源,还省去了建造供热房的投资。 “我们拥有来自各个领域的余热资源,但过去并未加以利用。凭借这一新的供热方案,我们彻底扭转了以往的局面,其成效甚至让我们自己都感到震撼,”克里斯蒂安·维泽(Christian Veser)在谈到利用余热所实现的节能潜力时如是说。 VEMA新供热方案的基础是利用注塑机和模具冷却产生的35摄氏度废热,以及压缩空气生产过程中约70摄氏度的废热。时至今日,许多工业企业仍通过回冷系统将这些废热直接排放到大气中,造成不必要的环境污染。

相比之下,VEMA则利用机器和工具冷却回路回水中的35摄氏度水温,为办公区和仓库区域供暖。 

借助ONI专用的厂房和办公室供暖设备以及地暖系统,这一温度水平完全足以确保在供暖期间,即使在室外温度极端的情况下,也能为所有作业区域提供充足的供暖。

此外,低温供暖技术还具有一个不容小觑的额外优势:办公区和厂房供暖设备能够实现室内温度的理想分布。 与常用的高温供暖系统相比,供暖出风口与室内空气温度之间的温差相对较小,这使得室内空气能够以最佳状态均匀混合,从而营造出舒适的室内环境。

为了实现卫生无虞的集中饮用水供应,必须采用储水式或即热式系统,这些系统需要供热水的出水温度达到70摄氏度及以上。但在轮班作业且预计会出现用水高峰的情况下,由于接入功率过高,所谓的即热式系统是不可行的。 无论如何,此类饮用水系统的供热必须依赖供热设备,且这些设备必须以优先模式运行,才能提供所需的供热出水温度。但经验表明,此类供热设备全年的利用率极低,在许多情况下甚至低于50%。

VEMA利用压缩空气生产过程中的余热来加热饮用水,以此替代传统锅炉或热水器,因为压缩空气压缩机的冷却系统全年都能提供温度略高于70摄氏度的冷却水!

在 VEMA 的三班制生产期间,来自各个区域的可用余热总功率始终超过 200 千瓦,可用于供暖。这种余热利用为运营商带来了具有经济价值的双重效益。 以往需要耗费高昂成本进行再冷却的余热,通过 ONI 技术转化为免费的供热能源,从而大幅降低供暖成本,这在能源成本不断上涨的时期尤为宝贵。此外,至少在供暖期间,运行再冷却机组所需的能耗也大幅降低。 “信任是好的,监督更好。”我们大多数人肯定都听过这句话,因为它简单地反映了我们自己可能在某些情况下亲身经历的生活经验。

在决策过程中,合理的经济性计算和典型的参考项目固然能提供不少参考,但如果能一目了然地核查预测的节省效果以及设备运行状况,那就再好不过了。 以VEMA为例,公司管理层正是希望拥有这种能力,以便事后评估其选择节能优化设备的决策。
因此,安装了一个控制系统,该系统汇集并分析所有相关设备数据,同时可视化显示运行状态。

 系统核心是一个PLC模块,其搭载了由ONI开发的节能型ONI系统软件,该软件作为动态管理系统,负责VEMA的能源供应组织工作。整个系统的状态信息均汇聚于此进行分析评估,主要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水箱冷却时,或当前哪个区域可以利用余热时,该控制系统能立即识别。这确保了每小时仅消耗绝对必要的初级能源。如果某个企业区域需要供暖,相应的热量将由机器冷却回路提供。 由此减少的回水冷却负荷进而导致自然冷却器的负荷降低,从而进一步节省电力。

“我们与 ONI 专家合作,找到了合适的合作伙伴,以确保从经济角度为我们的企业提供最佳的能源供应。我们自己都惊讶于优化后的能源系统能将能耗降低到何种程度。 我们认为,通过全面优化的能源方案,已为未来持续实现经济高效且节省成本的能源生产创造了最佳基础。 鉴于我们预期未来企业将持续增长,因此选择了模块化能源系统。这种系统架构使我们能够随时根据生产扩容的需求调整功率,”Werner和Christian Veser在总结VEMA公司已实施的能源方案时如是说。

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