ZKW集团:面向高端照明系统的高效能源技术

ZKW集团总部位于奥地利维塞尔堡,是汽车行业高效高端照明系统、电气及电子模块领域的首选供应商之一。在建设新工厂时,特别注重建筑技术设备的优化协调,从而为最大限度地利用能源奠定了基础。

该集团卓越的市场地位得益于其在创新能力、生产技术、灵活性、可靠性和服务方面的优势。在照明系统开发过程中,一个主要目标是提高能效,既包括能源利用率,也包括光照强度。 然而,提高效率也是整个集团组织持续追求的目标。因此,多年来,公司在能源供应领域一直推行积极的节能政策。最新的例子是位于维塞尔堡哈格工业区的全新盖板工厂及物流中心。

无论在何种光照条件下,“看清前方并被他人看见”在道路交通中都至关重要。正因如此,汽车照明系统的性能始终处于严苛的考验之中,不断挑战着开发人员的创新精神。除了技术本身,这些系统的外观设计也起着至关重要的作用。 因此,大灯系统不仅要照亮黑夜,还要赋予车辆迷人且充满动感的视觉形象。制造如此复杂且高性能的照明系统及其组件,需要相应的高资质且安全的生产环境。因此,在能源与介质供应领域,制冷技术、供热、压缩空气以及空调和通风技术面临着特别严峻的挑战。 因此,在系统技术的规划与实施过程中,确保最高效率、稳定性和安全性至关重要。“我们与ONI专家共同开发了一套整体化的介质供应方案,该方案完全根据我们的生产条件量身定制。其中,供应安全性理所当然地被置于首位。 与我们在其他工厂的做法一样,对于位于哈格工业区的这座新工厂,我们也希望实现最高的能源效率,因为能源成本对我们来说是一项主要的负担。 “正因如此,我们特别注重建筑技术设备的优化协调。这为我们最大限度地利用投入的能源奠定了基础,”负责该项目的设施经理Günter Parb如此描述项目规划初期确立的目标。

系统温度是提升效率的关键

在位于维塞尔堡-哈格的ZKW新工厂,生产用于高端前大灯的护罩。这些护罩采用注塑工艺制造,随后经过复杂的后处理工序,以确保其具备符合道路行驶要求的性能。 生产这些透镜时,采用了锁模力范围在11,000至17,000千牛之间的Engel液压驱动注塑机。机器的模具和液压系统由两个独立且温度各异的冷却回路供冷。

这种系统分离是经过深思熟虑的选择,旨在创造条件,将免费产生的余热用于供暖,而不是简单地排放到环境中。 “我们通过在其他物业实施类似项目,深知这种能量回收的诸多优势。因此,特别是在春秋和冬季,我们不仅实现了能量的双重利用,还避免了在此期间通过传统冷却装置进行再冷却所需的能耗,”负责设备运行的彼得·特菲尔(Peter Teufel)如此描述该系统技术的优势。

为了将机器冷却回路中的余热提供给尽可能广泛的用户群体,同时尽可能高效地与其他余热源进行整合,这些机器均配备了所谓的热带冷却器。 这些热交换器能够在冷却水温差从42摄氏度降至37摄氏度的条件下,将液压油温度维持在最佳水平。与常规配置的机器相比,冷却回路回水温度提高了7开尔文,这不仅使其作为供热介质具有多种应用可能性,还带来了热交换器有效换热面积可大幅缩减的优势。 由此降低了热回收系统的投资成本。仅靠设备冷却系统,便可为供热网络提供约450千瓦的余热。 

在配备了用于热回收的相应油冷却器的压缩空气生产过程中,可产生额外的210千瓦废热;而为不同企业部门提供、进水温度为17摄氏度的冷却水生产过程中,则可提供多达1225千瓦的热量用于供暖。

针对工艺优化的模具温度控制

像ZKW生产的头灯护罩这样的高品质注塑件,不仅需要具备无应力且均匀的材料结构,在注塑成型过程中还必须严格遵守明确界定且始终如一的生产条件。 考虑到这一点,也就不足为奇了:只有当生产过程的管理能够确保整个批次的工艺稳定性,同时尽可能缩短循环时间,并通过持续的工艺监控使生产趋向零缺陷时,最优秀的产品创新才能充分发挥其潜力。因此,在注塑生产中,模具温度控制具有至关重要的意义。 只有智能温控管理系统——能够对每个模具温控回路进行独立控制和监控——才能确保待生产的成型件保持其独特的热结构。受最高质量要求的驱动,ZKW 因此摒弃了传统的温控系统,转而采用动态运行的 Rhytemper® 多回路温控系统。 通过监控能量平衡,并调整每个单独温控回路中的温度差和流量等参数,确保了成型件的热指纹几乎保持恒定。此外,通过采用Rhytemper®技术,从一开始就减少了模具热运行的工时,因为更换模具后,成型件的热学参数可立即获得。

当进行模具更换且预热完成后,系统将在生产许可发出后迅速将模具表面温度调节至最佳状态,并在每次注塑过程中持续监控。为此所需的冷却回路供液单元(含测量和控制元件)以及相应的调节单元,均紧凑地安装在模具板附近,以尽可能缩短管路长度。 冷却水方面,通过一个独立回路供应,温度差为17至20摄氏度。回水冷却主要依靠几乎免费的井水供应,除为水泵供电所需的电能外,无需额外的初级能源。 仅当井水流量不足,或因其他用户接入导致用电负荷超过井水供水量时,才会启用水冷式高效率制冷机组来满足峰值负荷需求。

以低能耗创造良好环境

“对于各个业务部门,尤其是生产区域,其室内空气技术条件的要求已明确界定,并需通过适当的系统确保全年满足这些要求。其范围涵盖从简单的通风换气到最高标准的洁净室技术。通常,运行这些空气处理设备会产生可观的能源成本。 因此,我们与 ONI 专家在方案制定阶段就致力于实现最高能效,以将能源成本降至最低水平,”彼得·特菲尔(Peter Teufel)解释道。

注塑区域的空气供应由三台中央区域设备实现,每台设备的空气处理量为每小时50,000立方米。所有设备均配备有用于加热和制冷运行的热交换单元。

供暖需求几乎100%由注塑机、空气压缩机或冷水生成过程产生的余热满足。制冷需求则由井水供应满足,而在高峰时段则借助高效的水冷式制冷机组进行制冷。 配备区域性设备以供应调节空气的区域,其组织结构也与此系统架构相类似。

“我们必须通过采取适当措施,确保供热水、冷却水、压缩空气或调节后的室内空气等介质的供应安全达到百分之百。

然而,在该领域,供应安全紧随其后的是对经济优化能源效率的要求。尽管当前能源价格走势暂缓,但在我们实施的所有设备及采用的系统中,我们始终注重在兼顾经济因素的前提下确保最高能源效率。我们希望借此确保能源成本可持续地维持在最低水平。 “在与ONI公司合作于该基地实施的整体设备方案中,我们充分利用了所有可能的节能潜力以实现既定目标。这使我们在该基地也为未来做好了充分准备,”项目负责人Günther Parb和Peter Teufel在总结时表示。

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