Bruder Spielwaren GmbH & Co KG: Zabawa, która prowadzi do oszczędności energii
Firma ONI Wärmetrafo GmbH z Lindlar wniosła do projektu całe swoje doświadczenie oraz nową koncepcję układów chłodniczych. Co sprawia, że oczy dzieci błyszczą, a dorośli mężczyźni z entuzjazmem dyskutują? Odpowiedź na to pytanie nasuwa się sama, gdy tylko na własne oczy zobaczy się wysokiej jakości plastikowe zabawki firmy Bruder. Dzięki wymagającym, wartościowym pod względem pedagogicznym i wysokiej jakości urządzeniom do zabawy firma Bruder Spielwaren GmbH & Co KG z Fürth odnosi sukcesy w ponad 70 krajach na całym świecie. „Opracowujemy i produkujemy produkty dostosowane do szczególnych potrzeb dzieci w zakresie doświadczeń i nauki. Dzięki naszym urządzeniom i zabawkom dzieci mogą z jednej strony być dziećmi, spełniać marzenia i czerpać radość z zabawy. Z drugiej strony w zabawowy sposób zbierają wrażenia ze świata dorosłych, które pozostają w pamięci jako dobra podstawa do późniejszego dorastania” – tak filozofię firmy opisuje wspólnik zarządzający Heinz Bruder.
Decydującymi czynnikami długoterminowego sukcesu firmy Bruder są właściwe wyczucie zmian rynkowych, siła innowacji, zorientowanie na klienta, solidne zarządzanie finansami oraz kierownictwo wykazujące się przedsiębiorczą dalekowzrocznością. Jednym z czynników jest konsekwentna realizacja polityki oszczędzania energii, dzięki której skutecznie przeciwdziała się rosnącym obciążeniom związanym z kosztami energii. Obecnie technologia instalacji chłodniczych dla znacznie rozbudowanego przetwórstwa tworzyw sztucznych została rozszerzona przez specjalistę ds. oszczędzania energii, firmę ONI z Lindlar. Zaletami nowej koncepcji instalacji chłodniczych są wysoka efektywność energetyczna i bezpieczeństwo eksploatacji.
Strategia sukcesu zorientowana na przyszłość
Firma Bruder Spielwaren, która rozpoczęła swoją działalność w 1926 roku od skromnych początków, jest dziś jedną z najważniejszych firm na świecie w dziedzinie wysokiej jakości zabawek o wartości edukacyjnej. Od dziesięcioleci udaje jej się tworzyć zabawki, które dostarczają dzieciom radości z zabawy, służą im przez długi czas, są bezpieczne w użytkowaniu, a jednocześnie wspierają rozwój umysłowy dzieci.
Stąd bierze się historia sukcesu firmy, która trwa już w trzecim pokoleniu rodziny Bruder. Produkty są znane na całym świecie i obecnie dostarczane do 70 krajów. Jednak również pod względem optymalizacji efektywności energetycznej firma Bruder zajmuje wiodącą pozycję wśród dużych przetwórców tworzyw sztucznych. Od lat prowadzi się tu aktywną politykę oszczędzania energii.
W ten sposób z wyprzedzeniem reaguje się na spodziewany dalszy wzrost cen energii, aby poprawić własną konkurencyjność i tym samym dalej umacniać pozycję rynkową. Jednocześnie chce się jednak pokazać, że odpowiedzialne gospodarowanie energią pierwotną opłaca się nie tylko z ekonomicznego punktu widzenia, ale stanowi również istotny wkład w aktywną ochronę środowiska.
W firmie Bruder w Fürth produkcja podzielona jest na dwa obszary i zasilana wodą chłodzącą za pośrednictwem dwóch oddzielnych sieci. Do zasilania wtryskarek stosowany jest klasyczny dwuobwodowy system chłodzenia. W obszarze chłodzenia form przez cały rok zapewniana jest temperatura wody chłodzącej wynosząca 12 °C, a do chłodzenia oleju hydraulicznego w nowo zbudowanym obwodzie chłodzenia, ze względu na wybraną geometrię wymiennika ciepła, wystarcza temperatura wody chłodzącej na wylocie wynosząca 35 °C. Dzięki konstrukcji systemu jako dwuobwodowego układu chłodzenia oraz wybranym temperaturom w nowych obiegach sieciowych zapewniono, że w obu obszarach wytwarzania energii chłodniczej możliwe jest wdrożenie niezwykle efektywnych środków oszczędzania energii. Istotne rozwiązanie znajduje się w obszarze zasilania wodą chłodzącą do chłodzenia form.
Zazwyczaj woda chłodząca do chłodzenia form i instalacji technicznych budynku jest wytwarzana za pomocą agregatów chłodniczych. Aby ta energochłonna forma wytwarzania wody chłodzącej była jak najbardziej ekonomiczna, zdecydowano się na zastosowanie szczególnie energooszczędnych agregatów chłodniczych. Ponieważ jednak również w tym obszarze, po zoptymalizowaniu pracy agregatów chłodniczych pod kątem energooszczędności, chciano wykorzystać dalszy potencjał oszczędności energii, na okres przejściowy i miesiące zimowe przewidziano obwód oszczędzania energii w celu odciążenia agregatów chłodniczych. Kolejnym obszarem, który idealnie nadaje się do skutecznego wdrożenia środków oszczędzania energii, jest chłodzenie maszyn. Tutaj, dzięki zastosowaniu odzysku ciepła, energia zużywana w miesiącach przejściowych i zimowych może być wykorzystana wielokrotnie.
Agregat chłodniczy w trybie minimalnym
Do chłodzenia form wtryskowych przez cały rok potrzebna jest woda chłodząca o temperaturze na wylocie około 12 °C, przy zapewnieniu jak największego bezpieczeństwa dostaw. Do wytwarzania wody chłodzącej w wielu przypadkach przez cały rok stosuje się obecnie agregaty chłodnicze z napędem elektrycznym, co prowadzi do znacznych obciążeń finansowych wynikających z wysokiego zużycia energii elektrycznej. Ponadto koszty eksploatacji systemu chłodzenia wielokrotnie przewyższają koszty zakupu instalacji w całym okresie użytkowania.
Jeśli weźmie się pod uwagę nawet umiarkowany wzrost cen nośników energii pierwotnej, udział kosztów energii w kosztach całkowitych staje się istotnym i poważnym czynnikiem. Aby skutecznie rozwiązać ten problem, kierownictwo projektu firmy Bruder od samego początku postawiło na wytwarzanie wody chłodzącej o szczególnie wysokiej efektywności energetycznej. Z tego powodu zdecydowano się na rozwiązanie systemowe, które z natury jest wyjątkowo energooszczędne, a ponadto w znacznym stopniu pozwala uniknąć energochłonnego stosowania technologii chłodniczej w ciągu roku.
W celu wytwarzania wody chłodzącej do form wtryskarek w Fürth przewidziano zatem szczególnie energooszczędne agregaty chłodnicze. Dzięki takiej konstrukcji maszyn osiąga się wysoką sprawność, a tym samym zapewnia bardzo niskie zużycie energii, nawet przy ciągłej pracy pod pełnym obciążeniem. Chociaż z energetycznego punktu widzenia praca agregatów chłodniczych została już zoptymalizowana dzięki tej wersji wykonawczej, chciano ograniczyć pozostałe zużycie energii do ekonomicznie uzasadnionego poziomu poprzez dodatkowe środki.
Należało zapewnić, aby zastosowana technika systemowa gwarantowała, że praca agregatów chłodniczych ogranicza się w jak największym stopniu do miesięcy letnich i krótkiego okresu w okresie przejściowym. W tym celu system agregatów chłodniczych dla obiegu narzędziowego został wyposażony w tak zwane zimowe odciążenie ONI. Technologia ta przejmuje w okresie przejściowym i zimowym zasilanie w wodę chłodzącą obiegu chłodzenia form zamiast agregatów chłodniczych.
W tej technologii wykorzystuje się dostępne bezpłatnie powietrze atmosferyczne jako czynnik chłodniczy. Gdy tylko powietrze zewnętrzne pozwala uzyskać wymaganą temperaturę wody chłodzącej, agregaty chłodnicze są po prostu wyłączane i nie zużywają już energii elektrycznej. Zużycie energii elektrycznej na odciążenie zimowe zmniejsza się przy tym do około 2–3% wartości zużycia przez agregat chłodniczy. Dzięki temu przez około 65% czasu pracy można zrezygnować z użycia agregatów chłodniczych.
Pozwala to zaoszczędzić bardzo dużo energii i pieniędzy. Zarządzanie energią zapewnia opracowany przez firmę ONI dynamiczny system regulacji z oprogramowaniem optymalizującym zużycie energii. Dzięki temu w każdej chwili zapewnione jest, że wytwarzanie chłodu odbywa się przy jak najniższym możliwym zużyciu energii. Ponadto system dba o to, aby odciążenie zimowe pozostawało aktywne jak najdłużej, ponieważ każda godzina, w której agregat chłodniczy pozostaje wyłączony, oznacza dla operatora realne oszczędności.
Ogrzewanie wodą chłodzącą
Przetwórstwo tworzyw sztucznych jest z natury rzeczy procesem niezwykle energochłonnym. W związku z tym zrozumiałe i uzasadnione jest, że przetwórca tworzyw sztucznych dąży do maksymalnego obniżenia kosztów energii. Idealnym rozwiązaniem jest sytuacja, w której konieczne ilości energii można wykorzystać wielokrotnie. Takie optymalne podejście zastosowano w systemie zasilania energią chłodzącą wtryskarek w firmie Bruder Spielwaren w Fürth.
Dzięki geometrii wymienników ciepła chłodnic oleju w wtryskarkach można było wybrać rozpiętość temperatur wody chłodzącej wynoszącą 35/40 °C dla nowo zbudowanego obiegu chłodzenia. To zwiększone w stosunku do standardowej rozpiętości 30/35 °C zestawienie temperatur w systemie zapewnia od razu kilka korzyści. Po pierwsze, zasilanie maszyn wodą chłodzącą będzie funkcjonować bez konieczności stosowania dodatkowego chłodzenia szczytowego za pomocą systemów wtórnych, nawet przy najwyższych temperaturach letnich. Ponadto powrót wody chłodzącej o temperaturze 40 °C dostarcza ciepło odpadowe z maszyn, które można bezpośrednio wykorzystać do celów grzewczych za pośrednictwem systemu odzyskiwania ciepła. W konkretnym przypadku ciepło odpadowe o mocy około 500 kW jest wykorzystywane jednocześnie w kilku obszarach zastosowań. Dzięki temu ciepło odpadowe, które dotychczas musiało być kosztownie schładzane, staje się cenną energią grzewczą, zastępującą gaz ziemny lub olej opałowy. W rezultacie można znacznie obniżyć koszty ogrzewania. Ta technologia niskotemperaturowa ma również szczególną zaletę w zakresie dystrybucji ciepła w pomieszczeniu. Ciepło grzewcze emitowane przez konwencjonalne systemy grzewcze w naturalny sposób przemieszcza się najkrótszą drogą do sufitu pomieszczenia lub hali, gdzie zazwyczaj nie jest ono pożądane. Ciepło grzewcze oparte na niskiej temperaturze znacznie szybciej miesza się z chłodniejszym powietrzem w pomieszczeniu, dzięki czemu ostatecznie dociera tam, gdzie jest naprawdę potrzebne.
Energooszczędne zaopatrzenie w wodę chłodzącą
W żadnej innej dziedzinie wdrożenie środków oszczędzania energii nie przynosi tak znaczących efektów jak w przypadku zaopatrzenia w wodę chłodzącą. Właściwy dobór technologii systemowej i rozkładu temperatur już na samym początku zapewnia niskie koszty wytwarzania wody chłodzącej. Dzięki zastosowaniu odzysku ciepła koszty ogrzewania są znacznie obniżone, ponieważ bezpłatne ciepło odpadowe zastępuje drogie nośniki energii pierwotnej, takie jak olej opałowy lub gaz ziemny.
Odzysk ciepła zapewnia jednocześnie, że w okresie wykorzystania ciepła odpadowego nie ma potrzeby oddzielnego chłodzenia wody chłodzącej. W ten sam sposób oczywiście eliminowane są koszty związane z chłodzeniem. Dzięki zastosowaniu szczególnie energooszczędnych agregatów chłodniczych oraz dodatkowego odciążenia zimowego zużycie energii elektrycznej na zasilanie zimną wodą do chłodzenia form zostaje zredukowane do minimum. Podsumowując, konsekwentna realizacja wymagań określonych przez firmę Bruder prowadzi nie tylko do zredukowania udziału kosztów energii do minimum. Dzięki tej koncepcji energetycznej, zaprojektowanej i zrealizowanej przez specjalistów z ONI, firma Bruder daje jednocześnie przykład w zakresie aktywnej ochrony środowiska. Gospodarka i ekologia czerpią zatem korzyści ze stosowania energooszczędnych rozwiązań, szczególnie w przemyśle przetwórstwa tworzyw sztucznych.
