C. Hübner GmbH: Efektywność energetyczna w przypadku najwyższej jakości wyrobów z tworzyw sztucznych
Dla odnoszących sukcesy przedsiębiorstw, obok podstawowej działalności, wysokim priorytetem jest ciągła optymalizacja warunków produkcyjnych. Przykładem jest firma C. Hübner GmbH z Marktoberdorfu. Jako producent najwyższej jakości wyrobów z tworzyw sztucznych dla branży motoryzacyjnej, sanitarnej i konsumenckiej, firma ta wywalczyła sobie czołową pozycję w branży.
Plik PDF „Energooszczędna produkcja z prawidłowym przepływem powietrza” do pobrania
Produkcja energooszczędna i z odpowiednim przepływem powietrza
Wielokrotne wykorzystanie zużytej energii przy zachowaniu wysokiego poziomu bezpieczeństwa dostaw oraz koncepcja ogrzewania hali formowania wtryskowego zapewniająca równomierną regulację temperatury i niską prędkość przepływu powietrza – to rozwiązania, które firma C. Hübner wdrożyła w ramach rozbudowy zakładu. Przedsiębiorstwo z Marktoberdorfu nieustannie inwestuje w nowoczesne technologie, a w 2018 roku powiększyło swoją powierzchnię produkcyjną o 5 300 metrów kwadratowych. W zakresie formowania wtryskowego od 1K do 3K firma C. Hübner GmbH oferuje usługi od projektowania narzędzi, poprzez formowanie wtryskowe wieloskładnikowe, aż po uszlachetnianie powierzchni na automatycznych instalacjach galwanicznych.
Oprócz technologii produkcji kierownictwo firmy nieustannie zwraca uwagę na kwestie efektywności energetycznej i optymalizacji procesów. W ten sposób obserwuje się również ciągły wzrost cen energii – i reaguje na to. „Dla nas, jako przedsiębiorstwa energochłonnego, jasne jest, że koszty energii zyskują na znaczeniu i konkurencyjność można utrzymać tylko wtedy, gdy ograniczymy zużycie energii do minimum” – wyjaśnia dyrektor zarządzający Thomas Hübner. Konkretnie uczestniczymy w programie Ökoprofit, ekologicznym projekcie na rzecz zintegrowanej techniki środowiskowej. Wymagania dotyczące techniki chłodniczej, ogrzewania, sprężonego powietrza oraz techniki klimatyzacyjnej i wentylacyjnej są szczególnie wysokie. Przy projektowaniu i wdrażaniu techniki systemowej chodzi o osiągnięcie najwyższej możliwej wydajności, stałości i bezpieczeństwa. Do realizacji koncepcji zaopatrzenia w energię i media w nowym projekcie budowlanym Siemensring w Marktoberdorfie jako partnera zaproszono specjalistę ds. systemów ONI.
Jednokrużowy system zaopatrzenia w wodę chłodzącą
Na 19 wtryskarkach o sile zamykania od 350 do 3 500 kilonewtonów firma Hübner produkuje zaawansowane technicznie elementy z tworzyw sztucznych, między innymi do zastosowań optycznych i elementów widocznych. Istotne znaczenie dla ich jakości i wydajności produkcji ma całoroczne, niezawodne zaopatrzenie w wodę chłodzącą o stabilnej temperaturze – zarówno dla hydrauliki maszyn, jak i dla chłodzenia powrotnego chłodziarki wodnej, która zapewnia klimatyzację w różnych obszarach zakładu. Zamiast wież chłodniczych, które wiążą się z typowymi problemami dotyczącymi jakości wody oraz skomplikowaną obsługą środków chemicznych, firma Hübner stosuje opatentowane, pracujące na sucho chłodnice swobodne. Te agregaty chłodzące przekonują możliwością dostosowania wydajności do rzeczywistego zapotrzebowania, zużywając przy tym bardzo mało energii elektrycznej. Urządzenia wyposażone w tzw. adiabatykę są w stanie zapewnić dopływ wody chłodzącej nawet przy wyższych temperaturach zewnętrznych w lecie.
Szczególną zaletą tego systemu chłodnic bezprądowych stosowanego przez ONI jest brak glikolu. Glikol z jednej strony zapewnia odporność na mróz, ale z drugiej strony zmniejsza wydajność wymienników ciepła. Ponieważ ekonomiczność i bezpieczeństwo mają duże znaczenie, wybrano systemy bez glikolu.
Doświadczenie pokazuje, że w zakładach przetwórstwa tworzyw sztucznych istnieje możliwość wielokrotnego wykorzystania energii w wielu obszarach. Przykładem tego jest wykorzystanie ciepła odpadowego z hydraulicznych wtryskarek. Aby odprowadzić to ciepło za pomocą układów chłodzenia powrotnego, konieczne jest ponowne zużycie kosztownej energii elektrycznej jako energii napędowej.
Energię cieplną z chłodzenia oleju hydraulicznego można jednak wykorzystać również do ogrzewania. W ten sposób część energii elektrycznej pobieranej przez wtryskarkę jest wykorzystywana dwukrotnie, a dodatkowe zużycie energii na chłodzenie powrotne, które w innym przypadku byłoby konieczne, zostaje zaoszczędzone. Ciepło odpadowe z obiegu chłodzenia maszyn i obiegu chłodzenia powrotnego chłodziarki chłodzonej wodą jest dostępne w temperaturze 35 stopni Celsjusza i idealnie nadaje się do ogrzewania pomieszczeń biurowych, warsztatowych, magazynowych lub produkcyjnych za pomocą ogrzewania podłogowego lub specjalnie do tego celu opracowanych nagrzewnic powietrza.
Firma Hübner wykorzystuje ciepło odpadowe do ogrzewania powierzchni biurowych, działu produkcji narzędzi oraz magazynów. Ta technologia niskotemperaturowa oferuje oprócz wysokich oszczędności jeszcze jedną zaletę: ciepło grzewcze oddawane przez konwencjonalne systemy grzewcze przemieszcza się – z przyczyn fizycznych – najkrótszą drogą do sufitu pomieszczenia lub hali, gdzie zazwyczaj nie jest ono pożądane.
Ciepło grzewcze o niskiej temperaturze znacznie szybciej miesza się z chłodniejszym powietrzem w pomieszczeniu, dzięki czemu dociera tam, gdzie jest naprawdę potrzebne. Ponadto ciepło odpadowe o niskiej temperaturze jest wykorzystywane w systemach kurtyn powietrznych, aby zimą w znacznym stopniu zapobiegać przedostawaniu się zimnego powietrza z zewnątrz do ogrzewanych pomieszczeń roboczych.
Również sprężarki powietrza są wyposażone w wymienniki ciepła do odzyskiwania ciepła. Dostarczają one ciepło odpadowe o temperaturze 70 stopni Celsjusza, które jest buforowane w warstwowym zbiorniku wody grzewczej, a następnie również udostępniane systemowi grzewczemu.
Zakłady, które wymagają higienicznego zaopatrzenia w wodę pitną, mogą w idealnym przypadku wykorzystać ciepło odpadowe ze sprężarek powietrza sprężonego za pomocą tzw. systemów ładowania zasobników. Dzięki temu, w połączeniu z zasobnikiem warstwowym, do sieci zasilającej dostarczana jest woda pitna o temperaturze 60 stopni Celsjusza.
Warunkiem wielokrotnego wykorzystania energii z obiegów chłodzenia maszyn są zamknięte, wolne od glikolu obiegi chłodzenia, które są chłodzone z powrotem przez chłodnice swobodne jako systemy samoodpływowe. Zapewnia to stałą wysoką jakość wody w obiegu chłodzenia i ochronę przed zamarzaniem nawet w przypadku awarii zasilania.
Wrażliwe obszary produkcyjne, w których wytwarza się produkty wysokiej jakości, wymagają precyzyjnie zaprojektowanej wentylacji pomieszczeń. Wymagania dotyczące projektowania, wykonania i bezpieczeństwa eksploatacji takich instalacji wentylacyjnych są odpowiednio wysokie. Niestety, praktyka wielokrotnie pokazuje, że kosztowne systemy wentylacyjne w zakładach charakteryzują się wysokim zużyciem energii, nie zapewniając jednak pożądanego efektu. Podczas opracowywania koncepcji na pierwszym planie znajduje się bezpieczeństwo eksploatacji i funkcjonowania systemów wentylacyjnych, jednak bezpośrednio za tym wymogiem idą niskie koszty budowy i eksploatacji. W związku z tym koszty energii związane z ogrzewaniem świeżego powietrza w miesiącach przejściowych i zimowych powinny być jak najniższe.
Aby zapewnić wymaganą jakość powietrza w pomieszczeniach przy równomiernym rozkładzie temperatury, firma Hübner wdrożyła koncepcję wentylacyjną opracowaną przez firmę Oni, która uwzględnia takie aspekty, jak niezawodność, efektywność energetyczna i bezpieczeństwo działania. Aby zapewnić wysoką efektywność energetyczną systemu wentylacyjnego, duża centralna jednostka wentylacyjna w odlewni, o wydajności około 65 000 metrów sześciennych powietrza na godzinę, została odpowiednio wyposażona. W pierwszym stopniu urządzenie wykorzystuje ciepło odpadowe z powietrza wywiewanego do wstępnego ogrzewania powietrza nawiewanego. W tym celu urządzenie posiada masę akumulacyjną w dwuczęściowym kanale. W jednym kanale przepływa powietrze wywiewane, a w drugim – nawiewane, zgodnie z zasadą przepływu przeciwprądowego. Zanim powietrze wywiewane zostanie odprowadzone do atmosfery, musi przejść przez przepuszczającą powietrze masę nośną ciepła lub masę akumulacyjną, gdzie oddaje ciepło w zależności od różnicy temperatur i czasu przebywania.
Po przejściu przez przekrój wywiewu powietrza powietrze trafia do kanału nawiewnego, gdzie przekazuje ciepło pobrane z powietrza wywiewanego do powietrza nawiewanego. Współczynnik odzysku ciepła, zwany również sprawnością termiczną systemu odzysku ciepła, sięga nawet 80 procent.
Dodatkowa energia potrzebna do podgrzania powietrza nawiewanego do żądanej wartości jest dostarczana w drugim etapie przez wymiennik ciepła umieszczony w strumieniu powietrza nawiewanego. Jako medium grzewcze wykorzystuje się wodę chłodzącą, która po zakończeniu właściwego procesu chłodzenia w maszynach i instalacjach zawiera ciepło odpadowe. Dzięki zastosowaniu tego systemu odzyskiwania ciepła z bezpłatnego ciepła odpadowego uzyskuje się cenną energię grzewczą, która zastępuje gaz ziemny lub olej opałowy. Centralna jednostka wentylacyjna dla produkcji narzędzi, o wydajności około 17 500 metrów sześciennych powietrza na godzinę, jest wyposażona w krzyżowy wymiennik ciepła do odzyskiwania ciepła z powietrza wywiewanego.
Energetycznie zoptymalizowane przygotowanie powietrza nawiewanego uzupełnia – indywidualnie – optymalne wprowadzenie go do pomieszczeń. Należy przy tym uwzględnić warunki termiczne, na które wpływają na przykład maszyny, urządzenia i procesy. Aby osiągnąć najwyższą możliwą wydajność, firma Hübner stosuje nawiewniki w podłodze hal produkcyjnych. Kierują one powietrze nawiewane tam, gdzie jest ono naprawdę potrzebne. Niskie prędkości przepływu w znacznym stopniu zapobiegają uciążliwym zawirowaniom powietrza i przepływom punktowym, dzięki czemu tworzy się jednorodne pole temperatury.
Potrzebna jest wiedza specjalistyczna
„Aby zapewnić sprawny przebieg projektu, potrzebni są odpowiedni ludzie zarówno przy stole podczas konsultacji i planowania, jak i na placu budowy! Jeśli weźmie się pod uwagę czas od pierwszej konsultacji aż po przekazanie gotowego obiektu pod klucz, doda do tego sprawny przebieg projektu oraz przekonujące wyniki w zakresie oszczędności energii, otrzymuje się w sumie znakomity efekt, który świadczy o wyjątkowo dobrej współpracy z ekspertami z firmy Oni. Wspólnie zrealizowaliśmy projekt, który dzięki zastosowaniu nowoczesnej, energooszczędnej technologii zapewnia, że nasze koszty energii pozostają na absolutnym minimum, a tym samym w pewnym stopniu zabezpieczamy naszą konkurencyjność. Ponadto zrealizowany projekt pokazuje, że również w przemyśle oszczędność energii i ochrona środowiska, a więc ekonomia i ekologia, mogą się doskonale uzupełniać” – podsumowuje Thomas Hübner.
