SLG Kunststoff GmbH: Gdy zamiast ogrzewania ogrzewa chłodzenie
Założona przez Waltera Stockkampa i wspierana przez jego syna Dietera Stockkampa firma SLG Kunststoff GmbH rozpoczęła w 1978 roku produkcję elementów z tworzyw sztucznych. Konsekwentna realizacja aktywnej polityki oszczędzania energii oraz ciągła optymalizacja procesów produkcyjnych w znacznym stopniu przyczyniły się do sukcesu przedsiębiorstwa. Ciągłość wysiłków w tej dziedzinie znajduje odzwierciedlenie w bieżącej modernizacji technologii chłodzenia oraz technologii procesowej w zakresie regulacji temperatury narzędzi.
Firma SLG Kunststoff GmbH, posiadająca dwa zakłady produkcyjne w Heitersheim i Bernau, jest innowacyjnym i odnoszącym sukcesy producentem wysokiej jakości wyrobów z tworzyw sztucznych dla różnych gałęzi przemysłu. Wspólnie z klientami opracowuje produkty i rozwiązania systemowe.
W zakresie formowania wtryskowego tworzyw sztucznych firma SLG oferuje kompleksowe usługi, obejmujące projektowanie i produkcję form, jedno- i wieloskładnikowe procesy formowania wtryskowego (również w pomieszczeniach czystych), formowanie piankowe tworzyw termoplastycznych, proces wtrysku z podciśnieniem gazowym, różne procesy formowania wtryskowego z wtryskiem dodatków oraz montaż złożonych podzespołów. Oprócz wysiłków zmierzających do utrzymania lub dalszego umacniania ciężko wypracowanej pozycji lidera we wszystkich dziedzinach oferty, kierownictwo firmy nieustannie zwraca uwagę na takie obszary, jak efektywność energetyczna i optymalizacja procesów produkcyjnych. Od lat bardzo uważnie obserwuje się ciągły wzrost cen nośników energii i reaguje na to poprzez ciągłą kampanię na rzecz poprawy efektywności energetycznej. „Dla nas, jako przedsiębiorstwa energochłonnego, jasne jest, że koszty energii zyskują coraz większe znaczenie i konkurencyjność można utrzymać tylko wtedy, gdy zredukujemy zużycie energii do minimum. Dlatego od lat aktywnie zajmujemy się tą tematyką i konsekwentnie stawiamy na inteligentne i już z powodzeniem wdrożone koncepcje oszczędzania energii. W celu wdrożenia nowych koncepcji instalacji chłodniczych oraz optymalizacji procesów w zakresie regulacji temperatury narzędzi w obu zakładach SLG nawiązaliśmy współpracę z firmą ONI, specjalizującą się w systemach, która przekonała nas imponującymi, wzorcowymi rozwiązaniami systemowymi” – wyjaśnia Dieter Stockkamp, uzasadniając wybór partnera w zakresie optymalizacji energetycznej i procesowej. Podział obiegu chłodniczego stwarza potencjał oszczędności energii.
SLG Kunststoff GmbH dysponuje 48 wtryskarkami o sile zamykania
Firma SLG Kunststoff GmbH eksploatuje w obu swoich zakładach 48 wtryskarek o sile zamykania od 250 do 15 000 kilonewtonów. Dla SLG Kunststoff GmbH od samego początku było jasne, że nowe systemy chłodzenia wodnego muszą wykorzystywać wszystkie ekonomicznie uzasadnione rozwiązania zapewniające szczególnie energooszczędną pracę. W ten sposób padła decyzja na zaproponowany przez firmę ONI system zasilania energią chłodniczą, podzielony na dwa zamknięte obwody. Ta technika systemowa zasila obwody chłodzenia form i maszyn poprzez oddzielne rurociągi o różnych temperaturach. Dla obwodów form zapewniona jest temperatura zasilania wynosząca odpowiednio 12 lub 15 stopni Celsjusza, a dla obwodów chłodzenia maszyn – temperatura 30 stopni Celsjusza.
Dzięki konstrukcji systemu jako dwuobwodowego układu chłodzenia oraz wybranym temperaturom w obwodach sieciowych zapewniono możliwość realizacji niezwykle wydajnych środków oszczędzania energii w obu obszarach wytwarzania energii chłodniczej. W ten sposób w obwodzie chłodzenia narzędzi możliwe jest zastosowanie tzw. odciążenia zimowego, a w obwodzie chłodzenia maszyn – wykorzystanie ciepła odpadowego do celów grzewczych. Wielokrotne wykorzystanie drogo opłacanej energii?! Takie życzenie ma z pewnością każdy, kto musi płacić za energię. Chociaż w większości gałęzi przemysłu jest to niemożliwe, przetwórcy tworzyw sztucznych mają taką możliwość wielokrotnego wykorzystania energii. Hydrauliczne wtryskarki podczas pracy przekształcają część mocy napędu elektrycznego w ciepło, które znajduje się w oleju hydraulicznym.
Aby odprowadzić to ciepło odpadowe za pomocą układów chłodzenia powrotnego, konieczne jest ponowne zużycie drogiej energii elektrycznej jako źródła napędu. Jeśli natomiast energia cieplna z układu chłodzenia oleju hydraulicznego zostanie wykorzystana do ogrzewania, ciepło odpadowe wytworzone przez energię elektryczną zostanie sensownie wykorzystane. W ten sposób część energii elektrycznej zużywanej przez maszyny jest wykorzystywana podwójnie, a dodatkowe zużycie energii na chłodzenie powrotne, które w innym przypadku byłoby konieczne, staje się zbędne. Ciepło odpadowe z obiegu chłodzenia maszyn jest dostępne w temperaturze 35 stopni Celsjusza i idealnie nadaje się do ogrzewania biur, warsztatów, magazynów lub obszarów produkcyjnych za pomocą ogrzewania podłogowego lub specjalnie zaprojektowanych urządzeń do ogrzewania powietrznego.
W firmie SLG ciepło odpadowe z maszyn jest wykorzystywane do ogrzewania powierzchni biurowych, działu produkcji narzędzi oraz magazynów. Ta technologia niskotemperaturowa ma ponadto 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 trafia tam, gdzie jest naprawdę potrzebne. Warunkiem wielokrotnego wykorzystania energii zużywanej w obiegach chłodzenia maszyn są zamknięte obwody chłodzące bez glikolu, które są chłodzone z powrotem za pomocą chłodnic swobodnych, zaprojektowanych jako systemy samoodpływowe. Gwarantuje to utrzymanie stałej, wysokiej jakości wody w obiegu chłodniczym oraz ochronę przed zamarzaniem nawet w przypadku awarii zasilania. Wyposażone w tzw. adiabatykę, chłodnice swobodne zapewniają odpowiednią temperaturę wody chłodzącej nawet przy wysokich temperaturach zewnętrznych.
„Do chłodzenia naszych form wtryskowych potrzebujemy wody chłodzącej o stałej temperaturze na wylocie wynoszącej odpowiednio 12 lub 15 stopni Celsjusza. W przeszłości wodę tę wytwarzaliśmy przez cały rok za pomocą agregatów chłodniczych. Ze względu na stale rosnące ceny energii elektrycznej jesteśmy zmuszeni do wdrożenia w tym obszarze wszelkich ekonomicznie uzasadnionych środków oszczędnościowych, aby nasze koszty energii nie wymknęły się spod kontroli. Rozwiązaniem tego problemu okazało się właśnie odciążenie zimowe ONI. Osiągnięte wyniki są imponujące” – tak Dieter Stockkamp opisuje sytuację w zakresie zaopatrzenia w zimną wodę.
Agregaty chłodnicze są energochłonne i powodują wysokie zużycie energii elektrycznej oraz odpowiednio wysokie rachunki za prąd. W związku z tym agregaty chłodnicze powinny być używane tylko wtedy, gdy jest to absolutnie konieczne. W SLG koncepcja ONI przewiduje zasilanie energią chłodniczą za pomocą agregatów chłodniczych wyłącznie w ciepłych miesiącach letnich oraz w okresie przejściowym. Przez około 65 procent godzin produkcyjnych rezygnuje się z użycia agregatów chłodniczych. Pozwala to zaoszczędzić bardzo dużo energii, a tym samym obniżyć koszty eksploatacyjne związane z energią elektryczną. W chłodniejszych porach roku za zasilanie energią chłodniczą dla obiegu narzędziowego odpowiada tak zwane odciążenie zimowe. W tej technologii wykorzystuje się część dostępnych chłodnic swobodnych, które w miesiącach letnich są w całości dostępne do chłodzenia hydraulicznego. Gdy tylko temperatura zewnętrzna spadnie poniżej temperatury wody powrotnej z obiegu chłodzenia narzędzi, rozpoczyna się chłodzenie zwrotne za pomocą bezglikolowej, pracującej na biegu jałowym chłodnicy swobodnej.
Funkcja pracy na biegu jałowym bez zasilania pomocniczego zapewnia ochronę przed zamarzaniem chłodnic swobodnych we wszystkich warunkach pracy, nawet bez stosowania glikolu. Skutkuje to nie tylko znacznie wyższą wydajnością instalacji, ale także zwalnia operatora z obowiązku przestrzegania przepisów bezpieczeństwa i spełniania związanych z tym wymogów. Gdy temperatura zewnętrzna spadnie nieco poniżej 12 lub 15 stopni Celsjusza, chłodnica swobodna przejmuje pełną moc agregatu chłodniczego przy zużyciu energii wynoszącym zaledwie dwa do trzech procent zużycia energii przez agregat chłodniczy. Od tego momentu agregaty chłodnicze są po prostu wyłączane. Dzięki temu odciążeniu zimowemu w okresie przejściowym i zimowym wykorzystuje się więc dostępne bezpłatnie powietrze otoczenia jako medium chłodzące, zastępując w ten sposób zużycie energii elektrycznej przez agregat chłodniczy. Nawet najwydajniejsza instalacja wymaga optymalnej organizacji, jeśli ma funkcjonować przy minimalnym zużyciu energii. Z tego powodu w firmie SLG organizacją zasilania energią zajmuje się dynamiczny system zarządzania opracowany przez firmę ONI. W centrum znajduje się moduł PLC z oprogramowaniem systemowym ONI optymalizującym zużycie energii. Tutaj zbierają się wszystkie informacje o stanie całego systemu, są one analizowane, a stąd do najważniejszych elementów systemu trafiają wszystkie potrzebne polecenia. System regulacji rozpoznaje na przykład natychmiast, kiedy możliwe jest odciążenie agregatu chłodniczego, i automatycznie włącza chłodnicę swobodną. Dzięki temu zapewniono, że odciążenie zimowe pozostaje aktywne tak długo, jak to możliwe, ponieważ każda godzina, w której agregat chłodniczy pozostaje wyłączony, oznacza dla operatora oszczędność pieniędzy. Podobnie wygląda organizacja odzysku ciepła. Jeśli w danym obszarze przedsiębiorstwa potrzebne jest ciepło grzewcze, odpowiednia moc jest dostarczana z obiegu chłodzenia maszyn. Zmniejszenie mocy chłodzenia powrotnego powoduje z kolei zmniejszenie mocy chłodnicy swobodnej, co dodatkowo oszczędza energię elektryczną.
Rhytemper® zapewnia optymalizację procesów
W produkcji formowania wtryskowego jakość, stabilność procesu i koszty jednostkowe zależą w znacznym stopniu od systemu regulacji temperatury formy. Osoby odpowiedzialne za procesy w firmie SLG szybko dostrzegły jednak zalety dynamicznego systemu regulacji temperatury formy firmy Rhytemper®. Jakość elementów z tworzyw sztucznych produkowanych przez SLG oraz koszty jednostkowe są czynnikami decydującymi o utrzymaniu klientów i konkurencyjności. W przypadku niektórych produktów okazało się, że przy użyciu konwencjonalnej technologii regulacji temperatury trudno było osiągnąć wymaganą jakość produktu i niezbędne krótkie czasy cyklu. Problem ten należało rozwiązać, dlatego postawiono na dynamicznie działający system Rhytemper®. Aby uzyskać obiektywne porównanie między konwencjonalną technologią regulacji temperatury a systemami dynamicznymi, należało stworzyć porównywalne warunki.
W związku z tym zoptymalizowano wcześniej procesy operacyjne i produkcyjne oraz wykorzystano wszystkie możliwości konwencjonalnej technologii regulacji temperatury. Dopiero po wdrożeniu tej optymalizacji i uzyskaniu wyników dotyczących jakości, stabilności procesu i czasu cyklu kontynuowano produkcję z wykorzystaniem technologii Rhytemper®. Wyniki w tym zakresie były bardzo przekonujące.
W ten sposób udało się znacznie skrócić czasy cyklu i zużycie energii, a także zauważalnie zmniejszyć ilość odpadów. Dodatkową zaletą było to, że obciążenie obiegu chłodzenia narzędzi wyraźnie się zmniejszyło.
„Jeśli weźmiemy pod uwagę czas od pierwszej konsultacji do przekazania gotowego do użytku całego zakładu, dodamy do tego sprawny przebieg projektu i przekonujące wyniki w zakresie oszczędności energii, otrzymamy bardzo dobry wynik, który świadczy o wyjątkowo dobrej współpracy z ekspertami ONI. Wspólnie zrealizowaliśmy projekt, który dzięki zastosowaniu najnowocześniejszych energooszczędnych technologii zapewnia, że nasze koszty energii pozostają na absolutnym minimum, a tym samym w pewnym stopniu zabezpieczamy naszą konkurencyjność” – podsumowuje Dieter Stockkamp.
