Abgeschaltete Kältemaschinen sind bares Geld für Kunden - Oni

INNOVATIONEN
Praxis – Energiesparkonzept
Abgeschaltete Kältemaschinen sind
bares Geld für Kunden
Rüdiger Dzuban
Plastitec im württembergischen
Haigerloch ist seit mehr als 30 Jahren
ein leistungsstarkes Unternehmen
in der Kunststoffbranche.
Mit einem Maschinenpark von 45
Spritzgussmaschinen bei Schließkräften
zwischen 25 und 640 Tonnen
zählt es zu den größeren der
Branche. Durch Flexibilität, Zuverlässigkeit
und eine hohe Produktqualität
wurde der Kundenkreis
über Jahre kontinuierlich ausgebaut.
Um den Kunden wettbewerbsfähige
Produktpreise bieten
zu können, musste das Thema
Energiekosten intensiv betrachtet
werden. Die Produktionsverlagerung
an einen neuen Standort bot
dafür den idealen Ansatz.
Bereits bei der Systemwahl entscheidet sich,
welche Effizienz- und Problemklasse die jeweilige
Kühlanlagentechnik aufweist. In der Praxis
stellt sich beispielsweise das Einkreis-System
mit einer Kältemaschine, in Bezug auf den Energieverbrauch,
als die teuerste aller Lösungen
dar. Das offene Kühlturmsystem hat hingegen
wesentlich mit Problemen in der Wasserqualität
und den Betriebskosten zu kämpfen und
schließt eine wirtschaftliche Abwärmenutzung
für Heizzwecke aus. Für den Plastitec-Geschäftsführer
Franz
Klausmann stand daher
von vornherein
fest, dass ein
Kühlwassersystem ausgewählt
wird, das alle
wirtschaftlich vertretbaren
Optionen für einen
besonders energiesparenden
Betrieb und
eine konstant gesicherte
gute Wasserqualität
aufweist. So fiel letztendlich
die Entscheidung
für das von den ONI-Spezialisten vorgestellte,
in zwei geschlossene Kreisläufe aufgeteilte
Kühlenergie-Versorgungssystem. Dieses
System versorgt den Werkzeug- und Maschinenkühlkreis
über getrennte Rohrleitungen mit
unterschiedlichen Temperaturen. Für den
Werkzeugkreis wird eine Vorlauftemperatur
von 18 °C und für den Maschinenkühlkreis eine
Temperatur von 30 °C zur Verfügung gestellt.
Leerlaufender Freikühler ohne Glykoleinsatz. Fotos: ONI
Diese Zweiteilung gewährleistet, dass
• ein energieintensiver Betrieb der Kältemaschinen
auf die Versorgung des Werkzeugkreises
beschränkt bleibt
• eine Winterentlastung der Kältemaschinen
zur Stromeinsparung realisierbar ist
• die Abwärme aus der Maschinenkühlung für
Heizzwecke nutzbar und
• die Kühlwasserqualität kontinuierlich gut
und kontrollierbar ist.
Kostenlos heizen ohne
Heizkesselanlage
Üblicherweise braucht man für die Heizwärmeversorgung
eines Industriegebäudes eine leistungsangepasste
Heizkesselanlage. Dafür ist
neben ausreichend dimensionierten Räumlichkeiten
teure Technik – angefangen vom Heizkessel
über den Brenner bis zur Schornsteinanlage
– notwendig. Diese Räumlichkeiten würde
man sehr viel lieber für die Produktion nutzen
und die notwendigen Finanzmittel für die Anschaffung
von Maschinen
einsetzen. Eine
ideale Lösung für diese
Problemstellung ent-
Autor:
wickelten die Spezia-
Dipl.-Ing. Rüdiger Dzuban
listen von ONI. Grund-
Marketing und Vertrieb
ONI-Wärmetrafo GmbH, lage des neuen Heizen-
51789 Lindlar-
ergiekonzepts für Plas-
Frielingsdorf
Kontakt: www.oni.de titec ist die Nutzung
Kontakt zum Kunden: von Maschinenabwär-
Plastitec GmbH
72401 Haigerloch me für Heizzwecke, an
www.plastitec.de Stelle von Heizöl oder
Erdgas. Diese Abwärme
entsteht in der hydraulischen
Antriebseinheit der Spritzgussmaschine
und wird in den meisten Fällen über Kühlkreisläufe
ungenutzt in die Atmosphäre geblasen.
Bei einem Temperaturniveau von 35 °C im
Kühlkreis-Rücklauf, das für die Ölkühler der
Maschinen auskömmlich ist, eignet sich diese
Abwärme ideal zum Beheizen von Räumen.
Konkret ist hier die Rede von mehr als 300 kW
Abwärmeleistung. Die von ONI entwickelten
Spezialheizflächen wandeln diese Abwärme
mit 35 °C, die bisher kostenintensiv »entsorgt«
werden musste, in kostenlose Heizwärme um.
So lange wie Abwärme aus den Maschinen zur
Verfügung steht wird kostenlos geheizt. Lediglich
ein paar Stunden im Jahr, in denen wegen
Revisionsarbeiten der Maschinenpark abgeschaltet
werden muss, erfolgt die Versorgung
mit Heizwärme über eine elektrische Heizpatrone,
die in die Kühlanlage integriert wurde. »Mit
diesem Heizwärmekonzept von ONI haben wir
nicht nur die Investitionskosten für ein Heizhaus
gespart, sondern Produktionsflächen gewonnen.
Darüber hinaus werden wir über viele
Jahre bis zu 95 % der Heizenergiekosten einsparen«,
betont Franz Klausmann. Gerade der
letzte Vorteil des neuen Energiekonzepts ist im
Hinblick auf zu erwartende Energiepreissteigerungen
nicht hoch genug zu bewerten.
Kältemaschinenbetrieb auf ein
Minimum reduziert
Für den Großteil der Spritzguss-Werkzeuge
benötigt Plastitec Kühlwasser mit einer Vorlauftemperatur
von 18 °C. Dieses Kühlwasser wurde
in der Vergangenheit über das gesamte Jahr
mit Kältemaschinen erzeugt. Durch die stetig
gestiegenen Strompreise haben sich Stromkosten
ergeben, die zwingend reduziert werden
mussten. Die ONI-Winterentlastung war dafür
genau die gesuchte Lösung.
Der hohe Strombedarf der Kältemaschinen
führt bei weiter steigenden Energiepreisen
zwangsläufig auch zu immer höher werdenden
Stromrechnungen. Vor diesem Hintergrund
sollten Kältemaschinen daher nur dann eingesetzt
werden, wenn es unbedingt erforderlich
ist. Bei Plastitec sieht das ONI-Konzept eine
Kühlenergieversorgung über Kältemaschinen
lediglich in den warmen Sommermonaten und
einer kurzen Übergangszeit vor. Weit über
80 % der Produktionsstunden wird auf den Einsatz
von Kältemaschinen verzichtet. Das spart
sehr viel Energie und damit Betriebskosten für
elektrischen Strom. Die Kühlenergieversorgung

für den Werkzeugkreis mit einer Leistung von
ca. 160 kW übernimmt in der Übergangs- und
Winterzeit eine so genannte Winterentlastung.
Bei dieser Technik wird auf Teile der vorhandenen
Luft-/Wasserwärmeaustauscher, die in den
Sommermonaten komplett für die Hydraulikkühlung
zur Verfügung stehen, zurückgegriffen.
Diese geschlossenen Luft-/Wasserwärmeaustauscher
werden auch als
Freikühler bezeichnet. Sobald die Außentemperatur
unter die Temperatur des Rücklaufwassers
aus dem Werkzeugkühlkreis fällt, beginnt
die Rückkühlung über den glykolfreien, leerlaufenden
Freikühler. Die Leerlauffunktion ohne
Hilfsenergie sichert den Frostschutz der Freikühler
in allen Betriebssituationen auch ohne
Einsatz von Glykol. Das hat nicht nur eine sehr
viel höhere Effizienz der Anlage zur Folge, sondern
entlastet den Betreiber von Sicherheitsvorschriften
und zu erwartenden Sicherheitsauflagen.
Fällt die Außentemperatur ein Stück weit unter
die Marke von 18 °C, übernimmt der Freikühler
die volle Kältemaschinenleistung bei einem
Energieverbrauch, der lediglich 2 bis 3 % des
Energieverbrauchs der Kältemaschine ausmacht.
Die Kältemaschinen werden ab diesem
Zeitpunkt dann ganz einfach abgeschaltet. Bei
dieser Winterentlastung nutzt man in der Übergangs-
und Winterzeit, also die kostenlos verfügbare
Umgebungsluft als Kühlmedium und
ersetzt damit den elektrischen Energieaufwand
für die Kältemaschine.
Entlastung durch erfolgreiches
Energiemanagement
Die leistungsstärkste Anlage will optimal organisiert
sein, wenn sie mit einem Minimum an
Energie auskommen soll. Aus diesem Grund
übernimmt bei Plastitec ein von ONI entwickeltes
dynamisches Regelsystem das Anlagenmanagement.
Im Zentrum steht ein SPS-Baustein
mit der energieoptimierenden ONI-Systemsoftware.
Hier laufen alle Informationen zu Systemzuständen
der Gesamtanlage zusammen, werden
ausgewertet und von hier aus bekommen
die Systemkomponenten die notwendigen Befehle.
Das Regelsystem erkennt beispielsweise
sofort, wann eine Entlastung der Kältemaschine
möglich ist und schaltet den Freikühler automatisch
hinzu. Damit wird sichergestellt, dass
die Winterentlastung möglichst lange aktiv
bleibt, weil jede Stunde, in der die Kältemaschine
abgeschaltet bleibt, für den Betreiber bares
Geld wert ist. Bei der Organisation der Wärmerückgewinnung
verhält es sich ähnlich. Ist in
irgendeinem Unternehmensbereich Heizwärme
notwendig, wird die entsprechende Leistung
aus dem Maschinenkühlkreis zur Verfügung
gestellt. Die dadurch reduzierte Rückkühlleistung
hat dann wiederum eine Verringerung
der Freikühlerleistung zur Folge, was zusätzlich
Strom spart. Um eine zusätzliche Fernüberwachung
der Betriebszustände in der Plastitec-Anlage
realisieren zu können, wurde sie
über das Datennetzwerk in das Fernüberwachungssystem
im ONI-Stammwerk eingebunden.
Energiesparkonzept
Eines von insgesamt 27 Heizgeräten, die mit der kostenlosen Abwärme aus den Spritzgießmaschinen die Bürobereiche
heizen.
Eine Kältemaschine im »Winterschlaf«. Erst in den warmen Sommertagen wird sie wieder für die Werkzeugkühlung zugeschaltet.
Plastitec-Geschäftsführer Franz Klausmann:
»Wie allen Kunststoff verarbeitenden Betrieben
machen uns die steigenden Material- und
Energiepreise sehr zu schaffen. Die massiv gestiegenen
Belastungen können wir nur in sehr
begrenztem Umfang an unsere Kundschaft
weitergeben. Wir sind daher gezwungen, Mittel
und Wege zu finden, durch die wir die Kostenbelastungen
zumindest auf ein erträgliches
Maß zurückschrauben können. Wir haben daher
bei der Konzeption und dem Bau unserer
neuen Produktionsstätte auf langjährig erfolgreiche
Spezialisten zurückgegriffen. Für den
Bereich Kühlenergieversorgung haben wir uns
den in der Kunststoffbranche geschätzten
Energiesparspezialisten ONI ins Haus geholt.
Besuche an Referenzanlagen, ein pfiffiges und
schlüssiges Konzept haben uns überzeugt.
Dass unsere Entscheidung richtig war, zeigen
die erzielten, niedrigen Verbrauchswerte, die
all unsere Erwartungen übertroffen haben.
Durch den Einsatz modernster, energiesparen-
der ONI-Technik ist es uns gelungen, unsere
Energiekosten auf ein absolutes Minimum zu
reduzieren. Darüber hinaus konnten wir durch
den Einsatz der ONI-Technik auf den Bau eines
separaten Heizhauses verzichten, was die
Investitionskosten ein ganzes Stück reduziert
hat.«
Pumpen-/Tankeinheiten für das 2-Kreis-Kühlsystem bei
Plastitec. Beim Fachsimpeln: Plastitec-Geschäftsführer
Franz Klausmann (li.) und ONI-Gebietsverkaufsleiter
Wolfgang Schuh (re.).