Temperierung von
Kunststoffmaschinen

Wie kann ein Kunststoffverarbeiter feststellen, ob das Kühlkonzept seiner Maschine die „State of the art“-Anforderungen an Energieeffizienz erfüllt? Das Unternehmen L&R Kältetechnik aus Sundern hat ein Sechs-Punkte-Programm zum Check der Kühlaggregate entwickelt.
Mit intelligenten Kühlkonzepten können kunststoffverarbeitende Betriebe den Energiebedarf und damit die Wirtschaftlichkeit ihrer Spritzgießmaschinen oder Extruder beeinflussen und damit ihre Position im Wettbewerb verbessern. L&R Kältetechnik (www.lr-kaelte.de) hat auf diesem anspruchsvollen Gebiet der Kältetechnik umfassende Erfahrung vorzuweisen. Um den Unternehmen der Kunststofftechnik umfassende Hilfestellung zu geben und eine erste Abschätzung zu ermöglichen, ob die Kälteanlagen verbesserungsbedürftig sind, hat das Unternehmen einen Katalog mit sechs Maßnahmen erarbeitet, der einfach abgeprüft werden kann.

1. Bedarfsgerecht dimensionieren

Gerade ältere Anlagen sind oft mit überdimensionierten Antrieben oder falsch dimensionierten Wärmetauschern ausgestattet. Das mag aus Sicht des Konstrukteurs, der entsprechende Sicherheiten einbauen möchte, verständlich sein, aber es führt zu deutlich höheren Betriebskosten.

2. Energiesparende Komponenten

Der Anwender sollte auf Anlagenkomponenten achten, die zur Energieeinsparung beitragen. Dazu gehören stufenlos geregelte Schraubenverdichter, elektronische Expansionsventile sowie frequenzgeregelte Pumpen und Ventilatoren. All diese Komponenten sind zu vernünftigen Preisen und in Großserienqualität verfügbar. Ihr Einsatz macht sich meist rasch bezahlt.

3. Winterentlastung durch freie Kühlung

Mit der freien Kühlung oder Winterentlastung nutzt man die (niedrige) Umgebungstemperatur zur direkten Kühlung des Kühlwassers und spart Energie. Bei niedriger Umgebungslufttemperatur wird ein zusätzlicher luftgekühlter Wärmetauscher zugeschaltet. Bei einer Außentemperatur von 4 bis 5 K unterhalb der Vorlauftemperatur des Kühlmediums kann die gesamte Kühlung auf diese Weise erzeugt werden. Nach Erfahrungen von L&R Kältetechnik können Kunststoffverarbeiter auf diese Weise die kühlungsbedingten Energiekosten, je nach Temperatur des Kühlmediums, um bis zu 80 % reduzieren.

4. Elektronische Drehzahlregelung

Bei Verdichtern, Pumpen und Ventilatoren spart eine bedarfsgerechte Regelung – d.h. eine Kombination von elektronischer Steuerung und drehzahlvariablem Antrieb – Energie. Zum Beispiel kann die „Frigocontrol“-Steuerung von L&R Kältetechnik die Pumpen und damit die Kühlwassermenge in Abhängigkeit vom jeweiligen Bedarf anpassen.

Da dieser Bedarf je nach Produktionsauslastung, Jahreszeit und Differenz zwischen Ist- und Solltemperatur stark variiert, ist eine Regelung sinnvoll.  

5. Gleitende Kondensationsdruckregelung 

Durch eine gezielte Absenkung der Verflüssigungstemperatur – in Abhängigkeit von der jeweiligen Lufttemperatur – kann man den Wirkungsgrad der Kälteanlage steigern. Die Kombination von entsprechenden Schraubenverdichtern, optimal ausgelegten Verflüssigern, dem Kältemittel R134a, elektronischen Expansionsventilen und der intelligenten „Frigocontrol“-Steuerung gewährleistet, dass die theoretisch notwendige Verflüssigungstemperatur der Lufttemperatur über den gesamten Zeitraum mit derselben Differenz folgt. Damit ist eine gleitende Kondensationsdruckregelung („Vari-Kon“) realisiert, die ein wichtiges Merkmal energieeffizienter Kälteanlagen ist.

6. Wärmerückgewinnung

Wenn man die Abwärme der Kunststoffmaschine an anderer Stelle im Produktionsprozess (oder aber zur Beheizung oder Warmwasserbereitung) nutzen kann, ist das energetisch und ökologisch sinnvoller als die „Vernichtung“ der Wärme. Entsprechende Maßnahmen lassen sich häufig und mit geringem Aufwand auch nachträglich realisieren. Sie tragen dann zur Energieeinsparung an anderer Stelle bei.

Drehen an der (Energie-)
Kostenschraube

Der Überblick zeigt: Der Kunststoffverarbeiter hat viele Stellschrauben zur Verfügung, um den Energiebedarf der notwendigen Kälteanlagen zu senken, ohne die Prozessqualität oder die Zykluszeiten negativ zu beeinflussen. Die Experten von L&R Kältetechnik projektieren neue Anlagen nach dem hier dargestellten Maßnahmenkatalog. Sie optimieren häufig aber auch vorhandene Anlagen und bieten den kunststoffverarbeitenden Unternehmen als Dienstleistung einen Check der Kältetechnik an, bei dem die genannten Punkte geprüft und gezielte Optimierungsvorschläge erarbeitet werden.