01.08.2019
Kategorie: gwk, 2019

Der Einsatz hocheffizienter Pumpen in Temperiergeräten lohnt sich und wird gefördert


Besonders im Rahmen der aktuellen Klimaschutzdiskussionen muss verstärkt über alternative und effiziente Technologien nachgedacht und entsprechend gehandelt werden. So auch bei der Ausstattung von kompakten Temperiergeräten, denn die dort verbauten Pumpen tragen in erheblichem Maß zum Gesamtenergieverbrauch der Geräte und damit dem CO2 Ausstoß bei.

Bereits seit vielen Jahren werden in Temperiergeräten üblicherweise Kreiselpumpen mit Peripheralrad-Technologie eingesetzt. Diese Pumpenbauart zeichnet sich im Wesentlichen durch eine kompakte Bauweise und geringe Anschaffungskosten aus. Nachteilig sind bei dieser Pumpentechnologie jedoch der verhältnismäßig schlechte Wirkungsgrad und die geringe verfügbare Durchflussmenge bei prozessüblichen Druckverlusten.

Auf Grund veränderter Prozessanforderungen durch parallel angeschlossene Werkzeugkreise, haben sich die Anforderungen an Temperiergeräte in den letzten Jahren durchaus verändert. In Kombination mit dem Bestreben effizienter zu werden, rückt vermehrt eine andere Kreiselpumpenbauart, die Zentrifugalpumpe in den Fokus. Diese Pumpenbauart zeichnet sich durch eine hohe Grundeffizienz und den hohen verfügbaren Durchflussmengen bei geringem Energieverbrauch aus. Da diese Pumpe im Vergleich zur Peripheralradpumpe in der Anschaffung teurer ist und größer baut, spielte die hocheffiziente Zentrifugalpumpentechnologie bei Standard-Temperiergeräten bisher nur eine eher untergeordnete Rolle.

Mit steigendem Bewusstsein für unsere Umwelt und den Klimaschutz wird die Effizienz als Kaufkriterium immer wichtiger. Darüber hinaus werden die gesetzlichen Bestimmungen zur Reduzierung von CO2 Emissionen, beispielsweise über Ökodesignrichtlinien und der Neuregelung der ISO 50003 mit den Anforderungen an die Auditierung von Energiemanagementsystemen, deutlich verschärft. Namhafte Großunternehmen wie Daimler, VW, BMW, BOSCH usw. bekennen sich zur CO2 Neutralität und fordern diese Neutralität mittlerweile auch von Ihren Zulieferern.

Als zusätzlichen Anreiz hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit Beginn dieses Jahres ein neues Investitionsprogramm für Maßnahmen zur Reduzierung von CO2 Emissionen geschaffen in dessen Rahmen, u.a. Ersatz- oder Neuanschaffungen von Kreiselpumpen die bestimmte Kriterien hinsichtlich der Effizienz erfüllen, mit bis zu 40 % der förderfähigen Investitionskosten gefördert werden.

Bei entsprechender Auslegung erfüllen Zentrifugalpumpen, im Gegensatz zu Peripheralradpumpen, die Kriterien für eine Förderung aus diesem Programm und ermöglichen somit eine Förderung der Investition in diese Technologie.

Neben den möglichen Fördermitteln sprechen auch die zu erwartenden Energiekosteneinsparungen, wie auch höhere Durchflussmengen für den Einsatz von Zentrifugalpumpen in Standard-Temperiergeräten.

Ein Kennlinienvergleich von zwei marktüblichen Pumpen (Bild 1) zeigt den großen Effizienzvorteil, den eine Zentrifugalpumpe mit sich bringt. Die Zentrifugalpumpe im gezeigten Beispiel benötigt fast 65 % weniger Energie als die Peripheralradpumpe und stellt gleichzeitig eine um 11 % höhere Durchflussmenge zur Verfügung.

Pumpenkennlinie

Bei einem Dreischichtbetrieb mit 6.800 Betriebsstunden und einem Strompreis von € 0,16/ kWh betragen die Einsparung in diesem Beispiel € 598,40 pro Jahr, oder 2,01 to CO2 pro Jahr.

Ein anderes Beispiel (Bild 2) zeigt das Einsparpotential und die Flexibilität einer drehzahlgeregelten Zentrifugalpumpe. Bei 100% Drehzahl kann die Zentrifugalpumpe im Vergleich zur Peripheralradpumpe -bei gleichem Energieverbrauch- eine etwa 3,5 fache Durchflussmenge zur Verfügung stellen und damit mehrere Geräte mit Peripheralradpumpe ersetzen. Alternativ kann bei reduzierter Drehzahl der Energiebedarf -bei gleicher Menge- um ca. 65 % reduziert werden.

In diesem Beispiel betragen die möglichen Einsparungen in einem Dreischichtbetrieb mit 6.800 Betriebsstunden und einem Strompreis von € 0,16/ kWh immerhin € 337,28 pro Jahr, oder 1,13 to CO2 pro Jahr.

Pumpenkennlinie

Mit der -auf enersave Technologie basierenden- protemp Serie bietet gwk eine hocheffiziente Geräteserie mit Zentrifugal-Kreiselpumpen in Edelstahlausführung an, die ein großes Band an Temperatur- und Leistungsbereichen abdeckt. So sind protemp Geräte im Temperaturbereich von 95 und 140°C, Heizleistungen von 9 kW bis 50 kW und Durchflussmengen von bis zu 440 l/min verfügbar.

Die in dieser Baureihe verwendeten Zentrifugalpumpen wurden speziell auf die Bedürfnisse der gwk Geräte abgestimmt und weisen einen deutlich höheren Mindesteffizienzindex (MEI) auf, als in der Ökodesign-Richtlinie gefordert. Auf Grund der Effizienz der verbauten Zentrifugalpumpen werden die Kriterien des Förderprogramms erfüllt, so dass eine Investition in die protemp Geräteserie förderfähig ist.

Alle protemp Gerätegrößen sind mit einer modernen Regelpumpenvariante, zur bedarfsgerechten und individuellen Anpassung auf wechselnde Produktionsbedingungen verfügbar. Eine perfekte und mit Leistungsreserven belegte Systemabstimmung von Pumpenhydraulik, Motor und Frequenzumrichter erlaubt eine dauerhafte Boost-Funktion mit permanenter Ausnutzung der maximalen Pumpendrehzahl, ohne den Verschleiß nennenswert zu erhöhen. Über die OPC UA Schnittstelle lässt sich die Drehzahl mit dem EUROMAP 82.1 Protokoll künftig sogar aus der Spritzgießmaschinensteuerung, oder jeder anderen im OPC UA Netzwerk verbundenen Steuerung vorgeben.

Weitere Information unter: www.gwk.com