Tehnologie de pompare economisitoare de energie - KNOLL Maschinenbau GmbH

Din ce în ce mai mulți lucrători ai metalelor descoperă potențialul de economisire a energiei în zona lubrifianților de răcire, în special în cazul pompelor de înaltă presiune nereglementate. KNOLL Maschinenbau a dezvoltat ceea ce este cunoscut sub numele de E-PASS, cu ajutorul căruia economiile potențiale pot fi determinate în mai puțin de o oră în timpul operațiunilor în desfășurare. Între timp, diverse companii au folosit acest serviciu și au decis să modernizeze pompele de înaltă presiune ale mașinilor-unelte cu control de frecvență. În exemplul de mai jos, perioada de rambursare este mai mică de doi ani.

Tehnologie de pompare economisitoare de energie - controlul frecvenței adaptat pentru pompele de înaltă presiune ale lubrifiantului de răcire este util

Protecția mediului joacă un rol important pentru multe companii, fie în ceea ce privește produsele finale ecologice, fie în propria producție. La un mare furnizor german de automobile, de exemplu, cei responsabili de producție lucrează pentru a menține amprenta ecologică cât mai mică posibil. Toate procesele sunt verificate și optimizate constant pentru rentabilitatea lor, eficiența energetică și a resurselor și compatibilitatea cu mediul.

În prelucrarea pieselor turnate sub presiune din aluminiu în pompe pentru alimentarea cu lichid de răcire la presiune înaltă, a fost recunoscut un potențial semnificativ de economii de energie. Întrucât acestea au fost echipate anterior cu o supapă Vario cu diferite niveluri de presiune, s-a pus întrebarea dacă ar merita să fie convertite în pompe cu frecvență controlată.

Analiză rapidă cu valori practice

Când KNOLL Maschinenbau, un furnizor de frunte de pompe, filtre și sisteme complete de lubrifianți de răcire, a sugerat investigații cu privire la consumul de energie, șefii de departamente au fost bucuroși să fie de acord. Mai ales că măsurarea consumului nu înseamnă o perioadă lungă de oprire a mașinii și apoi sunt numere clare pe masă.

Jochen Blersch, specialist în soluții eficiente din punct de vedere energetic la KNOLL, explică fundalul potențialului de economisire: „Pompele cu supape Vario utilizate furnizează niveluri de presiune diferite, dar generează totuși debitul volumului complet, astfel încât lubrifiantul de răcire care nu este necesar trebuie să curgă. Acest lucru este asociat cu o gamă largă de pierderi de energie, pe care un convertor de frecvență le ajută să le evite. Deoarece asigură controlul presiunii orientat spre cerere prin reglarea vitezei pompei. "

Specialistul în lubrifianți de răcire a dezvoltat un sistem special de măsurare pentru analiza eficienței, KNOLL E-PASS. În acest fel, pe de o parte, se poate determina consumul de energie al unei pompe de înaltă presiune în proces și, pe de altă parte, se poate determina ce putere este de fapt necesară pentru procesul de prelucrare. La furnizorul auto local, Jochen Blersch a verificat două centre de prelucrare care prelucrează piese de serie tipice. Mașinile au fost oprite doar timp de aproximativ cinci minute pentru a instala tehnologia de măsurare adecvată. Apoi măsoară debitul efectiv de lichid de răcire către mașină și presiunea respectivă în timpul unui ciclu complet de prelucrare. În plus, datele necesare, cum ar fi orele de funcționare, electricitatea și costurile de investiții pentru modernizare, sunt introduse în computer.

Calculul începe după procesul de măsurare. Diferența dintre viteza fixă și viteza necesară efectiv cu convertorul de frecvență are ca rezultat cea mai mare parte din economiile de energie. Acționarea cu frecvență a pompei înseamnă, de asemenea, că există mai puțină căldură în lubrifiantul de răcire și în aerul ambiant. În plus, pompa este protejată de operația de încărcare parțială, ceea ce îi mărește durata de viață. Toți acești factori sunt luați în considerare în evaluarea E-PASS.

Efort mic - rezultat clar

O imprimare este disponibilă la doar câteva minute după procesul de măsurare, care oferă cifre exacte pentru economii de energie posibile cu un control de frecvență modernizat și perioada de amortizare. Jochen Blersch subliniază un beneficiu suplimentar al procesului de măsurare: „Datele înregistrate pot fi folosite și pentru a evalua starea de uzură a pompei de înaltă presiune, care poate fi înlocuită atunci când regulatorul de frecvență este modernizat”.

Așa cum era de așteptat, valorile determinate au fost convingătoare. La urma urmei, la prelucrarea pieselor turnate sub presiune din aluminiu, adaptarea este adesea utilă. Motivul pentru aceasta este varietatea de scule necesare pentru frezare, găurire și filetare și care se bazează pe răcirea internă de înaltă presiune. Cu toate acestea, presiunea și debitul volumic necesare se modifică în funcție de sculă și procesare, în timp ce proiectarea pompei se bazează întotdeauna pe scula care necesită cele mai mari valori. Uneltele mai mici, burghiele, de exemplu, reușesc cu o putere de pompare a lubrifiantului de răcire semnificativ mai mică și, prin urmare, pot fi furnizate în mod optim cu o viteză mai mică. Cu o pompă cu frecvență controlată, acest lucru economisește energie, deoarece se aplică regula generală: jumătate din viteză corespunde cu jumătate din puterea necesară. Cu o supapă de siguranță fixă, această energie este transformată în căldură și pierdută.

Atunci când este utilizat de furnizorul auto, este necesar un set complet de caracteristici ale pompei, uneori un debit ridicat și apoi din nou un volum redus până la pauze în care pompa poate fi descărcată până la 0 Hz. Potențialul de economisire a energiei determinat cu E-PASS a fost de 61%. Un rezultat care a justificat renovarea și costurile rezultate pentru cei responsabili.

Siguranță printr-o mașină de referință

Pentru a verifica valorile calculate, mai întâi au fost convertite o mașină ca sistem de referință. Conținutul livrării nu se referea la sistemul complet de lubrifiant de răcire, ci doar la controlul frecvenței. KNOLL oferă pompa cu șurub KTS în acest scop, o pompă cu deplasare autoamorsantă care se caracterizează prin pulsații reduse, eficiență ridicată și o durată lungă de viață. Controlul frecvenței asociate se numește PQ-Tronic la KNOLL, deoarece asigură presiune variabilă (P) și debit (Q) cu o setare optimă a vitezei.

KNOLL nu se consideră un furnizor de componente pure, ci mai degrabă un partener la nivel de proces. Jochen Blersch explică: „Ne propunem să obținem aceiași timpi de răspuns ca înainte, fără a fi nevoie să intervenim asupra mașinii unelte cu tehnologia existentă și cu un nou convertor de frecvență - chiar dacă cerințele procesului sunt foarte mari. Pentru furnizorul auto menționat, am făcut conexiunea completă la o mașină-unealtă existentă fără un sistem KNOLL KSS. În plus, acordăm o mare importanță documentației concludente conform standardelor CE, cum ar fi desene, planuri electrice, liste de piese și considerații de siguranță. "

Perioada de rambursare sub doi ani

Cei responsabili de producție au salutat faptul că KNOLL a furnizat totul dintr-o singură sursă și au fost încântați de rezultat: sistemul de referință a confirmat valorile determinate teoretic. Acest lucru a clarificat calea de a optimiza alte mașini. KNOLL a transformat mai întâi o linie de producție cu opt centre de prelucrare, care au revenit și la cifrele prognozate. Într-un al doilea pas, au fost convertite alte douăsprezece mașini.

Între timp, KNOLL a primit feedback pozitiv de la client că măsurile au avut, de asemenea, un mare succes în general: înainte de conversie, o mașină avea nevoie de o medie de aproximativ 3 kW/h. După aceea, consumul a fost de doar 1 kW/h. Aceasta înseamnă că modernizarea se plătește în mai puțin de doi ani, cu o funcționare normală în 3 schimburi, fără timp de producție.

Jochen Blersch subliniază un alt avantaj care nu a fost încă calculat, dar care poate fi utilizat în cursul funcționării: „Dacă acționez o pompă cu un convertor de frecvență, o pot folosi și pentru a monitoriza procesul. De exemplu, îmi dau seama devreme când pompa este uzată. Deoarece convertorul de frecvență reglează apoi viteza mai mare pentru a compensa uzura. Dacă viteza este monitorizată, piesele de schimb pot fi comandate la o valoare specificată și poate fi pregătită o înlocuire în timp util, ceea ce beneficiază de fiabilitatea procesului. "

Controlul vitezei PQ-Tronic

Controlul de frecvență KNOLL PQ-Tronic permite specificarea oricărei presiuni cuprinse între 0 și 150 bar. Cu acest sistem, puterea pompei este reglată automat. Controlul frecvenței motorului de acționare modifică viteza unității de pompare (până la 4500 min-1) și, astfel, ieșirea. Un senzor de presiune împreună cu un control electronic PID garantează presiunea prescrisă (setpoint), indiferent de cantitatea consumată. Acest lucru are numeroase avantaje:

Economii de energie de până la 70%
Reglarea presiunii variabile
Transport cu pulsație redusă
Pornirea și oprirea ușoară
Nu există vârfuri curente de pornire
Minimizarea zgomotului prin reglarea vitezei
Minimizarea uzurii
Aport redus de căldură în mediu