Přečtěte si:  Smart city a elektromobilita pro praktický užitek a jejich aktuální výzvy

Nová generace chladicích jednotek „Blue e“: účinné chlazení elektrických rozváděčů obráběcího centra

3.11.2014 Současně se vznikem 200tunového obráběcího centra PowerForce 8 firmy SHW Werkzeug-maschinen z Aalen-Wasseralfingenu (Německo) vzniká nový standard energetické účinnosti velkých obráběcích center. K dosažení co nejlepších výsledků je nutné zohlednit všechny aspekty od návrhu přes konstrukci až po výběr jednotlivých komponent obráběcího centra. Výsledkem tohoto snažení je 200 tun vážící vertikální frézka určující nový trend v energetické účinnosti velkých obráběcích center. Společnost SHW za tento inovativní přístup získala v roce 2012 ocenění Nortec Award s názvem „Udržitelný rozvoj v průmyslové výrobě“. K dosažení energetické úspory o 27 % přispěly nové chladicí jednotky Rittal zajišťující chlazení elektrických rozváděčů.

Na obrázku vpravo je PowerForce 8, 200tunové obráběcí centrum SHW Werkzeugmaschinen GmbH s energeticky účinnou technologií.

Společnost SHW je jedním ze světových výrobců velkých obráběcích center, která zaměstnává mezinárodně uznávané odborníky v tomto oboru. Stroje dodávané firmou Swabian se používají pro výrobu velkých dílů ve strojírenství a dalších konstrukčních celků, jako například výkonných dieselových motorů, turbín nebo prvků pro environmentální technologii. Součástí udržitelnosti rozvoje v průmyslové výrobě musí být komplexní pohled na problematiku s důrazem na využití v praxi. Zodpovědné využívání energie je na samém vrcholu tohoto snažení.

V několika posledních letech firma ve výrobním závodě v Aalen-Wasseralfingenu vybudovala optimální podmínky v oblasti využití zdrojů energie. Instalovala kogenerační jednotku na výrobu elektrické energie a tepla, využívá fotovoltaické panely napojené na inteligentní systém řízení budovy. Těmito investicemi bylo dosaženo toho, že instalovaná zařízení pokryjí až 80 % spotřeby elektrické energie výrobního závodu.

Plynulé frézování

V roce 2012 společnost SHW stanovila nový milník v energetické účinnosti obráběcích strojů – podařilo se vyvinout vertikální frézku šetrnou k životnímu prostředí za využití velice účinných technologických a konstrukčních prvků. Ohromné 200 tun vážící obráběcí centrum o výšce 9,35 m je určeno k obrábění statorů větrných turbín o vnitřním průměru 6,5 m. Srdcem obráběcího stroje je nová, nastavitelná univerzální frézovací hlava ortogonální konstrukce o výkonu 90 kW a krouticím momentu až 1725 Nm. To je výsledek 50letých zkušeností vývoje těchto zařízení. Tato univerzální frézovací hlava je standardně použita na každém obráběcím centru PowerForce 8. Frézovací hlavou lze výrobky obrábět v libovolném místě s libovolným nastavením obráběcího procesu. Díky automatickému systému výměny hlav lze kombinovat výhody různých obráběcích center v jednom zařízení. Jako příslušenství lze použít různé typy vyměnitelných hlav: vidlicová hlava, mimostředná horizontální frézovací hlava, úhlová hlava, čelní a vyvrtávací hlava, horizontálně-vertikální revolverová hlava, ortogonální frézovací hlava s Hirthovým ozubeným převodovým systémem, ortogonální frézovací hlava s plynule nastavitelnou osou X. Lze použít i další typy – vše závisí pouze na potřebách a konkrétních požadavcích obrábění. Konstrukce obráběcího centra umožňuje zdvih pracovní plošiny velice zajímavých 7,1 m.

Plné využití potenciálu účinnosti stroje

Vývojáři jsou velmi hrdí na to, čeho bylo dosaženo v oblasti energetické náročnosti zařízení. „Power Force 8 je největší a energeticky nejúspornější vertikální obráběcí centrum jaké kdy společnost SHW postavila“, vysvětluje Alfonso Egetemeir, vedoucí elektro konstrukce. Především zdůrazňuje: „Plně jsme využili veškerý možný potenciál v oblasti energetické účinnosti dostupný v době vývoje 2011 až 2012“. Vývojáři Swabianu zvážili všechna možná technická řešení tak, že bylo dosaženo energetické úspory 27 % ve srovnání s podobnými obráběcími centry. Konkrétně se jedná o úsporu 66 000 kWh za rok při provozu 3200 h a průměrném příkonu vřetena 30 kW, čehož bylo dosaženo minimálním množstvím pohyblivých částí, hydraulické části nejsou téměř použity a je využito plynulého řízení pohonů vřeten. Strategie úspory energie zahrnuje použití frekvenčně řízeného čerpadla a pro chlazení elektrických rozváděčů se využívá energeticky úsporná chladicí jednotka.

Největších energetických úspor (asi 21 600 kWh) bylo dosaženo díky plynulému řízení rotace motoru hlavního vřetena. Použití pouze bezkrokových pohonů všech vřeten přineslo další úsporu 14 400 kWh. „Bez běžných stupňových převodovek nedochází k žádným převodovým ztrátám a z toho vyplývajícím energetickým ztrátám při odvodu tepla“, dodává pan Egetemeir a vysvětluje další výhody. Účinnost hydraulického systému byla také zvýšena. Úspory 11 000 kWh bylo dosaženo při použití tlakové akumulační nádoby v hydraulickém systému. Použití frekvenčně řízeného chlazení, automatického vypnutí ve stand-by modu a 100% kompenzace jalového výkonu přinesly další úspory energie.

Certifikovaný chladicí výkon

SHW využívá k chlazení elektrických rozváděčů novou generaci „Blue e“ chladicích zařízení firmy Rittal. „Nové chladicí jednotky mají spotřebu elektrické energie o 45 % nižší než předchozí generace, a tak můžeme uspořit dalších 3047 kWh za rok provozu Power Force 8“, vysvětluje nadšeně pan Egetemeir. Čtyři nástěnné chladicí jednotky o celkovém výkonu 4 kW jsou určeny pro chlazení napájecích modulů pohonů, síťových filtrů, tlumivek, odpojovačů, stykačů, relé a dalších elektro-komponent v elektrických rozváděčích. Chladicí faktor 2,47 (COP – energetická účinnost jednotky) je výsledkem dokonalého sladění všech komponent ovlivňujících chladicí výkon jednotky, jako je kondenzátor, výparník, kompresor atd. Dalším klíčovým faktorem pro zvýšení účinnosti je nový způsob řízení, tzv. Eco-Mode. V případě, že není nutný chod vnitřního ventilátoru, tento se automaticky vypne, a tím dochází k dalším energetickým úsporám. Vzhledem k tomu, že chladicí jednotky „Blue e“ byly testovány certifikačním orgánem TÜV Nord, společnost SHW si může být jista, že chladicí zařízení firmy Rittal má deklarovaný chladicí výkon a deklarovanou účinnost.

Nová generace chladicích jednotek „Blue e“ napomáhá dosažení úspor až 27 %.

Další výhodou chladicích jednotek je jejich možné vzájemné propojení. „Chladicí jednotky Rittal umožňují řízení master-slave, což u ostatních výrobců bývá problém“, dodává pan Egetemeir. Nicméně hlavní důvod použití chladicí technologie Rittal je, že chladicí jednotky ostatních výrobců vykazovaly velkou poruchovost především v důsledku vysokého obsahu prachu uhlíku ve vzduchu. „Od té doby, co používáme chladicí jednotky Rittal, nemáme žádné problémy s chlazením elektrických rozváděčů,“ říká vedoucí vývoje.

Ocenění za vývoj

Zvláštní cenu za optimální využití zdrojů a energie Nortec Award získala firma SHW Werkzeugmaschinen v roce 2012. Ocenění bylo uděleno za to, že strojírenská společnost důsledně uplatňovala udržitelnost průmyslové výroby ve všech aspektech vývoje, designu a konstrukce obráběcího centra. Kromě míry udržitelnosti v průmyslové výrobě byla důležitá také kritéria společenské přijatelnosti, hospodárnosti a použití energeticky úsporných systémů. Příkladný charakter vývoje, univerzální přístup a dosažený přínos byly také považovány za důležité body pro udělení tohoto ocenění.

Ing. Jan Glasnák, produktový manažer chlazení, Rittal

Foto © Rittal

Objednejte si nový Katalog Rittal 2014/2015 s ucelenou systémovou nabídkou pro průmysl a IT. Objevte všechny dimenze Rittal – The System.

Bližší informace o chladicích jednotkách „Blue e“ naleznete zde

Informace o programu na výpočet klimatizace rozváděčů Therm naleznete zde

Copyright © 2012 – 2024 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services