Zużycie energii elektrycznej przez system kontroli temperatury zależy w znacznie mniejszym stopniu od ogrzewania, niż się powszechnie sądzi, a w znacznie większym od niego pompa i sposób jej regulacji. To dobra wiadomość: to właśnie tam możesz działać. W tym artykule wyjaśniamy, od czego zależy zużycie termoregulatora, które pięć dźwigni dają największe oszczędności i jak obliczyć zwrot własnej instalacji na podstawie danych, a nie broszury.
W instalacji wtryskowej kontrola termiczna formy jest zwykle jednym z największych odbiorców energii elektrycznej, który pozostaje niezauważony. Pompy obiegowe pracują wiele godzin dziennie, często na pełnych obrotach, bez względu na to, czy proces tego wymaga, czy nie. To tam skupiają się marnotrawstwo, a co za tym idzie, szansa.
Ile energii zużywa termoregulator?
Zużycie zależy przede wszystkim od mocy pompy i sposobu jej regulacji, a nie od ogrzewania, które służy jedynie do osiągnięcia wartości zadanej i kompensacji strat. Pompa o stałej prędkości zawsze zapewnia to samo natężenie przepływu i ciśnienie, niezależnie od tego, czy jest to uzasadnione procesem, czy nie, a nadmiar staje się marnowaną energią elektryczną i ciepłem, które należy następnie usunąć. Zmniejszenie podstawowego zużycia energii sprawia, że inwestycja w wydajny sprzęt się opłaca.
Pięć dźwigni oszczędzania energii
Sprzęt to podstawa, ale prawdziwe oszczędności wynikają z połączenia kilku środków. Oto pięć, które mają największą wagę.
1. Pompa o zmiennej prędkości
W porównaniu z pompą o stałej prędkości, pompa z regulacją dostosowuje przepływ i ciśnienie do wymagań każdego procesu. Ponieważ zużycie energii gwałtownie wzrasta wraz z prędkością, obniżenie obrotów do niezbędnego poziomu zmniejsza zużycie nieproporcjonalnie. W większości instalacji jest to dźwignia o największym wpływie.
2. Prawidłowy rozmiar i przepływ
Przewymiarowanie sprzętu lub zwiększenie przepływu niż to konieczne nie poprawia jakości części, a zwiększa zużycie. Celem jest odpowiednie natężenie przepływu, aby osiągnąć reżim turbulentny w formie i utrzymać skok termiczny pomiędzy wlotem i powrotem w ramach tolerancji. Ni mniej ni więcej.
3. Wybór płynu i układu
Praca z wodą, kiedy tylko pozwala na to temperatura, jest bardziej efektywna niż praca z olejem, ponieważ woda lepiej przekazuje ciepło. W MARSE zajmujemy się produkcją termoregulatory —zwane także termoregulatorami lub TCU— woda z otwartym zbiornikiem, woda ciśnieniowa ogrzewanie bezpośrednie i pośrednie oraz oleju ze zbiornikiem lub obiegiem zamkniętym, właśnie tak, aby każdy proces wykorzystywał system najbardziej efektywny w swoim zakresie, a nie nadmiarowy. System o małej objętości płynu krążącego wymaga również mniej energii do ogrzewania i chłodzenia. Jeśli wahasz się między jednym a drugim, masz to rozwinięte woda czy olej termalny: jak wybrać płyn.
4. Rozkład przepływu według obiegów
Rozdzielanie i monitorowanie przepływu w poszczególnych strefach formy pozwala na zrównoważone zasilanie każdego obwodu i, w wielu przypadkach, obsługę jednego urządzenia, co wcześniej wymagało dwóch. Nasze rozwiązania dystrybucja wieloobwodowa i z monitorowanie przepływu Zostały zaprojektowane do tego: mniej pracujących urządzeń, taka sama kontrola procesu i mniejsze zużycie.
5. Skróć i zaizoluj węże
Umieszczenie termoregulatora w pobliżu maszyny zmniejsza długość rury, a co za tym idzie, opór pokonywany przez pompę i straty ciepła do otoczenia. Izolacja waży tym więcej, im wyższa jest temperatura płynu: powyżej pewnego punktu straty w wężach gwałtownie rosną, a ich izolowanie nie jest już szczegółem.
Ile możesz zaoszczędzić? Przykład ilustrujący
Poniższe obliczenie jest orientacyjnym przykładem z typowymi wartościami w branży, a nie wartością gwarantowaną. Każdą instalację należy zmierzyć. Załóżmy proces średniotemperaturowy, w którym po dodaniu przełącznika do pompy o zmiennej prędkości, właściwym doborze przepływu i zmniejszeniu wyposażenia do dystrybucji, zużycie energii elektrycznej przez system spada z około 4 kW do mniej niż 1 kW, czyli około 3,5 kW mniej.
W przypadku pracy na trzy zmiany, rzędu 6000 godzin rocznie i przy cenie energii elektrycznej wynoszącej około 0,17 EUR/kWh, oszczędności wyniosłyby około 3570 euro rocznie na zespół. W zakładach wyposażonych w wiele takich samych urządzeń oszczędności te ulegają zwielokrotnieniu. Przy tych konkretnych liczbach zwrot jest szybki, ale warto nalegać: okres amortyzacji zależy od ceny, jaką płacisz za energię, rzeczywistych godzin pracy i punktu początkowego Twojej instalacji. Nie ma uniwersalnej postaci.
Jak obliczyć własny zwrot
Formuła jest prosta i możesz ją zastosować na swoich prawdziwych danych:
- Roczne oszczędności (€) = różnica mocy w kW (przed – po) × liczba godzin pracy w roku × cena za kWh
- Okres zwrotu (lata) = inwestycja ÷ roczne oszczędności
Aby obliczenia były wiarygodne, jest to konieczne mierzyć rzeczywiste zużycie przed i po, nie szacuj go, bo różnice pomiędzy pompą stałą przy pełnym obciążeniu, a pompą regulowaną są z reguły większe niż się spodziewano. Podejście to pasuje do tego, co wyjaśniamy w obniżony całkowity koszt posiadania: Liczy się nie cena zakupu, ale to, ile kosztuje sprzęt przez cały okres jego użytkowania.
Oszczędności nie kończą się na rachunkach za prąd
Ograniczenie konsumpcji przynosi korzyści, które nie są widoczne na rachunku, ale liczą się tak samo. Sprzęt, który nie pracuje pod pełnym obciążeniem, ulega mniejszemu zużyciu, co wydłuża jego żywotność i ogranicza konserwację. Kontrolowane i stabilne natężenie przepływu poprawia powtarzalność procesu, a co za tym idzie, jakość części i odpadu. A mniejsze zużycie oznacza mniej powiązanych emisji, co jest coraz bardziej istotne w strategiach zrównoważonego rozwoju oraz w wymaganiach klientów i audytach. Ogólnie rzecz biorąc, efektywność energetyczna i niezawodność procesu idą ze sobą w parze.
Często zadawane pytania
Jak długo trzeba płacić za wydajny termoregulator?
Zależy to od unikniętego zużycia, godzin pracy i ceny energii, dlatego nie ma obowiązującej liczby dla wszystkich. W instalacjach, które przechodzą z pomp o stałej prędkości na nowoczesny sprzęt o odpowiedniej wielkości, zwrot jest zwykle szybki, ale jedynym właściwym sposobem sprawdzenia jest pomiar zużycia przed i po oraz zastosowanie wzoru oszczędności na podstawie własnych danych.
Co pozwala zaoszczędzić najwięcej w systemie kontroli temperatury?
W większości przypadków pompa o zmiennej prędkości, ponieważ pobierana moc znacznie rośnie wraz z prędkością, a dostosowanie jej do niezbędnego natężenia przepływu zmniejsza zużycie nieproporcjonalnie. Następnie następuje prawidłowe dobranie rozmiaru i redukcja wyposażenia poprzez dystrybucję przepływu.
Czy termoregulator wody lub oleju zużywa więcej?
Woda w swoim zakresie roboczym lepiej przekazuje ciepło i zwykle zużywa mniej, dlatego zaleca się stosowanie wody ze zbiornika lub pod ciśnieniem, gdy tylko pozwala na to temperatura procesu, oraz rezerwowanie oleju na temperatury, których woda nie osiąga.
Czy izolacja węży pomoże?
Tak, szczególnie w wysokich temperaturach, gdzie straty ciepła przez węże szybko rosną. Skrócenie ich poprzez umieszczenie sprzętu w pobliżu maszyny, oprócz ich odizolowania, zmniejsza straty i naprężenia na pompie.
Czy mogę zmniejszyć liczbę termoregulatorów w mojej instalacji?
W wielu przypadkach tak. Przy odpowiedniej dystrybucji przepływu i monitorowaniu, to, co wcześniej wymagało kilku urządzeń, może być zasilane i kontrolowane w zrównoważony sposób, utrzymując stabilność procesu i obniżając całkowite zużycie.
Mamy obliczyć Twoje oszczędności?
W MARSE produkujemy termoregulatory wody i oleju od 1978 roku, a ponad 80 000 jednostek zainstalowano w ponad 70 krajach. Jeśli chcesz wiedzieć, ile możesz zaoszczędzić w swojej instalacji, opowiedz nam o swoim procesie, godzinach pracy i bieżącym zużyciu, a my pomożemy Ci oszacować zwrot na podstawie Twoich danych.
Porozmawiaj z technikiem MARSE lub napisz do marse@marse.es.
Powiązane lektury: termoregulatory do form wtryskowych · wapno i kamień w obwodzie formy · łączność i Przemysł 4.0.