ecodrive Herzlich Willkommen Herr Röders TecPart - Verband Technische Kunststoff-Produkte e.v. Herr Dr. Jahn Herr Weigelt

Transkript

1 Herzlich Willkommen Herr Röders TecPart - Verband Technische Kunststoff-Produkte e.v. Herr Dr. Jahn Herr Weigelt

2 Hybridspritzgießmaschinen Willkommen zum Dialog Antriebstechnik im Vergleich

3 Antriebstechnik und Energieverbrauch vollelektrische Antriebstechnik vollhydraulische Antriebstechnik Hybridtechnologie Servohydraulik ECODRIVE

4 Was empfiehlt der Spritzgießmaschinen Hersteller.? > Ihr Stromverbrauch ist zu hoch Sie sollten sparen! > Reduzieren Sie Ihren Stromverbrauch um bis zu minus 50%...und mehr! > und bezahlen Sie nur 30% mehr dafür Wer steht danach eigentlich auf der Gewinnerseite? Verkäufer Kunde

5 Wie hat sich die Antriebstechnik entwickelt? Optimierungspotentiale - Verlustleistung - Wirkungsgrad - Leerlaufverluste

6 Hydraulik - Evolutionsstufen Konstantpumpe Stand der Technik!? Regelpumpe hydraulisch P/Q Energieverbrauch Regelpumpe elektrisch EHV Servohydraulik

7 Der Wirkungsgrad hydraulischer und elektrischer Antriebssysteme

8 Der Richtige Ansatz!

9 Potentiale!

10 das System P U Servo Controller Standard-Hydraulik (EHV) Asynchronmotor EHV-Pumpe Konstante Drehzahl Öltemperatur: 45 C Konstant Pumpe M S U Servomotor Innenzahnradpumpe Ausführungsvarianten SHV1 Pumpe 1 SHV2 Pumpe 1 Pumpe 2 Drehzahl gemäß Geschwindigkeit der Maschinenbewegungen Niedrige Öltemperatur Formöffnen/-schließen X X Geringe Wärmeabfuhr Auswerfer X X Kernzug X X Düse X X

11 ENGEL victory-baureihe von 28 bis 600 to Solider Maschinenbau mit exzellenter Werkzeugeinbausituation Exzellente Plattenparallelität durch patentiertes FlexLink holmloses, hydraulisches Maschinenkonzept mit Servoantrieben Spritzeinheit hydraulisch in Kurzbauweise, schwenkbar Schließeinheit holmlos, hydraulisch Steuerung CC200 A02 mit intuitiv gestaltetem Touch Screen und Integration von Robottechnik Netzwerkfähig Servomotor und Innenzahnradpumpe modular ausbaufähig

12 ENGEL ENGEL Ecodrive verwendet Konstantpumpen, die über einen Servomotor angetrieben werden. Das System ist eine Neuentwicklung und nähert sich hinsichtlich der Energieeffizienz einer vollelektrisch angetriebenen Maschine.

13 Energiebewusstsein in der Spritzgiessbranche?

14 Energieverbrauch Testreihe e-motion 310/100 - mit Hydraulikaggregat Gr.I (EHV-Pumpe) e-victory 310/120 - mit Doppelpumpe victory 330/120 power - mit Doppelpumpe victory 330/120 power - mit Doppelpumpe EHV Alle Vergleichsmessungen mit gleicher Größe der Schließeinheit mit gleicher Größe der Spritzeinheit mit der gleichen Plastifiziereinheit mit dem selben Werkzeug mit Parallelbewegung des Kernzug

15 Energieverbrauch ohne Kernzug > Spezifische Energie [kwh/kg] 0,350 e-motion 0,390 e-victory 0,440 victory 0,693 victory EHV > Energieeinsparung im Vergleich zu victory EHV - 49 % bei e-motion - 44 % bei e-victory - 37 % bei victory

16 Energieverbrauch mit Kernzug > Spezifische Energie [kwh/kg] 0,452 e-motion + Hyd. Agg. 0,415 e-victory 0,465 victory 0,722 victory EHV > Energieeinsparung im Vergleich zu victory EHV - 37 % bei e-motion + Hyd. Agg % bei e-victory - 36 % bei victory

17 Energieverbrauch mit Kernzug > Energiekosten in Stunden (Preis 1 kwh: 0,08) Virtueller Teil OHNE Kernzug Energie pro 6000 h Kosten pro 6000 h Ersparnis 515,- pro Jahr e-motion kwh 2.012, ,- e-victory mit kwh 2.244, ,- victory mit kwh 2.527, ,- victory mit EHV - Pumpen kwh 3.982,- +/- 0,- Fitting MIT Kernzug Energie pro 6000 h Kosten pro 6000 h Ersparnis 74,- pro Jahr e-motion mit Hydraulik - Aggregat kwh 2.597, ,- e-victory mit kwh 2.388, ,- victory mit kwh 2.671, ,- victory mit EHV - Pumpen kwh 4.150,- +/- 0,-

18 Werkzeug: 4-fach Doppelbügel PS schwarz 35 To Engel 50 To Zykluszeit [s] Schußgewicht [g] Materialdurchsatz [kg/h] / ,00 21,41 5,14 VC 200/50 / ,00 21,45 5,15 ENERGIEVERBRAUCH Wirkenergie [kwh] Wirkenergie [kwh] Antriebsleistung[kWh/h] Heizungsenergie [kwh/h] Steuerungsenergie [kwh/h] Gesamtenergie [kwh/h] Spez. Energie [kwh/kg] Gesamtenergie [%] 11 KW 4,9 KW nicht berücksichtigt 4,887 0, ,00 15 KW 6,2 KW nicht berücksichtigt 3,728 0,724 76,287

19 Maschinenvergleichstest intern ENGEL victory 750/160 Tech SHV1 CC200 A.-Nr /009, Ma.-Nr.: , Baujahr 2010 ENGEL victory 750/150Tech HV1 CC200 A.-Nr /027, Ma.-Nr.: 52279, Baujahr 2006 ENERGIEVERBRAUCH BEI PRODUKTION Verschraubung 4-fach / PP natur + 3 % MB schwarz / 153,7 g / 47,4 s

20 Maschinenvergleichstest Zykluszeitanalyse / Produktionsdaten BEMERKUNG ZYKLUSZEITANALYSE svc750/160ecodrive Tech SHV1 CC200 VC750/150 Plus HV1 CC200 VC750/150 Plus HV1 CC200 Schließen [s] 2,37 2,37 2,37 Anpressen [s] 1,76 1,76 1,76 Einspritzen [s] 3,97 3,97 3,97 Nachdruck [s] 17,00 17,00 17,00 Kühlzeit [s] 20,00 20,00 20,00 Dosieren [s] 13,75 13,75 13,75 Öffnen [s] 1,63 1,63 1,63 Auswerfen [s] 0,67 0,67 0,67 Kernzüge [s] 0,00 0,00 0,00 Entformen [s] 1,17 1,17 1,17 Zykluszeit [s] 47,36 47,36 47,36 Werkzeug Verschraubung 4-fach Verschraubung 4-fach Verschraubung 4-fach Werkstoff PP natur + 3 % MB schwarz, NAO1, INCOS PP natur + 3 % MB schwarz, NAO1, INCOS PP natur + 3 % MB schwarz, NAO1, INCOS Gesamtgewicht 153,68 g / Teilegewicht 146,84 / Anguss 6,84 g 153,68 g / Teilegewicht 146,84 / Anguss 6,84 g 153,68 g / Teilegewicht 146,84 / Anguss 6,84 g Massezylinderabdeckung Lochblech Lochblech Lochblech Massezylinderisolierung ja nein nein Massezylinderheizbänder keram. Segmentheizbänder keram. Segmentheizbänder keram. Segmentheizbänder Massezylindertemperatur SW 210/210/210/205/200 C SW 210/210/210/205/200 C SW 210/210/210/205/200 C Traversentemperatur SW 45 C SW 45 C SW 45 C Öltemperatur SW 35 C / IW 30 C SW 35 C / IW 30 C SW 35 C / IW 30 C Werkzeugtemperatur SW 14 C SW 14 C SW 14 C Werkzeugkühlung ENGEL Werkzeugkühlung Schliesskraft 1000 kn 1000 kn 1000 kn Öffnungshub 310 mm 310 mm 310 mm Schneckendurchmesser 50 mm, LD20, G1, N mm / LD mm / LD 20 Machinenverschlussdüse mechanische Verschlussdüse mechanische Verschlussdüse mechanische Verschlussdüse Spritzprotokoll-Nr. 9131

21 Maschinenvergleichstest Energieverbrauch / Spezifischer Energieverbrauch svc750/160ecodrive Tech SHV1 CC200 VC750/150 Plus HV1 CC200 VC750/150 Plus HV1 CC200 A.-Nr.: 11116/009 / Ma.-Nr.: / Baujahr 2010 A.-Nr.: 11324/027 / Ma.-Nr.: / Baujahr 2004 A.-Nr.: 11324/027 / Ma.-Nr.: / Baujahr 2004 Zykluszeit [s] 47,36 47,36 47,36 Schußgewicht [g] 153,68 153,68 153,68 Materialdurchsatz/Stunde [kg/h] 11,68 11,68 11,68 ENERGIEVERBRAUCH / Stunde Wirkenergie / Stunde[kWh/h] Wirkenergie / Stunde[kWh/h] Wirkenergie / Stunde[kWh/h] svc750/160ecodrive Tech SHV1 CC200 VC750/150 Plus HV1 CC200 VC750/150 Plus HV1 CC200 mit Massezylinderisolierung mit Massezylinderisolierung ohne Massezylinderisolierung Antriebsenergie [kwh/h] 3,468 7,800 7,800 Heizungsenergie [kwh/h] 1,692 1,692 2,700 Ölfiltrationsantriebsenergie [kwh/h] 0,150 0,600 0,600 Steuerungsenergie [kwh/h] 0,374 0,500 0,500 Gesamtenergie [kwh/h] 5,683 10,590 11,600 Spez. Energie [kwh/kg] 0,486 0,907 0,993 Mittlerer Geamtwirkfaktor cosphi 0,97 Mittlerer Gesamtleistungsfaktor Lambda 0,80 INSTALLIERTE LEISTUNG Antrieb [kw] 26,40 30,00 30,00 Heizung [kw] 15,80 15,35 15,35 Ölfiltrationsantrieb [kw] 0,37 1,50 1,50 MITTLERER LEISTUNGSBEDARF in % von der INSTALLIERTEN LEISTUNG Antriebsenergie [%] 13,1 26,0 26,0 Heizungsenergie [%] 10,7 11,0 17,6 Ölfiltrationsantriebsenergie [%] 40,5 40,0 40,0

22 Anteiliger Energieverbrauch Energieverbrauch [kwh/h] Spez.Energieverbrauch [kwh/kg] Energieverbrauch svc750/160tech ecodrive SHV1 CC200 vs. VC750/150Plus HV1 CC200 Produktion Verschraubung 4-fach / PP natur + 3% MB schw arz / 153,7 g / 47,4 s Antriebsenergie [kwh/h] Heizungsenergie [kwh/h] Ölfiltrationsantriebsenergie [kwh/h] Steuerungsenergie [kwh/h] Anteiliger Energieverbrauch Gesamtenergie [kwh/h] s VC750/160eco Drive Tech SHV1 CC200 mit Mas s ezylinderis o lierung VC750/150 P lus HV1 CC200 mit Mas s ezylinderis o lierung VC750/150 P lus HV1 CC200 o hne Mas s ezylinderis o lierung Spez. Energie [kwh/kg] VC750/160 Tech SHV1 Antriebsenergie 3,47 kwh/h VC750/150 Tech HV1 Antriebsenergie 7,80 kwh/h Antriebsenergieeinsparung 56 % in Bezug auf VC750/150Tech HV1

23 Maschinenvergleichstest intern ZUSAMMENFASSUNG ENERGIEVERBRAUCH Maschine Produktion Verschraubung 4-fach / PP natur + 3 % MB schwarz / 153,7 g / 47,4 s MASCHINE VC750/160 Tech SHV1 VC750/150 Tech HV1 Antriebsenergie / Stunde [kwh/h] 3,468 7,800 Gesamtenergie / Stunde [kwh/h] 5,683 (mit Massezylinderisolierung) 10,59 (mit Massezylinderisolierung) Spezifische Energie [kwh/kg] 0,486 0,907 Enorme Antriebsenergieeinsparung mit neuem Antriebskonzept ENGEL VC- 4,33 kwh/h oder -56 %.

24 Maschinenvergleichstest intern ZUSAMMENFASSUNG ENERGIEVERBRAUCH Massezylinder Produktion Verschraubung 4-fach / PP natur + 3 % MB schwarz / 153,7 g / 47,4 s Massezylinderheizungsenergie - Heizungsenergieeinsparung mit Wärmedämmmatten Heizungsenergie / Stunde ohne Wärmedämmmatten Heizungsenergie / Stunde mit Wärmedämmmatten 2,70 kwh/h 1,69 kwh/h Heizungsenergieeinsparung / Stunde 1,01 kwh/h 37,5 % ca. 50 C Segmentwärmedämmmatte Massezylinderisolierung Thermogramm Massezylinderisolierung

25 Potentiale Massezylinderisolierung

26 Wann rechnet sich ein Isoliersystem?

27 Maschinenvergleichstest intern ZUSAMMENFASSUNG ENERGIEVERBRAUCH Ölfiltrationsantrieb Produktion Verschlüsse 4-fach / PP natur + 3 % MB schwarz / 153,7 g / 47,4 s MASCHINE VC750/160 Tech SHV1 VC750/150 Tech HV1 ÖLFILTRATIONSANTRIEB Installierte Leistung [kw] 0,37 NEU!!! 1,5 Energieverbrauch [kwh/h] 0,15 0,60 Energieeinsparungspotential [%] - 75 ÖLTEMPERATUR MASCHINE Öltemperatur-Sollwert 45 C VC750/160 Tech SHV1 Öltemperatur-Istwert 32,5 C (keine Ölkühlung erforderlich)

28 Sekundärenergiebedarf Weiterhin ergeben sich nochmals deutliche Einsparungen wenn man berücksichtigt, dass Ecodrive + servomotorisches Dosieren grundsätzlich weniger Hydrauliköl umwälzt. Diese Öl muß durch externe Kühlungen nicht abgekühlt werden. Überschlagsmäßig kann man davon ausgehen, dass 25-30% der benötigten Leistung in Wärme umgewandelt werden. Diese Wärme muß mittels energieintensiver Kühlanlagen abgekühlt werden. Diese Sekundäreffekte ergeben nochmals ein zusätzliches Einsparpotential im Bereich von 5-10% mit Hilfe von Ecodrive plus Servomotor.

29 bei Maschinen mittlerer Schließkraftgröße Höhere Pumpendrehzahl (3000 U/min) Dadurch kleinere nur halb so große Pumpen, dadurch deutlich besserer Wirkungsgrad und geringere Kosten. Energieeinsparung bis zu 50% (Zyklus- und Produktabhängig) Kosteneinsparung Kühlwasser für Hydraulik: bis zu 100% Reduzierte Lärmentwicklung bis zu 5 db Öl-Standzeiten Lebensdauerfüllung bis zu 8 Jahre möglich

30 Fazit: Ecodrive ist die Alternative zur vollständig servoelektrisch angetriebenen Spritzgießmaschine. Dies gilt insbesondere dann, wenn im großen Schließkraftbereich vollständig servoelektrische Spritzgießmaschinen nicht verfügbar sind, oder Hydraulikfunktionen für Werkzeugnebenbewegungen benötigt werden. Der geringe Mehrpreis von amortisiert sich in kürzester Zeit Aufgrund der einfachen Mechanik im Vergleich zu verstellbaren Regelpumpen sind höhere Verfügbarkeiten zu erwarten. Ecodrive Pumpen sind darüber hinaus weniger anfällig gegen Ölverschmutzungen. Durch Ecodrive können deutliche kleinere Kälteanlagen verwendet werden, die die Energiebilanz nochmals deutlich minimieren.

31 Zusammenfassung der Vorteile Gesamtmaschine ENGEL mit servohydraulik Energievorteile vergleichbar einer vollelektrischen Maschine! Sehr leise Niedrige Wärmebelastung Keine Luftverwirbelung Geringster Kühlwasserverbrauch (Verzicht von Ölkühlern) Hohe Flexibilität durch Hydraulik on board Beste Voraussetzungen für hydraulische Kernzüge hydraulische Heißkanaldüsen hydraulische Schnellspannsysteme Energiesparende Produktion mit allen Vorteilen der Holmlostechnologie

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34 Ausblick in die Zukunft: > Die energieintensive Spritzgußindustrie wird sich in den nächsten Jahren auch einem verstärkten Kostendruck durch die CO2-Bilanz aussetzen. Frankreich hat bereits eine CO2-Steuer beschlossen. Auf europäischer Ebene wird das Projekt zur Zeit diskutiert als Alternative zur bisherigen Mindestbesteuerung für Primärenergie. Es steht zu erwarten, dass eine Umsetzung auch aufgrund der knappen Haushaltslagen bevorsteht. (Suchbegriff: Klimaschutzsteuer) Kommission will Einheits-Klimasteuer Die EU-Kommission will nach dem Kopenhagener Klimaschutzgipfel die Einführung einer einheitlich in der EU gültigen Klimaschutzsteuer vorschlagen. Alle Energieverbraucher sollen für den beim Heizen oder Autofahren produzierten Ausstoß von Kohlendioxid zur Kasse gebeten werden.

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!