Zachovejte chladnou hlavu – díky modernizaci vybavení

Systémy chlazení kapalina/voda pro energeticky efektivní chlazení chladicí kapaliny a vřetena v obráběcích centrech.

15/09/2021 4 min. doba čtení

Obráběcí stroje Příběh o úspěchu zákazníka Fluidní inženýrství

Prevence poruch strojů způsobených teplem

Klimatické změny mají na svědomí rostoucí počet vln veder po celém světě, které mají vážné zdravotní a ekonomické důsledky. V takových horkých dnech je to pro výrobní podniky zvláště náročné. Nejenže je potřeba při stoupajících teplotách ve výrobních halách zajistit chlazení pro pracovníky, ale horko může vést i k poruchám obráběcích strojů.

Obráběcí stroje mohou pracovat s požadovanou přesností jen do určitých teplotních limitů. Problémy působí především extrémně vysoké teploty a jejich kolísání. Majitelé strojů se musí potýkat s rostoucím počtem prostojů a s tím spojených vyšších nákladů. Náklady se mohou v jednotlivých odvětvích lišit a mohou pro provozovatele znamenat velkou finanční zátěž.

Vyšší dostupnost zařízení a úspora nákladů díky přístupu společnosti HYDAC k technologii kapalin

Náš zákazník zabývající se výrobou litých prototypů provozuje ve svém výrobním závodě 18 obráběcích strojů. Výrobní hala není klimatizovaná a v horkých letních měsících docházelo v průměru k deseti dnům prostojů strojů ročně. Důvodem byly vysoké teploty na hale způsobení samotnými stroji, jejich chladicími systémy, a také letními vedry.

Nástrojová vřetena, motory a chladicí systémy obráběcích strojů byly obvykle chlazené chladicími jednotkami se vzduchem chlazeným kondenzátorem. Během provozu tyto jednotky odváděly do okolního vzduchu obrovské množství tepla. To se snažili napravit větráním, které ale vedlo jen k velkým výkyvům teplot, což ještě víc zhoršovalo přesnost strojů. Nebylo možné dodržovat požadované výrobní tolerance a stroje bylo nutné vypnout.

Výrobce se nám s tímto problémem svěřil a požádal odborníky ze společnosti HYDAC o pomoc. Při analýze na místě jsme zjistili, že nejlepším řešením tohoto problému s teplotou bude převedení strojů na vodou chlazené chladicí systémy, které dlouhodobě zvýší dostupnost systému a sníží výsledné náklady.

Zákazník se rozhodl upravit 16 chladicích systémů na rozdělovač chlazení kapalin WTRE od společnosti HYDAC a u dalších 6 strojů přistoupil k chlazení vřeten s využitím systému FWKS od společnosti HYDAC (systém chlazení kapalina/voda). Požadovaný přívod studené vody do výrobní haly s odpovídajícím potrubím zajistil externí partner.

WTRE, rozdělovač chlazení kapalin HYDAC

Rozdělovač chlazení kapalin WTRE společnosti HYDAC, který se používá k chlazení systémů chladicích kapalin, se skládá z deskového výměníku tepla s uzavřenou elektronickou regulací a kulového ventilu, který řídí množství studené vody. Vše je instalováno v kompaktním pouzdře, které umožňuje jednoduché napojení na spotřebič a přívod studené vody.

Externí čerpadlo žene chladicí kapalinu přes deskový výměník tepla. Senzor detekuje teplotu, elektronická řídicí jednotka vyhodnocuje data a prostřednictvím regulačního kulového ventilu řídí množství studené vody tak, aby teplota chladicí kapaliny byla udržována na konstantní pevné dané hodnotě bez ohledu na okolní teplotu. Kolísání výkonu spotřebiče, kdy se zpět do chladiče vrací chladicí kapalina o vyšších teplotách, ani kolísání teploty studené vody již není problémem, protože obojí vyrovnává regulace v uzavřené smyčce.

Jak řekl odborník ze společnosti HYDAC:

„Systém WTRE je jednoduché a chytré řešení. Původní chladicí jednotka, která je už elektronicky součástí systému, zůstane na místě a čerpadlo chladicí jednotky žene chladicí kapalinu přes WTRE. Tím se sice neušetří místo, ale sníží se náklady i míra hluku, stejně jako množství tepla, které uniká do haly.“

Systém chlazení kapalina/voda FWKS

U šesti strojů bylo chlazení vřetena vyřešeno systémem chlazení kapalina/voda od společnosti HYDAC. FWKS tvoří meziokruh mezi přívodem studené vody a spotřebičem. Nádrž obsahuje vodu a glykol, které jsou čerpány ke spotřebiči (v tomto případě k vřetenům), kde pohlcují teplo. Při návratu zpět do chladicího systému protéká tato směs přes deskový výměník tepla, kde se ochlazuje vlastní studenou vodou z elektrárny, a teprve pak teče do nádrže.

Meziokruh systému FWKS má dvě hlavní výhody:

Chladicí kapalina pro chlazení vřeten má stálou vysokou kvalitu a za všech okolností je zaručena ochrana proti korozi.
Požadovaný tlak a průtok jsou zaručeny, i když tlak v přívodu studené vody kolísá nebo je obecně příliš nízký.

Jak řekl odborník ze společnosti HYDAC:

„Chladicí systém FWKS, který používáme, je malý, kompaktní systém s neuvěřitelným výkonem. Protože se jedná o standardní produkt, jeho zapracování je rychlé a přímočaré.“

Výsledek

Po úspěšné modernizaci dochází k odvodu většiny odpadního tepla prostřednictvím přívodu studené vody. Od přechodu na vodní chlazení pracují stroje bez problémů i v horkých letních dnech.

Společnost teď ušetří náklady až za deset dní prostojů ročně, takže investice do řešení modernizace se vrátí do 1,5 roku. Kromě toho se výrazně sníží náklady na energii. I když bylo nutné zavést dodatečný přívod vody, který systém vyžaduje, šetří kapalinové chladicí systémy mnohem více energie než chladicí jednotky.

Výrazně se zlepšilo klima ve výrobní hale a pracovní podmínky zaměstnanců. Kapalinové chladicí systémy neprodukují žádné další teplo a nezvyšují tak teplotu na hale. Hladina hluku je navíc nižší, protože místo ventilátorů a proudění vzduchu dělá hluk jen čerpadlo.

Díky našim flexibilním systémovým řešením může zákazník později k centrálnímu chladicímu okruhu připojit i další stroje.

Výhody kapalinových chladicích systémů společnosti HYDAC

Dostupnost systémů

Je zajištěna přesnost obrábění.

Energetická efektivita

Instalace kapalinových chladicích systémů namísto chladicích jednotek znamená až 30% úsporu energie. Odpadní teplo je navíc podle potřeby možné využít pro jiné účely.