冷却の維持 - レトロフィットの効果
マシニングセンターの高エネルギー効率冷却材およびスピンドル冷却用の流体／水冷システム。
熱による機械の故障を防ぐ
気候変動により世界中で熱波が増加し、健康と経済に深刻な影響を与えています。こうした暑い日々は、製造業にとっては特に大変です。気温が上昇する中、作業者は生産ホールで冷静さを保たなければならないだけでなく、高温は工作機械の故障にもつながります。
工作機械は、特定の温度限界まで必要な精度で稼働し続けることができます。過度な温度、何よりも温度変動はトラブルの原因になります。機械の所有者は、増加するダウンタイムに対処し、それに伴って増加するコストを負担しなければなりません。コストは業種によって異なり、事業者に大きな経済的負担を強いる可能性があります。
HYDAC 流体工学アプローチでプラントの可用性を高め、コストを削減
当社のお客様である鋳造試作品メーカーの生産現場では、18 台の工作機械が稼動しています。生産ホールにはエアコンがなく、夏の暑い時期には、機械のダウンタイムは年間平均 10 日間になっていました。その理由は、機械自体とその冷却システムによって生じるホール内の高い周囲温度と、夏の暑さでした。
工作機械の工具主軸、モーター、クーラントシステムは、主に空冷式コンデンサーを備えた冷却ユニットで冷却されていました。稼働中、これらのユニットにより大量の熱が周囲の空気中に放散されていました。この状況を換気で是正しようとした結果、温度変化が激しくなり、機械の精度がさらに低下してしまいました。求められる製造公差を守れなくなり、機械の電源を切らなければならなくなりました。
メーカーはこの問題を提示して、HYDAC の専門家に援助を求めました。現場での分析の結果、この温度問題に対する最善の解決策は、機械の冷却システムを水冷式に変えることで、長期的にシステムの稼働率を上げ、結果としてコストを削減することであることがわかりました。
このお客様は、16 台のクーラントシステムを HYDAC の流体冷却ディストリビュータ WTRE に、さらに 6 台の機械を HYDAC FWKS (流体／水冷却システム) を使用したモータースピンドル冷却に変更することを決定しました。生産ホールに必要な冷水の供給とそれに対応する配管は、外部のパートナーが手配しました。
WTRE、HYDAC 流体冷却ディストリビュータ
クーラントシステムの冷却に使用される HYDAC 流体冷却ディストリビュータ WTRE は、閉ループ電子制御のプレート式熱交換器と冷水量を制御するボールバルブで構成されています。これらすべてをコンパクトな筐体に収めることで、消費者や冷水供給までのシンプルな配管が可能になりました。
外部ポンプにより、プレート式熱交換器にクーラントが搬送されます。センサーが温度を検知し、電子コントローラがそのデータを評価し、制御ボールバルブを介して冷水量を制御することで、冷却水の温度を周囲温度に関係なく一定の値に保つことができます。冷却器への戻り温度上昇に伴う消費電力の変動や、冷水温度の変動も、閉ループ制御でバランスを取るため、もはや問題ではありません。
HYDAC の専門家の言葉から引用:
「WTRE システムは、シンプルでスマートなソリューションです。システムに電子的に統合されている元の冷却ユニットはそのままに、冷却ユニットのポンプが WTRE を介して冷却水を搬送します。省スペースにはなりませんが、これによりコストや騒音が低下し、ホール内の放熱量が減少します。」
流体／水冷システム FWKS によるスピンドル冷却
6 台の機械では、スピンドル冷却が HYDAC 液体／水冷システムに変更されました。FWKS は、冷水供給とコンシューマとの間の中間回路を構成します。タンクには水グリコールが入っており、コンシューマ (この場合はスピンドル) にポンプで送られ、そこで熱を吸収します。冷却システムへの戻りフローでは、プレート式熱交換器を通り、工場内の冷水で再冷却された後、タンクへ流れます。
FWKS システムの中間回路には、以下の 2 つの大きな利点があります。
- スピンドルを冷却するクーラントは常に高い品質を保ち、腐食防止が保証されています。
- 冷水供給の圧力が変動したり、一般に低すぎる場合でも、必要な圧力と流量が保証されます。
HYDAC の専門家の言葉から引用:
「当社が使用している FWKS 冷却システムは、小規模でコンパクトなシステムでありながら、驚くほどの出力を備えています。標準製品として、迅速かつ簡単な処理が容易になります。"
結果
レトロフィットに成功すると、廃熱の大部分が冷水供給を介して放熱されます。水冷化してからは、夏の暑い日でも機械自体がスムーズに稼働しています。
年間最大 10 日のダウンタイムのコストを削減できるため、レトロフィットソリューションへの投資を 1.5 年以内に回収できます。そのうえ、エネルギーコストも大幅に削減できます。流体冷却システムは、冷水の供給が追加で必要であるにもかかわらず、冷却ユニットよりもはるかに多くのエネルギーを節約できます。
生産ホールの温度環境や従業員の労働条件も大幅に改善されました。流体冷却システムは放熱量が少なく、ホール内の熱を増やしません。さらに、ファンや空気の流れの代わりに、ポンプだけが音を出すようになり、騒音レベルも低下しました。
当社の柔軟なシステムソリューションにより、お客様は追加の機械を後から中央冷却回路に自由に接続できます。
HYDAC 流体冷却システムの利点
システム稼働率
加工精度が保証されます。
エネルギー効率
冷却ユニットの代わりに流体冷却システムを導入すれば、エネルギーを最大 30% 節約できます。 さらに、その廃熱を必要に応じて他の用途に利用することも可能です。
機械の故障
熱によるダウンタイムとそれに伴うコストを削減します。
コストの最適化
熱によるダウンタイムのコストが削減され、廃熱を利用できるようになります。
投資回収期間の短縮
ダウンタイムのコストを削減することで、投資回収期間を短縮できます。
システム耐用年数の延長
最適な冷却により、システムの耐用年数を延長します。
柔軟なシステムソリューション
モジュールやカスタマイズによるソリューションの拡張がいつでも可能です。
