Economize energia com sistemas de refrigeração a água eficientes Economize energia na planta automotiva convertendo as máquinas-ferramenta em sistemas eficientes de refrigeração a água

HYDAC - sua parceira para soluções de refrigeração com eficiência energética para máquinas

4 minutos de leitura

Case de sucesso do Cliente Engenharia de Fluidos Máquinas-ferramentas Gerenciamento Térmico

Economize energia na indústria automotiva convertendo as máquinas-ferramenta em sistemas eficientes de refrigeração a águaA HYDAC é sua parceira em soluções energeticamente eficientes para refrigeração de máquinas-ferramenta

Por conta do tema da proteção climática, a indústria automotiva vem enfrentando grandes desafios. Com a indústria em estado de mudança e a conversão gradual para a eletromobilidade, vem aumentando a pressão para tornar toda a cadeia de suprimentos mais sustentável. A questão chave é reduzir o impacto ambiental de cada componente e de cada veículo produzido. Não só a compra de energia verde precisa ser otimizada, mas também a redução do consumo de energia, o uso de água e outros meios, resíduos, emissões de CO2 e emissões de solventes em toda a cadeia de valor.

Eficiência energética, conservação de recursos e otimização de custos para máquinas-ferramenta com a abordagem da Engenharia de Fluidos da HYDAC

Nosso cliente é um dos maiores fabricantes automotivos da Alemanha. O trabalho envolveu otimizar a energia das máquinas-ferramenta em uma das fábricas do cliente e reduzir os custos de energia. Além disso, essas otimizações também deviam ser incorporadas em novas máquinas.

O sistema de ar condicionado da fábrica não foi projetado para a operação de máquinas adicionais e não poderia atender à temperatura máxima permitida do prédio em caso de expansão. O aquecimento do edifício da máquina deveria ser evitado. Em vez de expandir a unidade de ar condicionado, nosso cliente optou por uma solução que envolveu uma maior consciência ambiental. O circuito de resfriamento a água que já existia na fábrica deveria ser ampliado e utilizado para o resfriamento dos acionamentos de resfriamento a fluido e resfriamento parcial do painel elétrico.

O cliente escolheu a HYDAC como uma parceira qualificada em tecnologia e definiu os seguintes objetivos para a solução de resfriamento:

  • Economia de energia de pelo menos 20%

  • Amortização dentro de um ano a um ano e meio

  • Redução das despesas com serviços de tecnologia de refrigeração

  • Redução de resíduos através da redução do consumo de refrigerante

  • Redução da transmissão de calor para o prédio da fábrica

  • Redução de ruídos

  • Menos espaço necessário nas plantas de produção

Os especialistas em Engenharia de Fluídos da HYDAC realizaram várias análises na indústria automotiva. Com base nos resultados, foi recomendado converter as máquinas com unidades de refrigeração para sistemas compactos de fluido-água FWKS. Esses sistemas devem ser conectados ao circuito de água de refrigeração da fábrica para atingir os objetivos definidos pelo fabricante de automóveis.

As soluções de produtos HYDAC

A conexão das máquinas-ferramenta à rede externa de refrigeração a água permitiu a possibilidade de substituir as unidades de refrigeração existentes por sistemas de refrigeração de fluido-água da série HYDAC FWKS. O FWKS constitui um circuito intermediário entre o abastecimento de água para o resfriamento e o consumidor. O tanque do FWKS contém água-glicol, que é bombeada para o consumidor, absorvendo o calor. Ao retornar ao sistema de refrigeração, ele flui através de um trocador de calor de placas, onde é resfriado pelo sistema de refrigeração a água da fábrica.

O circuito intermediário do sistema FWKS tem duas vantagens principais: primeiro, a qualidade do fluido refrigerante está em um nível consistentemente alto e a proteção contra corrosão é fornecida o tempo todo. Além disso, a pressão e a vazão necessárias são garantidas, mesmo que a pressão do abastecimento de água de refrigeração da fábrica flutue ou seja muito baixa.

As máquinas que requerem potência de refrigeração de até 5 kW foram convertidas para a solução FWKS-0, e para potências acima de 5 kW foram utilizados os tamanhos FWKS-2 e FWKS-3.

Os sistemas HYDAC FWKS já economizam muito mais energia do que as unidades de refrigeração que geralmente são utilizadas em máquinas-ferramenta. Para reduzir ainda mais o consumo de água de refrigeração, os sistemas podem ser equipados com válvulas de controle de água, que por sua vez são controladas mecanicamente ou eletronicamente:

  • Válvulas proporcionais controladas mecanicamente não requerem uma conexão elétrica adicional. Elas podem ajustar o volume de água de resfriamento para permitir que a água-glicol a montante do consumidor permaneça em um valor fixo, com um desvio de ± 2 K. Isso significa que para uma temperatura de alimentação ajustada para 30 °C, a temperatura da água-glicol pode variar dentro de uma faixa de 28–32 °C.
  • Com válvulas proporcionais ajustadas eletronicamente, é possível o controle diferencial de temperatura com variação de ± 0,5 K. A temperatura de água-glicol é baseada na temperatura do leito da máquina. Dessa forma, ela aumenta ou diminui de acordo com o desempenho do consumidor e a temperatura ambiente, oscilando em uma faixa de 0,5 K em relação à temperatura de referência. Flutuações de temperatura que podem afetar a precisão da máquina são, portanto, evitadas em todos os casos.

O resultado

No teste executado na fábrica do cliente, oito máquinas-ferramenta foram convertidas inicialmente com sucesso. Quatro variantes de FWKS foram configuradas e usadas como dispositivos de série personalizados. Após o teste bem-sucedido, mais 140 máquinas foram convertidas e, na etapa seguinte, mais 80 máquinas.

Para garantir que o novo padrão de resfriamento também seja especificado para máquinas novas, as soluções HYDAC FWKS foram estabelecidas na especificação de requisitos de produtos corporativos do fabricante automotivo alemão. Os fabricantes de máquinas fornecedores agora utilizam sistemas de resfriamento de fluido HYDAC em sua linha de produção.

Citação de especialista da HYDAC:

“A indústria automotiva está focada na redução de custos, otimização de recursos e produção com eficiência energética, trabalhando para um fornecimento de energia neutro em CO2.”

A conversão do sistema de resfriamento traz as seguintes vantagens:

Conservação de recursos

Conservação de recursos

Não são necessários CFCs ou refrigerantes. A tecnologia de válvula proporcional também garante que a água de resfriamento seja usada apenas quando necessário. Isso significa que o impacto desnecessário na rede de água de resfriamento é evitado.

Redução de custos

Otimização de custos

Custos mais baixos de compra e serviço em comparação com as unidades de resfriamento que foram usadas originalmente. Os custos de serviço externo comissionado para tecnologia de resfriamento foram significativamente reduzidos. A equipe de manutenção mecânica interna da fábrica pode realizar a manutenção, pois não é necessário treinamento especial em tecnologia de resfriamento.

Tempo de amortização rápido

Amortização rápida

A otimização de custos reduz o tempo de amortização do investimento.

Modularidade

Soluções de sistema flexíveis

Expansões modulares e personalizadas das soluções são possíveis em qualquer data posterior.

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