Maior confiabilidade graças às soluções HYDAC para sistemas de refrigeração

Sistemas de refrigeração fluido/água energicamente eficientes para resfriamento do fuso em centros de usinagem.

10 minutos de leitura

Máquinas ferramentas Referências Engenharia de fluidos

Prevenção de falhas na máquina devido ao calor

As mudanças climáticas estão causando um número crescente de ondas de calor em todo o mundo, com graves consequências econômicas e na saúde. Nesses dias mais quentes, a situação fica complicada para as empresas de manufatura. Além de os trabalhadores precisarem manter a calma nas salas de produção enquanto a temperatura aumenta, o calor excessivo também pode resultar na falha das máquinas e equipamentos.

As máquinas-ferramentas podem continuar a trabalhar com a precisão necessária até determinados limites de temperatura. Calor excessivo, sobretudo com flutuações de temperatura, pode causar problemas. Os proprietários de máquinas têm de lidar com uma quantidade crescente de tempo de inatividade e arcar com os aumentos de custos resultantes. Esses custos podem variar de um setor para outro e podem representar um pesado encargo financeiro para os operadores.

Aumente a disponibilidade da fábrica e reduza seus custos com a abordagem Fluid Engineering da HYDAC

O nosso cliente, um fabricante de protótipos para fundição, opera 18 máquinas-ferramenta em seu local de produção. A sala não é climatizada e, nos meses quentes de verão, havia uma média de dez dias por ano de inatividade da máquina. A razão para isso eram as altas temperaturas ambientes da fábrica, criadas pelas máquinas e seus sistemas de refrigeração, bem como o próprio calor do verão.

Os fusos das ferramentas, motores e sistemas de refrigeração das máquinas-ferramenta eram resfriados principalmente por unidades de refrigeração com um condensador de trocador de calor. Durante a operação, essas unidades dissipavam enormes quantidades de calor para o ar circundante. Foram feitas diversas tentativas de corrigir esta situação com ventilação, resultando em altas flutuações de temperatura, que prejudicaram ainda mais a precisão das máquinas. As tolerâncias de fabricação exigidas não puderam mais ser cumpridas e as máquinas tiveram que ser desligadas.

O fabricante nos apresentou este problema e pediu ajuda aos especialistas da HYDAC. A análise no local mostrou que a melhor solução seria converter as máquinas para sistemas com trocadores de calor refrigerados a água para aumentar a disponibilidade do sistema a longo prazo e reduzir os custos.

O cliente decidiu converter 16 sistemas de refrigeração para o distribuidor de fluidos refrigerantes HYDAC WTRE, assim como seis máquinas para refrigeração do fuso do motor com HYDAC FWKS (sistemas de refrigeração de fluido/água). O fornecimento de água fria necessário e a tubulação correspondente na sala de produção foram providos por um parceiro externo.

WTRE, o distribuidor de fluidos refrigerantes da HYDAC

O distribuidor de fluidos refrigerantes WTRE da HYDAC, utilizado para resfriar os sistemas de refrigeração, é composto por um trocador de calor de placas de circuito fechado, com acionamento por controle eletrônico. O sistema também possui uma válvula de esfera, para controle da vazão de água fria. Tudo isso é instalado em uma carcaça compacta, que permite o uso de uma tubulação simples para o abastecimento de água fria.

Uma bomba externa transporta o líquido de refrigeração através do trocador de calor de placas. Um sensor detecta a temperatura e o controlador eletrônico avalia os dados e controla a quantidade de água fria através da válvula de esfera, de maneira que a temperatura do líquido de refrigeração possa ser mantida em um valor fixo constante, independentemente da temperatura ambiente. Mesmo as flutuações de energia do consumidor, com temperaturas de retorno mais altas para a refrigeração ou flutuações na temperatura da água fria, não são mais um problema, pois são compensadas pelo controle de circuito fechado.

Citação de um especialista HYDAC:

“O sistema WTRE é uma solução simples e inteligente. A unidade de refrigeração original, que também é integrada eletronicamente ao sistema, é mantida e a bomba da unidade de refrigeração transporta o líquido refrigerante através do WTRE. Embora isso não economize espaço, reduz custos e níveis de ruído, juntamente com a quantidade de dissipação de calor no espaço.”

Resfriamento do fuso com o sistema de refrigeração de fluido/água FWKS

Em seis máquinas, o resfriamento do fuso foi convertido para o sistema de refrigeração fluido/água HYDAC. O FWKS constitui um circuito intermediário entre o abastecimento de água fria e o consumidor. O tanque contém água-glicol, que é bombeada para o consumidor (neste caso, os fusos), onde absorve o calor. No fluxo de retorno para o sistema de refrigeração, ele flui pelo trocador de calor, onde é resfriado pela própria água fria da planta, antes de fluir para o tanque.

O circuito intermediário do sistema FWKS tem duas grandes vantagens:

  1. O fluido refrigerante que resfria os fusos tem uma alta qualidade, assim, a proteção contra corrosão é garantida em todos os momentos.
  2. A pressão necessária e a taxa de vazão são garantidas, mesmo que a pressão do abastecimento de água fria flutue ou seja muito baixa.

Citação de um especialista HYDAC:

“O sistema de refrigeração FWKS que usamos é um sistema de pequena escala e compacto, com uma saída incrível. Como é um produto padrão, o processamento rápido e direto é facilitado.”

O Resultado:

Após a aplicação bem-sucedida do retrofit, ou seja, do aperfeiçoamento do sistema, a maior parte do calor residual é dissipada através do abastecimento de água fria. Desde a conversão para refrigeração a água, as máquinas funcionam sem problemas mesmo nos dias quentes de verão.

Os custos de até dez dias de inatividade por ano agora podem ser economizados, o que significa que o investimento na solução de retrofit se pagará sozinho dentro de um ano e meio. Além disso, há uma redução significativa nos custos de energia. Apesar do fornecimento adicional de água fria que eles exigem, os sistemas de refrigeração de fluido economizam muito mais energia do que as unidades de refrigeração.

O clima nas linhas de produção e as condições de trabalho para os funcionários foram significativamente melhorados. Os sistemas de refrigeração de fluidos não dissipam nenhum calor adicional e o calor no ambiente não aumenta. Além dos benefícios acima, o nível de ruído dos ventiladores é drasticamente reduzido. Agora, o único ruído emitido é o da bomba.

Com as nossas soluções de sistema flexíveis, o cliente pode mais tarde ligar máquinas adicionais ao circuito de refrigeração central.

As vantagens dos sistemas de refrigeração de fluidos HYDAC

Disponibilidade da instalação

Disponibilidade do sistema

A precisão de usinagem é garantida.

Eficiência energética

Eficiência energética

A instalação de sistemas de refrigeração de fluidos em vez de unidades de refrigeração resulta em uma economia de energia de até 30%. Além disso, o calor residual pode ser usado para outras aplicações, conforme necessário.

Falha da máquina

Falhas na máquina

O tempo de inatividade devido ao calor e os custos relacionados são reduzidos.

Redução de custos

Otimização de custos

Os custos de tempo de inatividade devido ao calor são reduzidos e o calor residual pode ser disponibilizado para uso.

Período de retorno rápido

Período de recuperação mais rápido

A redução dos custos de inatividade reduz o período de retorno do investimento.

Extensão da disponibilidade do sistema

Maior vida útil do sistema

Graças ao resfriamento ideal, o sistema tem uma vida útil prolongada.

Modularidade

Soluções flexíveis

Expansões modulares e personalizadas das soluções são possíveis posteriormente.

Fale com a HYDAC

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