Håll huvudet kallt - tack vare retrofitting

Vätske-/vattenkylsystem för energieffektiv kylning och spindelkylning i maskincenter.

15/09/2021 4 min lästid

Maskinverktyg Kunders framgångshistoria Fluid Engineering

Förebygg värmebaserade maskinfel

Klimatförändringarna orsakar ett stort antal värmeböljor i världen med allvarliga konsekvenser för hälsan och ekonomin. Under sådana heta dagar är det extra svårt för tillverkningsföretag. Inte bara personalen i fabriken måste försöka hålla sig svala när temperaturerna stiger, det kan även leda till maskinfel.

Vertygsmaskiner kan fortsätta arbeta med den noggrannhet som krävs upp till vissa temperaturer. Extrema temperaturer och framför allt temperatursvängningar kan orsaka problem. Maskinägare måste räkna med ökande stilleståndstider och den ökade ekonomiska belastningen som det innebär. Kostnaderna kan variera från industri till industri och kan innebära en stor finansiell börda för operatören.

Öka anläggningens tillgänglighet och spara kostnader med HYDAC vätsketeknikmetoden

Våra kund, en tillverkare av gjutna prototyper, använder 18 verktygsmaskiner i sin produktion. Produktionshallen har ingen luftkonditionering och när det är varmt på sommaren var stilleståndstiden i genomsnitt tio dagar per maskin och och år. Anlednigen till detta var de höga temperaturerna i produktionshallen som berodde på maskinerna själva, deras kylsystem samt sommarvärmen.

Verktygsspindlarna, motorerna och kylsystemen på verktygsmaskinerna kyldes huvudsakligen av kylaggregat med en luftkyld kondensator. Vid drift gav dessa enheter ifrån sig mycket värme till omgivningen. Man försökte lösa den här situationen med ventilation vilket ledde till stora temperatursvängningar som i sin tur påverkade maskinens noggrannhet. Tillverkningstoleranserna som måste följas kunde inte längre hållas och maskinerna var tvungna att stängas av.

Tillverkaren underrättade oss om det här problemet och bad HYDAC-experterna om hjälp. Platsanalysen visade att den bästa lösningen på det här temperaturproblemet var att bygga om maskinerna till ett vattenburet kylsystem för att öka systemetillgängligheten på lång sikt och minska kostnaderna som tillkommer beroende på detta.

Kunden bestämde sig för att bygga om 16 kylsystem till HYDACs vätskekylaggregat WTRE och ytterligare 6 maskiner till motorspindelkylning med HYDAC FWKS (vätske-/vattenkylsystem). Kylvattenförsörjningen med passande ledningar i produktionshallen ordnades av en extern partner.

WTRE, HYDACs vätskekylaggregat

HYDAC vätskekylaggregat WTRE som används för kylning av kylsystemen består av en plattvärmeväxlare med elektrisk styrning -sluten krets och en kulventil för kontroll av mängden kallvatten. Allt detta är monterat i ett kompakt hölje som möjliggör enkel rördragning till förbrukaren och kallvattentillförsel.

En extern pump transporterar kylvätskan genom plattvärmeväxlaren. En sensor känner av temperaturen och den elektroniska styrningen utväderar datan och styr mängden kallvatten via kulstyrventilen, kylvätskan kan då hållas på en konstant fast nivå oberoende av omgivningstemperaturen. Även större temperatursvängningar med högre returtemperaturer eller skillnader på kallvattentemperaturen är inte längre ett problem, den hålls jämn med den slutna kretsstyrningen.

Citat från en HYDAC expert:

"WTRE-systemet är en enkel och smart lösning. Original kylenheten som också är integrerad elektroniskt i systemet behålls och kylenhetens pump transporterar kylvätskan genom WTRE. Detta sparar inte någon plats men det drar ner kostnaderna, sänker bullernivån samt värmefluktuationer i fabrikshallen."

Spindelkylning med vätske-/vattenkylsystemet FWKS

I sex maskiner byttes spindelkylningen om till HYDACs vätske-/vattenkylsystem. FWKS bildar en mellankrets mellan kallvattenförsörjningen och förbrukaren. Tanken innehåller glykolvatten som pumpas till förbrukaren (i det här fallet spindlarna) där det absorberar värmen. I returflödet till kylsystemet rinner det genom plattvärmeväxlaren där det åter kyls av anläggningens egna kylvatten innan det rinner tillbaka till tanken.

Mellankretsen på FWKS-systemet har två stora fördelar:

Kylmedlet för kylning av spindlarna har konstant en hög kvalitet och korrossionsskydd hela tiden.
Det tryck som krävs och volymflödet kan garanteras även om trycket på kallvattentillförseln varierar eller är alldeles för lågt.

Citat från en HYDAC expert:

“FWKS kylsystemet som vi använder är ett litet kompakt system med otrolig uteffekt. Som standardprodukt underlättar det en snabb och direkt bearbetning."

Resultatet

Med hjälp av retrofit kan den största delen av spillvärmen försvinna via kallvattentillförseln. Eftersom ombyggnaden till vattenkylning fungerar maskinerna smidigt även när det är varmt ute.

Kostnaderna för upp till tio dagar stilleståndstid per år kan sparas in vilket innebär att investeringen i retrofit-lösningen gör sig betald inom 1,5 år. Utöver detta minskas energikostnaderna omfattande. Trots den extra kallvattentillförseln som de behöver, sparar vätskekylsystemen mycket mer energi än kylenheter.

Klimatet i produtionshallen och arbetsförhållandena för de anställda har förbättrats betydligt. Vätskekylsystemen producerar inte någon extra värme och värmen in fabrikshallen stiger inte. Dessutom sänks ljudnivån - istället för fläktar och luftflöden är det nu bara pumpen som orsakar ljud.

Med våra flexibla systemlösningar kan kunderna ansluta extra maskiner till kylkretsen vid en senare tidpunkt om de vill.

Fördelarna med HYDAC vätskekylsystem

Anläggningens tillgänglighet

Maskinnoggrannhet är säkerställd.

Energieffektivitet

Att montera vätskekylsystem istället för kylenheter innebär energibesparangar på upp till 30%. Förutom detta kan spillvärmen användas till ytterligare tillämpningar om det behövs.