Sensoplast produziert täglich mehrere Millionen Verpackungskomponenten aus Kunststoff, Elastomer und Pharmaglas. Das Sortiment umfasst unter anderem alle gängigen Schraubverschlüsse, Dosiersysteme und Pipettenmonturen. Bei dem hohen Durchsatz in der Produktion ist die Temperatur eine wichtige Führungsgröße im Spritzgießprozess. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Versorgung der zahlreichen Spritzgießmaschinen mit exakt temperiertem Kühlwasser.
Im Jahr 2013 projektierte und lieferte L&R die erste Kälteanlage, die damals noch Kälte für den Hydraulik- und den Werkzeugkreislauf bereitstellte. Vier Jahre später wurde die Hydraulikkühlung vom Werkzeugkreis getrennt, um Energie zu sparen und den erhöhten Leistungsbedarf bei der Werkzeugkühlung abzudecken.
Erhöhung der Kälteleistung, Steigerung der Energieeffizienz
Nun ergab sich aus einer nochmaligen Produktionserweiterung im Werk Oberhonnefeld der Anlass, die vorhandene L&R-Anlage umzubauen und zu erweitern. Die vorhandene Kälteleistung von 100 kW sollte um 150 kW aufgestockt werden.
Die Kältemaschine ist dabei im Innenbereich aufgestellt, der Verflüssiger außen. Kernstück der Anlage ist ein Bitzer-Schraubenverdichter mit L&R Vari-Kon-Regelung. Bei niedrigeren Umgebungstemperaturen spart die stete Verflüssigungsdruckregelung bis zu 40 % Energie. Als Kältemittel kommt R 513a mit einem GWP von 631 zum Einsatz.
Integration einer Freikühleranlage
Zugleich wurde eine Freikühleranlage in den Wasserkreislauf integriert. Das ermöglicht die Rückkühlung des Kühlwassers und spart bei Außentemperaturen unterhalb von ca. 15 °C einen erheblichen Anteil an kältebezogenen Energiekosten. Deshalb sollte auch der Freikühler zur Winterentlastung eine Leistung von 250 kW aufweisen und somit die neue und auch die vorhandene Kälteanlage entlasten.
Bild: L&R Kältetechnik
Die Nachhaltigkeit
Sensoplast ist gemäß dem „Null-Granulat-Verlust“-Ansatz zertifiziert, damit kein Kunststoff unkontrolliert in die Umwelt gerät. Die Recyclingquote der Materialien, die in der Produktion anfallen, liegt bei 100 Prozent. Bei der Anschaffung von Maschinen und Anlagen werden Faktoren wie Energieeffizienz und Schallemission als Entscheidungsgrundlagen einbezogen, und die Gebäudedächer beherbergen Photovoltaikanlagen zur Eigenstromversorgung.
Geringer Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklauf
Mit ein bis zwei Kelvin ist die Spreizung zwischen Vor- und Rücklauftemperatur äußerst gering. Die Temperaturführung muss also sehr präzise sein. Dieser Faktor musste bei der Auslegung sämtlicher Anlagenkomponenten berücksichtigt werden. Aus diesem Grund ist ein der Wasserumlaufmenge angepasster Tank mit drei Kammern Teil der neuen Kälteanlage. Im Tank wurden Reserveflansche vorgesehen. Diese dienen als Vorbereitung auf zukünftige Erweiterungen der Kältetechnik. Auch bei der Projektierung der Wasseraufbereitung spielte die Energieeffizienz eine wichtige Rolle, wie auch das Ziel, eine gleichbleibend hohe Kühlwasserqualität zu gewährleisten, damit die eingesetzten Spritzgusswerkzeuge geschützt werden.
Im Tank ist ein druckverlustfreier Rücklauffilter integriertert. Dieser filtert das Kühlwasser im Vollstrom mit einer Kapazität von bis zu 150 m³/h. Die üblicherweise beim Einsatz von Siebkorbfiltern zusätzlich benötigte Pumpenleistung von 0,5 bis 0,8 bar kann daher entfallen. Eine zusätzliche Feinfilterung hält Schwebstoffe im Kreislauf zurück und leistet somit ebenfalls einen Beitrag zur stabilen Kühlwasserqualität. Drei mit Frequenzumrichter geregelte Verbraucherpumpen mit iE5-Motoren stellen sich auf den benötigen Kühlwasserbedarf ein und halten den Vorlaufdruck bei etwa 5 bar (einstellbar) stabil. Durch die Drehzahlregelung und den verlustfreien Filter wird dauerhaft Energie beim Pumpenbetrieb gespart.
Ein förderungswürdiges Projekt
Mit der neuen Kälteanlage ist Sensoplast auf den steigenden Bedarf an Verschlüssen für pharmazeutische Produkte eingestellt. 2022 möchten die Westerwälder die Grenze von einer Milliarde produzierter Teile knacken.
Die Kälteanlage lässt sich präzise regeln und trägt damit zur Qualität der Verschlüsse bei und auch dazu, dass in der automatisierten Massenfertigung kurze Zykluszeiten erreicht werden. Darüber hinaus entlastet die Anlage die Umwelt. Deshalb wurde das Projekt auch mit Mitteln aus der Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft (EEW) gefördert. Die Fördermittel werden aus der CO2-Einsparung (unter anderem durch die Stromersparnis) berechnet und betragen bei KMU bis zu 40 Prozent der Investitionssumme. Aufgrund der sehr hohen Energieeffizienz werden darüber hinaus dauerhaft die Energiekosten von Sensoplast gesenkt.
L&R Kältetechnik
