Możliwości Oszczędzania Energii We Współczesnych Wtryskarkach
Możliwości Oszczędzania Energii We Współczesnych Wtryskarkach
ZWIERZYŃSKI Andrzej /SUMITOMO DEMAG Plastics Machinery Polska/#11
Wtryskownie zużywają najwięcej energii wśród zakładów przetwórstwa tworzyw co wynika z następujących faktów:
- w procesach wtrysku przetwarzane jest ok.1/3 wytwarzanych tworzyw sztucznych,
- wtryskarki są najliczniejszą grupą maszyn przetwórczych
- zużycie energii podczas wtrysku wynosi 0,9-1,6 kWh/kg (ok.50% to zużycie maszynowe)
Poza tym cena energii stanowi istotny koszt zmienny (trzeci po tworzywie i płacach, a niekiedy drugi). To są argumenty, aby podejmować działania zmierzające do zmiany tej sytuacji. Nawet niewielkie ograniczenie zużycia energii daje wymierne korzyści finansowe.
Działania producentów i ośrodków badawczych zaowocowały tym, że technika napędów wtryskarek w ostatnich dekadach zdecydowanie się zmieniła. Najważniejszą zmianą było wprowadzenie napędów hybrydowych i elektrycznych oraz szerszego wyboru opcji napędu głównego dla napędów hydraulicznych. W zakresie tego typu zmian firma Sumitomo (SHI) Demag jest od wielu lat liderem w Europie. W ostatnich dekadach zostały wprowadzone nowe serie wtryskarek hybrydowych(szybkobieżnych) i elektrycznych oraz hydraulicznych wyposażonych w energooszczędne napędy i opcje wyposażenia pozwalające monitorować zużycie energii.
Aktualnie dostępne opcje napędów wtryskarek:
- hydrauliczne
- pompa o zmiennej wydajności / silnik elektryczny o stałych obrotach
- pompa o zmiennej wydajności / silnik elektryczny o zmiennych obrotach
- pompa o stałej wydajności/ silnik elektryczny serwo
- hybrydowe różne kombinacje napędów np. elektryczny napęd ślimaka + hydraulika
- w pełni elektryczne
W Europie dominują wtryskarki hydrauliczne i hybrydowe, a udział wtryskarek elektrycznych wynosi niewiele ponad 20%. Pod względem energochłonności najkorzystniej wypadają wtryskarki hybrydowe i elektryczne, gdzie obciążenie podstawowe jest znacznie niższe (silniki pracują tylko gdy jest to wymagane).
Należy również zwrócić uwagę na ogrzewanie cylindra i możliwości zmniejszenia zużycia energii. W zdecydowanej większości wtryskarek do ogrzewania cylindrów używane są tradycyjne grzałki opaskowe i ewentualnie koce izolacyjne jako element ograniczający zużycie energii
Ze strony użytkowników działaniem zmierzającym do obniżenia zużycia energii jest monitorowanie procesów wtryskiwania, któreprzedstawia obraz cyklu wtrysku i dzieli się na dwa elementy: obciążenie podstawowe (tj. energia zużywana na biegu jałowym, np. podczas chłodzenia) i obciążenie procesowe.
W przypadku standardowych maszyn hydraulicznych obciążenie podstawowe może znacznie przekraczać 50% (a nawet 70%) całkowitego zużycia energii natomiast dla maszyn elektrycznych i hybrydowych tylko 10-20% (w dużej mierze uwzględniane w ogrzewaniu cylindra). Obciążenia te można zbadać mierząc pobór energii. We wtryskarkach energia wykorzystywana jest do: uplastycznienia, ogrzewania cylindra, zwierania i ruchów formy, wtrysku i docisku, napędów wyrzutnika i rdzeni oraz ruchów agregatu wtryskowego. W wyniku monitorowania korzystając z wykresów zużycia energii można zoptymalizować proces, dostosowując jego ustawienia np. temperatury i profil cylindra, prędkość wtrysku, przeciwciśnienie, siłę zamykania, ciśnienie i czas docisku, czas chłodzenia, obroty ślimaka, zachowując jakość wyprasek.
Wiedza zdobyta w wyniku monitorowania energetycznego procesów wtryskiwania powinna stanowić element analizy przy zakupie nowych maszyn, ponieważ wraz z nową maszyną kupujemy energię na cały okres jej użytkowania.
ZGODA AUTORA NA UDOSTĘPNIENIE PREZENTACJI
Andrzej ZWIERZYŃSKI
Przedstawiciel Regionalny Polska Centralna&Wschodnia
SUMITOMO (SHI) Demag Plastics Machinery Polska Sp. z o.o.
42-200 Częstochowa
ul. Jagiellońska 81/83
M. +48 608 622059
E.
