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Werkzeuge und Leistungen

Green Pipe – Entwicklung eines energieeffizienten Kühlverfahrens mit Nutzbarmachung der Abwärme für Rohrextrusion

Ausgangssituation

Bei der Extrusion wird Energie in Form von Wärme zur Aufschmelzung des Kunststoffes zugeführt und nach der Formgebung dem Kunststoff solange wieder entzogen, bis dieser auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist. Bis zur Formstabilisierung des Kunststoffrohres ist eine entsprechende Strecke zu durchlaufen, in der das Extrudat permanent gekühlt werden muss. Derartige Systeme haben folglich den Nachteil, dass zunächst Energie zum Aufschmelzen des Kunststoffes erforderlich ist, aber auch weiterhin Energie aufgebracht werden muss, da die erhitzte Kunststoffmasse wieder zum Zweck der Formstabilisierung heruntergekühlt werden muss. Der gesamte Prozess ist sehr energieintensiv und der derzeitige Stand der Technik erlaubt keine Nutzung der Abwärme.

Herausforderung

[Polokal Rohr]

Ziel des zu entwickelnden Verfahrens ist es, den Energieeinsatz zum Kühlen der Extrusionsprofile bzw. -rohre zu reduzieren und zusätzlich durch ein wesentlich verbessertes Temperaturniveau die Abwärme nutzbar zu machen. Dies soll durch eine wesentliche Erhöhung der Temperaturspreizung und Rücklauftemperatur des Kühlwassers erreicht werden. Das optimierte Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlmedium zum Kühlen entgegen der Extrusionsrichtung die Extrusionslinie durchläuft, wobei das zur Kühlung verwendete Medium von einer Vorrichtung zur nächsten geführt wird und sich das Kühlmedium in jeder Vorrichtung weiter erwärmt. (Kombination Serienschaltung und Gegenstromprinzip). Als Ergebnis liegt ein energetisch optimierte Prozess vor: Kühlleistungsregelung, maximale Temperaturspreizung, Nutzung der freien Kühlung, minimaler Kältemaschinen- und Pumpbedarf und Abwärmenutzung (nutzbares Temperaturniveau).

[Poloplast Kühltanks]

Ergebnisse

Für den Anwender von Green Pipe bringen solcherart optimierte Anlagen hohe Einsparungen im Produktionsprozess und damit neben den klimarelevanten Effizienzverbesserungen auch direkte betriebswirtschaftliche Vorteile. Für den Antragsteller als weltweit aktiven Anlagenbauer bringt das Verfahren einen Know-how- und Wettbewerbsvorteil im immer wichtiger werdenden Bereich der Energieeffizienz, womit der Antragsteller auch seine Innovationsführerschaft in der Energieeffizienz weiter ausbauen und festigen kann.


Ecodesign Kommentar

[B]

Durch eine verbesserte Prozessführung mit einer Erhöhung der Temperaturspreizung sowie der kaskadischen Nutzung des Kühlwassers wird die Abwärme nutzbar gemacht. Mit der Abwärmenutzung und der Verringerung des Energieeinsatzes zum Kühlen wird die Gesamteffizienz der Anlage verbessert.

Umgesetzte ECODESIGN Maßnahmen: Energiebedarf in der Produktion durch optimierte Prozessführung minimieren; Gesamtenergiebedarf des Produktionsstandortes minimieren


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