Mehrfachverteiler-System

Das Temperiergerät Multiflow: Mehr Prozesssicherheit mit 4 bis 16 Temperierkreisen und Temperaturen bis 180 °C, je einzeln geregelt und überwacht. (Bildquelle: Regloplas)

Frequenzgeregelte Pumpenantriebe im Trend

Das von Engel angesprochene Prinzip, bei dem „Temperiergerät und Wasserverteiler zu einem integrierten Temperiersystem verschmelzen, wurde gemeinsam mit HB-Therm, St. Gallen, Schweiz, entwickelt.“ HB-Therm geht auch ausführlicher auf die Hintergründe dieser Entwicklung ein und schreibt zur vom Thema her nicht neuen Frage, „welche die richtige Pumpe für mein Temperiergerät ist“, dass diese „Frage bislang nicht so einfach zu beantworten war, denn gerade bei Geräten für den universellen Einsatz in der Spritzgießverarbeitung sind die Anforderungen so unterschiedlich, dass es die wirklich passende Pumpe nie gab. Werden Pumpen mit konstanter Drehzahl betrieben, ist eine effiziente Lösung für Anwendungen einmal mit großen und einmal mit kleinen Temperierkanalquerschnitten schon aus rein physikalischen Gründen nicht möglich. Die Antwort lautet daher: durch Regelung der Pumpendrehzahl die Kennlinie anwendungsbedingt so anpassen, dass der gewünschte Durchfluss mit minimalem Energieaufwand erreicht wird. Die Strömungsverhältnisse im Temperierkanal und damit auch die Güte des Wärmeübergangs vom Temperiermedium zum Spritzgießwerkzeug werden in Abhängigkeit des Kanalquerschnittes vom Durchfluss bestimmt. Ist der Durchfluss zu niedrig, dann wird zwar wenig Antriebsleistung benötigt, dafür sind der Wärmeübergang und die Temperaturverteilung im Werkzeug aber zu schlecht. Erhöht man den Durchfluss über den optimalen Wert hinaus, dann verbessert sich der Wärmeübergang nur noch minimal, dafür steigt die erforderliche Antriebsleistung überproportional an. Die Frage lautet nun: Welche ist also die richtige Pumpendrehzahl?“

Temperiergeräte mit geregelter Pumpe

Die Temperiergeräte Thermo-5 mit geregelter Pumpe sind gegenüber den Standardbaugrössen lediglich um 7 cm länger. (Bildquelle: HB-Therm)

Diese Fragestellung wird von HB-Therm mit Temperiergeräten beantwortet, die „mit geregelter Pumpe“ ausgestattet sind. „Bei der Auswahl der passenden Pumpendrehzahl bieten diese Geräte den Bedienern effektive Unterstützung“, indem „das Gerät selbst den für die Anwendung erforderlichen Durchfluss bestimmt und so Energieeinsparungen ermöglicht, ohne die Prozesssicherheit zu gefährden. Geeignete Schnittstellen“ ermöglichen die Integration der Geräte „in Prozessanlagen, sodass sich deren Drehzahl durch die überlagerte Durchflussregelung verändern lässt. Diese Ansteuerungsart eignet sich vor allem für Anwendungen mit parallel geschalteten und durchflussgeregelten Temperierkreisen.“

Auf die frequenzgeregelte Drehzahl der Pumpenantriebe weisen im Zusammenhang mit Energieeffizienz auch weitere Firmen hin, was auf einen umfassenderen Trend schließen lässt. So schreibt Go Trade Frigosystem, Lohne, dass „IE3 Pumpenstandard ist“ und „wenn die Anwendung es erfordert, frequenzgeregelte Pumpen zum Einsatz kommen.“ Single Temperiertechnik, Hochdorf, erwähnt neben der „Verbesserung der Isolation drehzahlgeregelte Pumpen“ und E. Braun, Kammerstein, verweist im Zusammenhang mit Leistungsermittlung und Erfassung von Energieverbräuchen ebenfalls auf die „Frequenzregelung von Pumpen.“

Dass „die altbewährte Form der Temperierung eines Spritzgießwerkzeugs, wo das Temperiermedium seriell durch das Werkzeug gepumpt wird, wobei hohe Druckverluste und Temperaturdifferenzen zwischen Vor- und Rücklauf in Kauf genommen werden, der Vergangenheit angehören sollte“, lässt Wittmann Kunststoffgeräte, Wien, Österreich, verlauten und führt weiter aus, dass „es heute auch nicht mehr genügt, den Durchfluss über den altbewährten Durchflussregler zu verteilen. Neuartige Durchflussregler übernehmen neben dieser traditionellen Aufgabe auch die Kontrolle von Temperatur und Durchfluss und regeln diese automatisch für jeden Kühlkanal nach, wenn dies erforderlich ist. Störgrößen wie etwas das Verstopfen beziehungsweise „Zuwachsen“ von Kühlkanälen werden erkannt und über einen Alarmkontakt gemeldet.“ Daher „bringen die Anforderungen an ein modernes Temperiergerät neben präziser Temperaturkontrolle und weitgehend wartungsfreiem Betrieb auch die Notwendigkeit mit sich, energieeffizientere Pumpen einzusetzen“, wozu auch Pumpen mit frequenzgesteuerten Motoren gehören, „die allerdings die Investitionskosten rapide ansteigen lassen. Bevor eine solche Investition getätigt wird, sollte die jeweilige Anwendung einer umfassenden Prüfung unterzogen werden. Die Erfahrung zeigt, dass der Einsatz solcher Systeme sich erst bei höheren Pumpenleistungen rechnet. Denn bei Verwendung von Pumpen mit geringerer Leistungsfähigkeit weist schon der Motor, beispielsweise mit der Energieklasse IE3, eine hohe Energieeffizienz auf.“

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Über den Autor

Prof. Dr. Werner Hoffmanns

ist freier Mitarbeiter des Plastverarbeiter.

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