Container-Kühlanlage mit zwei größeren schwarzen Behältern und zwei weißen kleineren Behältern sowie diverse Rohre. Im Raum stehen noch ein Mann und eine Frau.

Blick in die Container-Kühlanlage, in der alle für die Kühlwasserversorgung notwendigen Anlagensysteme sowie die zentrale Steuer- und Regelanlage untergebracht sind. (Bild: Oni)

Am Anfang stand für den Unternehmensgründer Oskar Lehmann die Faszination für den Werkstoff Kunststoff und die Vision, daraus mit maschinenbautechnischem Know-how und Innovationskraft ein erfolgreiches Unternehmen mit Zukunftsperspektive zu formen. Zusammen mit der Tochter Melanie Lehmann und den eigenen Mitarbeitern wurde dieser Weg konsequent verfolgt. Heute bietet das Unternehmen von der Produkt- und Werkzeugentwicklung, dem Werkzeugbau und der Teilefertigung in verschiedensten Verfahren auf mehr als 100 Spritzgießmaschinen bis zur Oberflächenveredelung und der Baugruppenmontage ein breites Leistungsspektrum aus einer Hand. „Seit Jahren verfolgen wir eine nachhaltige Energiepolitik, um damit den steigenden Energiekosten wirksam zu begegnen und den in unserer Unternehmensstrategie verankerten Nachhaltigkeitszielen ein Stück näher zu kommen. In diesem Zusammenhang verbessern wir kontinuierlich die Effizienz von Maschinen, Anlagen und Prozessen“, fasst Melanie Lehmann die energie- und umweltpolitische Ausrichtung des Unternehmens zusammen. Der gleiche Ansatz galt daher auch für den Aufbau einer neuen Produktionseinheit, die ausschließlich für die Fertigung von Formteilen für die Elektromobilität vorgesehen ist. Modernste Maschinentechnik und Materialversorgungssysteme bilden die Grundlage. Für die energieeffiziente Medienversorgung hat man wie bei vorangegangenen Projekten die Oni-Wärmetrafo aus Lindlar ins Haus geholt. Auf die Bedarfssituation hin abgestimmt, wurde ein ganzheitliches Medienkonzept mit Fokus auf die Energieeffizienz entwickelt.

Außenansicht eines weißen Containergebäudes.
Die modulare Container-Kühlanlage, aus der die Formwerkzeuge mit geregeltem Kühlwasser versorgt werden. (Bild: Oni)

Warum ein lufttechnisches Konzept wichtig ist

Qualitativ hochwertige Produktionsergebnisse verlangen nach einer ganzheitlich aufeinander abgestimmten Prozesskette. Ein wesentliches, einflussnehmendes Element darin sind die lufttechnischen Bedingungen in der Produktionshalle. Warum das so ist, wird dann deutlicher, wenn man bedenkt, dass eine Werkzeugform wie ein Wärmeaustauscher zu behandeln ist. Werden bei einem solchen Element auf einer Seite wärmetechnische Parameter verändert, wirkt sich das zwangsläufig auf das Ergebnis der gegenüberliegenden Seite aus. Im konkreten Fall einer Spritzgießform, führen veränderliche Luftströmungen im Außenbereich zwangsläufig zu einer Beeinflussung der Formteilqualität. Natürlich ist das stark abhängig von der wärmetechnischen Trägheit des Systems und dessen dämpfender Wirkung. Die Einflussnahme fällt jedoch umso stärker aus, je empfindlicher das Formteil hinsichtlich Qualität und Maßhaltigkeit ist. Im vorliegenden Fall wollte man die Einflussnahme durch unkontrollierte Luftströmungen von vornherein ausschließen, weil das Anforderungsprofil hinsichtlich Qualität und Prozesssicherheit gerade in diesem Bereich besonders hoch ist und die hochautomatisierten Prozesse beziehungsweise Anlagensysteme empfindlich auf Temperaturschwankungen reagieren. Aus diesem Grund wurde ein lufttechnisches Konzept gewählt, bei dem dafür gesorgt wird, dass die gesamte Halle mit einer weitestgehend homogen temperierten, langsam fließenden Verdrängungsluftströmung beaufschlagt wird. Die Frischlufteinleitung in die Hallenbereiche erfolgt über Verdrängungsluftauslässe, die das Einströmen der Luft mit niedrigen Fließgeschwindigkeiten sicherstellen. Angepasst auf die Maschinenplatzierung und die sich da- raus ergebenden thermischen Belastungspunkte wurden die Auslässe in der Halle angeordnet. In allen Fällen wurde eine bodennahe Anordnung gewählt, um die Frischluftmengen gezielt so zu führen, dass unter Berücksichtigung der thermischen Gesamtsituation eine bestmögliche Verteilung erzielt wird.

Außenansticht eines weißen Containergebäudes. Daran stehen kleinere graue Kästen mit großen Lüftungsschläuchen.
Zentrales Lüftungsgerät mit einem Wärmerückgewinnungssystem, das über rotierende Speichermassen die Wärme der Abluft in den Frischluftstrom führt. (Bild: Oni)

Wenig Energie für gutes Klima

Bei der Planung des Lüftungssystems wurde eine Systemtechnik gewählt, die einerseits die Anforderungen nach einer bedarfsgerechten Luftaufbereitung erfüllt, andererseits aber mit möglichst wenig Energie aus der Primärenergie versorgten Heizungsanlage auskommt. Die bedarfsgerechte Luftaufbereitung respektive Konditionierung erfolgt in einem Zentrallüftungsgerät mit einer Luftleistung von 25.000 m3 pro Stunde, sowohl in Richtung Filtration wie auch in eine Feuchte- und Temperaturregelung. Dafür wurden entsprechende Filter sowie Kühl- und Heizregister im Zentralgerät mit 199 kW respektive 134 KW Leistung verbaut. Das Kühlregister wird, um eine partielle Entfeuchtung im Sommer und der Übergangszeit zu realisieren, mit einer Temperaturspreizung 6/12 °C gefahren. Damit wird sichergestellt, dass die Raumluftbedingungen, unabhängig von den Witterungsverhältnissen bzw. Einflüssen aus dem Fertigungsprozess, nahezu auf konstantem Niveau gehalten werden. Um den Energiebedarf für die Zulufterwärmung auf Minimalwert zu halten, wurde das Lüftungsgerät mit einer Wärmerückgewinnung in Form einer rotierenden Speichermasse ausgerüstet. Diese Systemtechnik macht es möglich, den Wärmeinhalt des Abluftstroms auf den Zuluftstrom mit einem Wirkungsgrad von bis zu 74 % zu übertragen und entspricht damit der europäischen Ökodesignrichtlinie. Lediglich die Restwärmemenge wird über einen zusätzlich eingebauten Wärmeaustauscher auf den Zuluftstrom übertragen. Als Heizenergie kann hier Abwärme aus der Drucklufterzeugung oder Niedertemperaturwärme aus dem Heizwassernetz genutzt werden. „Für uns als energieintensives Unternehmen ist klar, dass die Energiekosten zunehmend an Bedeutung gewinnen und nur dann die Wettbewerbsfähigkeit erhalten bleibt, wenn wir den Energieverbrauch auf ein Minimalmaß reduzieren. Wir setzen konsequent auf clevere und bereits erfolgreich umgesetzte Energiesparkonzepte und optimierten unsere Energieverbräuche in allen Bereichen. Damit leisten wir einen entscheidenden Beitrag zum Umweltschutz und zu einer nachhaltigen Energieverwendung.“ So beschreibt der Firmengründer und Geschäftsführer des Unternehmens, Oskar Lehmann, die unternehmenspolitische Ausrichtung in Richtung Ökonomie und Ökologie.

Links eine Frau mit Brille, in der MItte ein Mann mit dunkelblauem T-Shirt und Jeans, rechts eine Frau mit blonden längeren Haaren und rotem Blazer.
Zufriedene Gesichter nach erfolgreicher Projektumsetzung. (v.l.) Thekla Hartmann, Oni-Wärmetrafo, Marketing-Vertrieb, und seitens Oskar Lehmann Philipp Mrutzek, Fertigungsleiter, und Melanie Lehmann, Geschäftsführerin. (Bild: Oni)

Hohe Konstanz in der Kühlwassertemperatur sicherstellen

Eine hohe Effizienz und Temperaturkonstanz in der Kühlwasserversorgung für Spritzgießmaschinen und Werkzeuge waren grundlegende Forderungen für das Neubauprojekt. Die in der neugebauten Produktionshalle aufgestellten 14 Spritzgießmaschinen sind allesamt als Hybridmaschinen ausgeführt, um von der maschinentechnischen Seite her ein optimales Produktionsergebnis zu erzielen. Die Antriebseinheit dieser Maschinentechnik hat einen niedrigen Energieverbrauch, ist präzise in der Maschinenbewegung und besitzt eine hohe Prozesssicherheit im Fertigungsablauf. Für das Ergebnis im Spritzgießprozess selbst ist das punktgenaue Temperieren der Werkzeugkavität und damit die Kühlwassertemperatur, die auf die Werkzeuge und spezifisch auf die einzelnen Werkzeugkühlkreise geleitet wird, von Bedeutung. Aus diesem Grund wurde ein Einkreis-Kühlsystem installiert, das mit einer hohen Konstanz in der Kühlwassertemperatur gefahren wird. Im Sommerbetrieb wird die Kühlwasserversorgung bei einer Vorlauftemperatur von 13 °C und bei einer Temperaturspreizung von 5 K über eine hocheffiziente, luftgekühlte Kältemaschine sichergestellt. Sobald die Außenlufttemperatur ein paar Grad unter der Rücklauftemperatur von 18 °C liegt, wird die Kältemaschine durch einen Freikühler entlastet und die Außenluft wird als Kühlenergieträger genutzt. Sobald die Außentemperatur die Vorlauftemperatur um einige Grad Celsius unterschreitet, wird die Kältemaschine komplett abgeschaltet. Diese sogenannte Winterentlastung sorgt dann für eine drastische Stromverbrauchsreduzierung, da der Freikühler nur einen Bruchteil der Stromleistung aufnimmt, den eine Kältemaschine hat. Das hierbei eingesetzte Freikühler-System verzichtet dabei auf Glykol. „Über die letzten Jahre wurden in allen vier Fertigungsbereichen die Energiesysteme auf den modernsten Stand der Technik gebracht. Zielsetzung war und ist, zusammen mit modernster Maschinentechnik dafür zu sorgen, dass unsere Energiekosten auf ein Mindestmaß gebracht werden. Gemeinsam haben wir mit dem Neubau ein Projekt umgesetzt, das sehr schön aufzeigt, dass sich auch im industriellen Bereich Energieeinsparung und Umweltschutz, also Ökonomie und Ökologie, sehr wohl bestens ergänzen können“, zieht Melanie Lehmann, Geschäftsführerin von Oskar Lehmann, Bilanz.

Quelle: Oni-Wärmetrafo

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