Elektrizität ist der mit Abstand größte wiederkehrende Input einer Extrusionsblasformanlage, die ihre Harzmiete bereits optimiert hat, und im Gegensatz zum Harz steht sie fast vollständig unter der technischen Kontrolle. Eine Blasformlinie, die ein Kilogramm HDPE in abgeblasene Flaschen umwandelt, und eine Linie, die den gleichen Job mit 0,85 kWh erledigt, produzieren identische Teile aus identischem Rohmaterial. Die Differenz liegt einzig in der Antriebsarchitektur, der Wärmeisolation, dem Druckluftkreislauf und der Verhaltensweise der Maschine in den Sekunden, in denen sich nichts bewegt. Dieser Artikel zeigt die Physik hinter diesen Unterschieden und legt eine wiederholbare rechnerische Methode vor, mit der ein Anlageningenieur die jährliche Reduktion in Kilowattstunden berechnen kann, die durch die Umstellung von hydraulischer auf voll elektrisches Extrusionsblasformen möglich ist. Dazu genügen nur der jährliche Durchsatz in Kilogramm und eine gemessene spezifische Energieverbrauchswerte.
Im gesamten Geleitheft werden die Einsparungen in Kilowattstunden, Prozentanteilen, Indexpunkten oder relativen Bändern angegeben. Tarifstrukturen variieren erheblich je nach Region, Vertragstyp, Zeitfenstern für den Einsatz und Lastabrechnungsmodellen. Daher wäre jede Bemühung, eine universelle monetäre Einsparung anzugeben, irreführend. Überprüfen Sie die Kilowattstunden selbst anhand der Tarifstruktur Ihres Vertrags. Die technische Arbeit besteht darin, die Kilowattstunden richtig zu berechnen, und das ist, was nun folgt. Apollo, ein Wanplas-Werk in Zhangjiagang, mit mehr als zwanzig Jahren Erfahrung in der Produktion von Extrusionsblasformen und über 4.000 Maschinen in mehr als 90 Ländern in Betrieb, hat seine Vollelektrisch-Serie speziell auf die unten beschriebenen Verlustmechanismen basierend entwickelt. Die hier verwendeten Zahlen geben den realistischen Nutzungsgrad der servoelektrischen Architektur im Jahr 2026 wieder und unterscheiden sich daher signifikant von einem markenmäßigen Höchstwert.
Warum ist die Antriebstechnik der größte steuerbare Energiefaktor im EBM?
Im Extrusions-Blow-Moulding-Verfahren verbringt die Maschine den größten Teil eines Zyklus ohne mechanische Belastung. Der Extruder dreht sich kontinuierlich und produziert den Parison, aber die Klappenbefehlereinheit, das Karren, das die Form transportiert, die Druckstange sowie die Lasteinführung und das Befreiungsmanöver sind kurze, kräftige Bewegungen, die durch relativ lange Idle-Phasen getrennt sind. Ein typischer Zyklus von 2 Liter HDPE-Flaschen bei einer Doppelstation dauert 14 bis 22 Sekunden, wobei die Befestigungs- und Umformvorgänge zusammen etwa 2 bis 4 Sekunden in Anspruch nehmen. Alles andere ist Extrusion, Kühlung und Teilentfernung.
Dieser Lastprofil ist der Grund, warum die Antriebsarchitektur im Energiegrafik dominiert. Eine Hydraulikpumpe mit fester Stützung muss während des gesamten Zyklus mit voller Geschwindigkeit laufen, unabhängig davon, ob ein entsprechender Aktuator einen Strömungsbedarf hat. Wenn kein Strömsbedarf besteht, wird das Öl einfach über ein Abschaltventil abgelassen, wodurch die Energie in Wärme umgewandelt wird, die dann durch eine Ölkühler entfernt werden muss – eine zweite Energieabschattung, die auf die erste ist. Ein Servohydrauliksystem reduziert dies, indem es die Pumpendrehzahl nach Bedarf variiert, behält jedoch weiterhin einen Mindeststandbystrom und leidet weiterhin unter Drosselungsverlusten und Leckagen durch Ventile und Dichtungen. Eine vollständig elektrische Maschine zieht im Stationärzustand praktisch nichts von den Spann- und Fahrzeugantrieben, weil ein Servomotor bei Null geregeltem Drehmoment und Null Geschwindigkeit nur seine eigene Steuerelektronik und den Haltekurzschluss verbraucht.
Der zweite Grund, warum die Treiberschichtarchitektur wichtig ist, ist thermischer Natur. Hydraulisches Öl, das über einer Entlüftungsventil gedrosselt wurde, wird zu Wärme und diese Wärme wird in den Kühlwasserkreislauf geschickt. Der Kühler oder der Kühlturm, der diese Wärme abführt, verbraucht selbst Strom. Ein 30 kW-Pumpenmotor, der 60 Prozent jedes Zyklus in einem Bypass versetzt, injiziert grob betrachtet 18 kW der thermischen Last in das Öl, was mit einem typischen Wirkungsgrad des Kühlers von 2,8 bis 3,5 weitere 5 bis 6,5 kW Kompressormaschine zur Abgabe kostet. Diese Kaskadenstrafe wird bei Einzelpunktaustesten nicht berücksichtigt und ist ein häufiger Grund, warum die gemessenen Einsparungen bei der Elektrifizierung über die Einsparungen hinausgehen, die allein aus den Vergleichsdaten der Maschinenbereiche errechnet werden.
Der dritte Grund ist die Qualitätskontrolle, die zwar indirekt, aber materiell auf die Energie auswirkt. Servomotoren halten Position- und Geschwindigkeitsprofile wesentlich wiederholbarer als proportionale Hydraulikventile, insbesondere über die Temperaturschwankungen bei einer langwierigen Produktionsphase. Eine bessere Wiederholbarkeit bedeutet eine genauere Kontrolle der Wanddicke der Parzellen, was wiederum weniger Material pro Teil bedeutet. Das heiszt, dass weniger Kilogramm gegossen und erwärmt pro tausend Behälter benötigt wird. Energie pro Kilogramm und Kilogramm pro Teil sind gemeinsam verantwortlich, und eine voll elektische Architektur verbessert beide Faktoren gleichzeitig.
Wie die drei EBM-Antriebsarchitekturen tatsächlich Energie verbrauchen
In 2026 sind drei Antriebsarchitekturen im Einsatz: Feststellventilhydraulik, variiertverstellbare oder Servohydraulik sowie vollkommen elektrischer Antrieb. Die Kenntnis ihrer individuellen Abwärmebildung ist die Voraussetzung für jede glaubwürdige Energiekalkulation, denn jede Architektur versagt an einem anderen Punkt.
Gestrahlter Hydraulik: Konstantes Fluss, konstante Verlust
Der klassische EBM-Hydraulikkreislauf besteht aus einer oder mehreren Stoßstufenpumpen oder Zahnradpumpen, die von einem gleichbleibend schnelllaufenden Induktormotor angetrieben werden, beispielsweise einer Vierpolmaschine mit einer Drehzahl von 1.450 U/min. Die Pumpe liefert unabhängig von der Nachfrage ein festes Ölvolumen pro Umdrehung. Der Betriebsdruck wird über ein Entlastungsventil eingestellt, und der überschüssige Strom fließt über dieses Ventil zurück in den Tank.
Das Energieverhalten ergibt sich unmittelbar aus dem beschriebenen Zweck. Während der Sperrung – die wenigen Sekunden, in denen sich die Form schließt und ein Ascheausdruck aufgebaut wird – leistet die Pumpe echte Nutzkraft und der Motor schwingt fast an seine Nennleistung heran. Während der restlichen 70 bis 85 Prozent des Zyklus dreht sich die Pumpe weiter, verbraucht noch immer Schaftleistung, um Öl über die Überdruckventil zu fördern, und wandelt diese Schaftleistung immer noch in den Temperaturanstieg des Öls um. Gemessen auf einem solchen Kreislauf liegt die Leerlaufleistung meist bei 25 bis 40 Prozent der Nennleistung des Pumpens. Ältere Maschinen mit abgenutzten Pumpen, verfaulten Dichtungen und verschobenen Öffnungspunkten können sogar über 45 Prozent erreichen.
Standsieverluste sind schlimmer als Ausgangslossinflüsse. Viele Betriebe lassen hydraulische Antriebe im Laufe von Formenwechseln, Farbwechseln, geplanten Kurzstopps und Schichtenwechseln laufen, weil der Ölbekenntrieren und Wiederaufheizen eine gewisse Zeit benötigt. Eine Maschine, die wirklich 6.200 Stunden im Jahr produziert, hat ihren hydraulischen Antrieb möglicherweise 7.000 Stunden in Betrieb. Diese 800 nichtproduktiven Stunden verbrauchen realen Kilowattstunden und erzeugen dabei Zero-Kilogramme. Die spezifische Energieverbrauchsquote wird dadurch vergrößert, ohne dass sich dies in der Prozessprotokolle widerspiegelt.
Volumenvariante und servohydraulische Getriebebauweise: besser, aber immer noch flüssig
Ein Servohydrauliksystem verbindet einen Servomotor mit permanenter Magnetisierung mit einer festen oder variablen Volumenpumpe und regelt den Fluss durch eine Veränderung der Motordrehzahl anstelle einer Drosselung. Wenn keine Antriebsvorrichtung einen Fluss benötigt, reduziert sich die Motordrehzahl auf eine niedrige Wartungsspannung oder wird ganz eingestellt. Die Idle-Leistung liegt typischerweise bei 5 bis 12 Prozent der Nennmotordrehmomentkraft, was gegenüber der Referenz mit fester Volumenleistung eine erhebliche Verbesserung darstellt.
Die Restverluste bleiben an vier Stellen bestehen. Volumengequetnisse über die interne Pumpenstruktur und die Ventilschlitten verringern den Druck immer dann, wenn die Schaltkreislauf unter Druck steht. Der Druckverlust über Richtkegel- und Proportionalventile wandelt einen Teil jeder Betätigung in Wärme um, auch wenn die Bewegung nützlich ist. Die Ölviskosität verändert sich mit der Temperatur, so dass der Schaltkreis nur in einem ziemlich engen Bereich seine Effizienzoptimalisierung aufweist, typischerweise zwischen 40 und 55 °C bei einem mineralischem Hydrauliköl mit der ISO VG 46-Klasse. Und Akkumulatoren, wenn sie installiert sind, erzeugen ihre eigene Ladung-und Entladung-Ungenauigkeit.
Akkuverluste verdienen besondere Aufmerksamkeit, da sie häufig übersehen werden. Bei Akku-assisted EBM-Maschinen – die häufig bei großen Geräten der Klasse ABLD zum Umgang mit Behältern von 20 Litern bis 1500 Litern verwendet werden, bei denen eine große Portion schnell verfügbar sein muss – speichern sie hydraulische Energie in einem mit Gas gefüllten Blasennetz oder Einbaubehälter und geben sie während der Hochbelastungsphase wieder frei. Die Rundum-Effizienz dieses Speichers liegt unter günstigen Bedingungen üblicherweise bei 85 bis 92 Prozent, jedoch sinkt sie, wenn der Vorlade-Druck abweicht, wenn sich Gas über einen Dienstungszeitraum von Monaten durch das Blasenetz dringt oder wenn die Entladung so gesteuert wird, dass die Geschwindigkeit auf einem festen Niveau gehalten wird. Ein Rundumverlust von 10 Prozent bei einem Akku, der einen erheblichen Teil der maximalen Energie-Absatzbedarf der Maschine abhandelt, ist nicht trivial, und dieser Verlust ist ohne eine spezielle Instrumentierung nicht feststellbar.
Vollständig elektrisch: Drehmoment nur dann, wenn es benötigt wird
Eine vollständig elektrisch betriebene Blasformenmaschine ersetzt den hydraulischen Kreislauf vollständig. Die Klemme wird über eine Flügelscheibe oder eine Ball-Gewind-und Federkopplung durch einen Servomotor betätigt. Der Extrudervorrat wird durch einen Servo- oder leistungsstarken Wechselstrommotor über ein Direktgetriebe oder ein Getriebe mit niedriger Übersetzung angetrieben und nicht durch einen hydraulischen Motor. Die Fahrwegführung, die Blasisierung, das Entflachen und der Transport der Teile werden durch zusätzliche Servoachsen oder kompakte elektrische Antriebe realisiert.
Die entscheidende Energiekarakteristik ist, dass die stationäre Servo-Achse nur den Haltekurrant und die Elektronikverluste des Antriebs aufzeichnet. Bei einer Maschine, bei der die Klemmungseinheit mithilfe der Schwenkgeometrie mechanisch in der geschlossenen Position verankert ist, nähert sich selbst der Haltelektrischerstrom Null, da die Schwenkbewegung die Kraft zur Klemmung mechanisch übernimmt und nicht der Motor, der sie elektrisch bewegt. Der gemessene Standby-Strom auf der Bewegungssite einer vollständig elektrischen EBM-Maschine beträgt üblicherweise unter 2 Prozent der angeschlossenen Bewegungsleistung gegenüber 25 bis 40 Prozent für das Festverdrängungs-Gerät.
Ein zweites, weniger diskutiertes Vorteil ist die regenerative Bremsung. Wenn eine servogesteuerte Spannanlage eine bewegte Masse am Ende eines Hubs beschleunigt, fungiert der Motor als Generator. Bei Antriebssystemen mit einem gemeinsamen Gleichstrombuss ist die so gewonnene Energie für andere Achsen auf demselben Bus verfügbar, anstatt in einem Bremswiderstand verlorenzugehen. Bei einer Maschine mit mehreren koordinierten Achsen und einem optimalen Bus kann 3 bis 8 Prozent der Bewegungsenergie intern recirkuliert werden. Dies ist bei Einzelfällen ein geringes Prozentanteil, erhält jedoch bis zu Millionen derselben Zyklen pro Jahr eine große Bedeutung.
Das, was sich bei einer voll elektrischen Architektur nicht ändert, ist die Heizlast. Die Trommelheizer, Kopfheizer und Nackenring- oder Blasenspuleheizer verbrauchen resistiv, unabhängig vom Antriebsmodus.
Tabelle 1: Energieeigenschaften von Laufwerksarchitekturen im Vergleich
| Merkmal | Feststellverdrängungs-Hydraulik | Variable / Servohydraulik | Vollelektrisch |
|---|---|---|---|
| Ruhestrom als Anteil an der nominalen Bewegungsleistung | 25–40 % (bei abgenutzten Einheiten bis 45 %) | 5–12 % | Unter 2 % |
| Standby-Verlust bei Stops und Formenwechseln | Hoch – Regelbetrieb der Leistungseinheit | Mittel – Der Motor arbeitet im Leerlauf oder schläft | Sehr niedrig — Betriebszustand Null, nur Heizgeräte |
| Akku-Rücklaufverlust (wenn vorhanden) | 8–15 % der gespeicherten Energie | 8–15 %, mit Verkleinerung durch die Vorgängerspannung | Nicht anwendbar – kein Hydrauliklager |
| Ventilbeschränkung und Leckageverluste | Hoch | Mittelmäßig | Keine |
| Abwärme, die in den Kühlkreislauf abgegeben wird | Hoch – ein Benutzerdefinierter Ölkühler erforderlich | Mittel — kleiner Ölkühler | Niedrig – nur Vordruckendenluftzug |
| Energieerzeugung beim Bremsen | Keine | Begrenzt | 3–8% der Bewegungsenergie durch Strombuss-Sharing |
| Typische SEC-Band, PE-Behälter (kWh/kg) | 0,65–0,90 | 0,50–0,70 | 0,35–0,55 |
| Wiederholbarkeit der Schraubbewegungen und der Wagenbahnbewegung | Mittel, sinken mit der Öltemperatur | Gut | Hervorragend, temperaturunabhängig |
| Lärmpegel in der Maschinenhalle | Hoch | Mittelmäßig | Niedrig |
| Reinraum- und pharmazeutische Eignung | Niedrig – Risiko von Öldunst und -ausfließen | Mittelmäßig | Hohe – keine Hydraulikflüssigkeit |
| Wartungskosten (Flüssigkeit, Filter, Dichtungen) | Hoch | Mittelmäßig | Niedrig |
| Relative Kapitalaufwendungsband | Niedrig | Mittelmäßig | Mittel bis Premium |
Wo die Kilowattstunden hingehen: Energietabelle nach Prozent
Bevor jede Einsparung berechnet werden kann, muss die Baseline untersucht werden. Eine Extrusions-Blown-Molding-Zelle ist keine einzelne Last; Es handelt sich um ein Bündel von Lasten mit sehr unterschiedlichen Verhaltensweisen, und die Elektrifizierung greift nur eine davon direkt an. Die unten genannten Prozentsätze repräsentieren die typische Verteilung, die bei mittelgroßen EBM-Zellen für die Produktion von PE-Behältnissen gemessen wurde, und sie sollten als Startvorlage betrachtet werden, die durch eigene, unterteilt gemessene Daten ersetzt werden sollte, sobald diese Daten verfügbar sind.
Extrusionswärmeanwendung und Plastifizierung: 35 bis 45 Prozent
Dies ist der größte einzelne Block und ist weitgehend architekturenunabhängig. Er umfasst die Heizbahnen im Barrel, die Heizstrahler am Dieskopf, die Heizstrahler für die Adapter und die Bildwechsel-Walze sowie die mechanische Arbeit, die vom Extruderschrauben bei der Klemmung und Transport der Schmelze erledigt wird. Bei einem gut laufenden Einführschraubenziehautomaten mit einem L/D-Verhältnis von 25 bis 30 : 1 zum Verarbeiten von HDPE entfällt ein wichtiger Teil der Enthalpie, die benötigt wird, um das Harz von der Umgebung auf eine Schmelzetemperatur von 175 bis 210 °C zu heben, auf viskose Scher. Sobald der Barrel den Gleichgewichtszustand erreicht hat, sinken die Betriebszyklusteile für die mittleren und vorderen Zonen oft unter 20 Prozent. Bei Hochtscherextrudern können die vorderen Zonen für die Kühlung und nicht für die Heizung benötigt werden.
Die theoretische Wärme, die zur Erhitzung und Schmelzung von HDPE von 25 °C auf 200 °C erforderlich ist, beträgt etwa 0,19 bis 0,22 kWh pro Kilogramm, bei einer spezifischen Wärmekapazität von etwa 2,3 kJ/kg·K im festen Aggregatzustand, einer Schmelzenergie von etwa 200 bis 230 kJ/kg und der spezifischen Wärme im geschmolzenen Aggregatzustand. Deshalb ist jede gemessene Extrusionsenergie von 0,25 kWh/kg eine Ineffizienz: Strahlung von nackten Rohrflächen, Wärmeleitung in den Rahmen, überdimensionierte Heizbänder, die gegen aktives Kühlen laufen, oder ein Schraubengeometrie, die viel mehr Scherwärme erzeugt als der Prozess benötigt und dann die Rohrkohlung zur Entfernung dieser Menge erfordert.
Befestigung und Werkzeugbewegungen: 15 bis 25 Prozent
Dies ist der Block, gegen den die Elektrifizierung direkt ansetzt. Er umfasst die Öffnung und Schließung der Form, den Erhalt der Spannung während der Spritzung und Kühlung, den Weg der Karosserie bei Shuttle-Maschinen sowie die Bedienung des Spritzstichels oder der Kalibrierungsstange. Bei einer festen Hubvolumenhydraulikmaschine ist dieser Block durch die vorhin erwähnten Umleitungverluste aufgebläht; bei einer komplett elektrischen Maschine schrumpft er deutlich, da die Energie nur während der tatsächlichen Bewegung verbraucht wird. In der Praxis verringert der Wechsel von einer fest hydraulischen Maschinenkonfiguration zu einer komplett elektrischen Maschine diesen Block üblicherweise um 55 bis 75 %.
Standby des hydraulischen Antriebselements: 10 bis 20 Prozent
Bei einer vollständig elektrischen Maschine liegt dieser Block im Wesentlichen bei Null. Bei einer hydraulischen Maschine mit festem Hubvolumen ist das einer der größten vermeidbaren Verluste in der gesamten Anlage und für die Bedienung unbemerkt, da die Pumpe dieselben Geräusche erzeugt, unabhängig davon, ob sie Arbeit leistet oder nicht. Bei servohydraulischen Maschinen liegt der Wert typischerweise bei 3 bis 7 %. Da dieser Block bei der Elektrifizierung vollständig verschwunden ist und nicht einfach nur geschrumpft, ist dies der Haupttreiber der als Prozent angegebenen Reduzierung.
Druckluft zum Blasen: 10 bis 20 Prozent
Kühlwassersystem (Form, Öl, Fässer)
Kühlwassersystem: 8 bis 15 Prozent
Die Kühlung der Werkzeuge, die Kühlung des Öls bei Hydraulikmaschinen, die Kühlung des Schafts des Extruders und die Kühlung der Behälterkammer basieren auf den Kreisläufen für Kaltwasser und Turmwasser. Die Kühlerturbokompressorleistung, die Pumpenleistung und die Leistung des Kühlturmblasters gehören in dieses Modul. Die Elektrifizierung verringert dieses Modul indirekt, indem sie die Belastung für die Kühlung des Öls, in der Regel um 15 bis 30 Prozent des Moduls, reduziert.
Hilfsgeräte: 5 bis 10 Prozent
Materialbeförderung und Vakuumladern, Entfeuchtungszutrockner bei der Verarbeitung hygroskopischer Materialien wie PA, PC oder PETG, zentrale Befüllung, Granulationsrückführungen, Abgangsbeförderungsanlagen, Undichtigkeitssonden und Nachbearbeitungsstationen. Dieser Block ist architekturunabhängig, jedoch häufig überdimensioniert. Insbesondere die Flash-Granulierer werden oft permanent betrieben, obwohl sie nur intermittierend bedient werden müssen.
Tabelle 2: Energieverteilung in einer EBM-Zelle nach Antriebsarchitektur
| Energieblock | Typischer Anteil | Fest hydraulisch (Index, Basislinie 100) | Servohydraulisch (Index) | Volle Elektrifizierung (Index) |
|---|---|---|---|---|
| Extrusionserhitzen und -plastifizieren | 35–45 % | 40 | 40 | 38 |
| Klemmung und Formenbewegung | 15–25 % | 20 | 13 | 15 |
| Reserven und Umleitung der Hydraulikaggregat | 10-20 % | 15 | 11 | 40 |
| Druckluft für Blas- und Aktionsaufgaben | 10-20 % | 14 | 14 | 14 |
| 35-45 % | 8–15 % | 11 | 9 | 74 |
| Zusatzgeräte (Trocknung, Transport, Granulierung) | 5–10 % | 15 | 15 | 15 |
| Gesamtzellindex | 100 % | 107 (Standardeinstellung auf 100 nach Normalisierung) | 88 | 74 |
Die Normalisierung der Spalt mit fester Hubzahl auf den Indikator 100 ergibt einen Servohydraulik-Indikator von etwa 82 und einen vollständig elektrischen Indikator von etwa 69, was bei der Vollzellengrenze einer Reduktion von 18 und 31 Prozent entspricht. Beachten Sie, dass diese Zahlen für die Volle Zelle konservativer sind als die für die Maschine allein genannten Zahlen, weil sie Komprimierluft und Hilfsanlagen enthalten, die durch Elektrifizierung nicht verbessert werden können. Wenn Sie Angebote von Lieferanten vergleichen, prüfen Sie immer, zu welcher Grenzwertansage das geltende Ersparnis sich bezieht.
Spezifischer Energieverbrauch: Das mit Abstand wichtigste Maß
Der spezifische Energieverbrauch, abgekürzt als SEC und in Kilowattstunden pro Kilogramm Endprodukt angegeben, ist die einzige Energieangabe, die eine Änderung in Maschinengröße, Produktmix, Schichtplan oder Land standhält. Die Leistung in Kilowatt sagt Ihnen nichts, ohne die Dauer zu kennen. Jährliche Kilowattstunden sagen Ihnen nichts, ohne die Produktion zu kennen. SEC normalisiert beide und ermöglicht die vergleichbare Beurteilung einer Schampobottenlinie von 200 ml mit einer 20-L-Jerrycan-Linie auf einer rechtfertigbaren Grundlage.
Genaues Definieren der metrischen Einheit
SEC wird als die gesamte elektrische Energie berechnet, die über einen festen Zeitraum verbraucht wurde, dividiert durch die Masse des verkaufbaren Produkts, das in diesemselben Zeitraum hergestellt wurde. Drei definitorische Entscheidungen müssen explizit getroffen und dann konstant bleiben:
- MessgrenzeNur Maschinenterminalbox, Einheit plus dedizierte Hilfsaggregate oder komplette Zelle einschließlich einer proportionalen Zuweisung von Druckluft und gekühlter Wasser. Jede dieser Optionen ist zulässig; Sie dürfen nicht miteinander vermischt werden.
- MassebasisKilogramm ausgetretener Harz oder Kilogramm fertiger Endproduktion nach Ablaufentfernung und Qualitätsabweisung. Die zweite Basis ist die ehrliche, weil Flash, das erneut zu Harz zerkleinert und wieder in die Maschine eingespeist wird, bereits einmal Meldeenergie verbraucht hat. Bei einem typischen Behälter mit einer Prozessphase, die den Prozessablauf unterbricht, und einer Form kann Flash 15 bis 40 Prozent der in Form gezogenen Masse ausmachen. Daher können sich die beiden Basen um ein Faktor von mehr als einem unterscheiden.
- ZeitfensterEine einzige stabile Produktionsstunde, eine komplette Schicht oder ein zusammenhängender Monat. Die monatlichen Zeiträume erfassen Startaufträge, Werkzeugwechsel und leere Zeiten und geben daher die Reihe an, die die Messwerte genau erklärt.
Die Konvention, die in diesem Artikel verwendet wird, ist wie folgt: Vollzellengrenze ohne Erzeugung komprimierter Luft, Messung in Bezug auf den Verkaufswert des fertigen Produkts, monatlicher Rollenzeitraum. Diese Konvention ist für die jährliche Budgetierung am nützlichsten, weil sie sich direkt gegen den Verkaufsvolumen rekombiniert.
Benchmark-Bänder für PE-Container
Im gesamten Umfang der installierten Blowmoulding-Anlagen für HDPE-und LDPE Behälter zwischen 200 ml und 20 l liegen die SEC-Werte in mehr oder weniger einheitlichen Bereichen. Eine hydrostatische Maschine älterer Generation mit fixem Volumenstrom, die unter moderatem Beladungsfaktor betrieben wird und ohne Isolierung, misst normalerweise 0,65 bis 0,90 kWh/kg. Eine gut instand gehaltene hydrostatische Maschine mit variablen Volumenstrom und Behälterisolierung misst 0,50 bis 0,70 kWh/kg. Eine moderne, voll elektrisch betriebene Maschine, die korrekt auf ihre Produkte abgestimmt ist und bei gesundem Beladungsfaktor arbeitet, misst 0,35 bis 0,55 kWh/kg.
Material ist mindestens so wichtig wie die Maschine. PP erfordert eine etwas höhere Schmelztemperatur als HDPE und hat einen höheren Schmelzgewinn, was den SEC um etwa 5 bis 10 Prozent erhöht. Festes PVC verarbeitet bei niedrigeren Schmelztemperaturen, typischerweise zwischen 165 und 185°C, erfordert jedoch ein sehr sorgfältiges Scherverfahren und häufig niedrigere Schraubengeschwindigkeiten, was den SEC in die eine oder andere Richtung drücken kann. Technische Harze wie PC und PA tragen eine Trocknungslast bei, die allein 0,05 bis 0,12 kWh/kg betragen kann, und PC benötigt auch Schmelztemperaturen, die deutlich über 250°C liegen. Deshalb muss in jeder SEC-Benchmark die verwendete Materialart angegeben werden.
Die Kernrechenleistung
Die jährliche Stromberechnung reduziert sich auf einen einzigen Ausdruck:
Jahresverbrauch an Strom (kWh) = spezifischer Energieverbrauch (kWh/kg) × Jahreserzeugung (kg)
Die Einsparungen durch eine Architekturänderung betragen:
eingesparte Jahresmenge kWh = (SEC-Basis – SEC voll elektrisch) × Jahresverkaufsmenge (kg)
Die Eleganz dieser Formulierung besteht darin, dass keine Annahme über die Zykluszeit, die Anzahl der Maschinen, das Schichtschema oder die Auslastung erforderlich ist. All das ist bereits in der gemessenen SEC und der erzielten jährlichen Tonnage enthalten. Die Ingenieursarbeit besteht darin, die Ausgangs-SEC ehrlich zu messen und eine abweigender Ziel-SEC für die Austauschmaschine festzulegen – nicht in der Arithmetik selbst.
Jährliche Betriebsstunden und Ladefaktor: Modellen des Betriebsablaufs
Obwohl die SEC-Methode keine Hours-Modelle zur Berechnung der Erhöhung erfordert, sind diese für zwei weitere Zwecke essenziell: Die Dimensionierung der elektrischen Infrastruktur sowie die Beantwortung der Frage, warum zwei Anlagen mit gleichen Maschinen unterschiedliche SEC-Werte melden.
Drei standardmäßige Schaltmuster
Eine geschäftsbetriebene DoppelShift, die fünf Tage pro Woche läuft und gesetzliche Feiertage umfasst, erzielt typisch 3.800 bis 4.200 planbare Stunden pro Jahr, davon vielleicht 3.300 bis 3.700 produktive nach den Umformungen, Farbwechseln und Wartungsarbeiten. Eine Dreischichtbetriebene, die fünf oder sechs Tage pro Woche läuft, erreicht 6.000 bis 7.000 planbare Stunden, davon 5.300 bis 6.300 produktive. Ein wirklich kontinuierlicher Betrieb, der sieben Tage mit planbaren Wartungsfenstern betreibt, erreicht rund 8.000 planbare Stunden, davon 7.200 bis 7.600 produktive.
Unter den 400 bis 600 nichtproduktiven Stunden in einem Drehsifftag unterscheiden sich hydraulische und elektrische Architekturkonzepte erheblich. Eine hydraulische Leistungseinheit mit festem Hubvolumen, die weiter betrieben wird, verzeichnet in diesen Stunden 25 bis 40 Prozent der nominalen Leistung, ohne dabei etwas zu produzieren. Eine komplett elektrische Maschine im gleichen Zustand verbraucht nur die Standby-Leistung des Brennerheizsystems, die wiederum durch eine Standby-Temperaturreduktion von 40 bis 60 °C unter der Prozesstemperatur um 30 bis 50 Prozent verringert werden kann. Dies ist der Mechanismus, durch den die Elektrifizierung den SEC um mehr als das rein arithmetische Motion- Block verbessern kann.
Beladungsfaktor und seine Konsequenzen
Der Lastfaktor ist der Verhältnis der durchschnittlichen tatsächlichen Stromaufnahme zum angeschlossenen Last der Maschine. Real EBM-Zellen arbeiten bei Lastfaktoren von 0,55 bis 0,85. Eine Maschine, die großzügig dimensioniert ist für ein künftiges Produkt in Großcontainern, aber zurzeit kleinere Container herstellt, arbeitet am unteren Ende; eine Maschine, die bei ihrer genormten Extrusionsleistung mit einem komplett ausgestatteten Spritzgussform arbeitet, arbeitet am oberen Ende.
Der Lastfaktor beeinflusst hydraulische und elektrische Maschinen unsymmetrisch. Eine hydraulische Pumpe läuft bei niedrigem Lastfaktor weiter mit voller Drehzahl, sodass ihre Umleitungverluste absolut konstant bleiben, während der nützliche Output sinkt – der SEC verschlechtert sich deshalb im Zeitpunkt des Absinken des Lastfaktors rasch. Ein servoelektrischer Antrieb zieht bei niedrigem Lastfaktor einfach weniger Strom, sodass sich sein SEC mit einer minimalen Abnahme verbessert. In der Praxis gewinnt die elektrotechnische Architektur mithilfe eines vollständigen elektrischen Antriebs gegenüber einer hydraulischen Anlage mit festem Hub bei einem Lastfaktor von 0,55 45 bis 55 % gegenüber. Bei einem Lastfaktor von 0,85 sind es nur noch 25 bis 32 %. Anlagen mit volatilen Auftragsbüchern und häufigen Produktwechseln profitieren daher absolut ausserproportional von der Elektrifizierung.
Tabelle 3: Betriebsstunden und Lastfaktormodell
| Schichtarbeitsmodell | Geplane Stunden pro Jahr | Produktive Stunden | Nicht-produktive energetisierte Stunden | Typischer Lastfaktor | Richtige SEC-Strafe auf den hydraulischen Bereich |
|---|---|---|---|---|---|
| Zwei Verschiebungen, fünf Arbeitstage | 3.800–4.200 | 3.300–3.700 kWh | 400-600 Stück | 0,55–0,70 | Hoch (häufige Neustarts, lange Standby-Phase) |
| Drei Schichten, fünf bis sechs Tage | 6.000–7.000 | 5.300–6.300 | 500-800 Stück | 0,65–0,80 | Mittelmäßig |
| Ständig, sieben Tage lang | 7.800–8.200 | 7.200–7.600 | 300–600 kWh | 0,75–0,85 | Niedrig (aber absoluter kWh-Anteil am größten) |
Berechnungsbeispiel: Energieeinsparungen bei 500, 1500 und 3000 Tonnen pro Jahr
Die folgenden Berechnungen verwenden die SEC-Methode für drei Anlagengrößen, die den Großteil der unabhängigen Blasformdesignoperationen umfassen. Alle Werte sind in Kilowattstunden und Prozentsätzen angegeben. Es werden keine Geldbeträge angegeben, da Tarifstrukturen je nach Region, Vertrag, Nachfragenteil und Zeitfenster variieren – wenden Sie Ihre eigenen Tarifstruktur auf diese Kilowattstunden-Werte an, um ein finanzielles Ergebnis zu erhalten, das für Ihren Versorgungsvertrag relevant ist.
Szenarionsdefinitionen
Bei jedem Ausgabeeinschüben werden drei Werten für die grundlegenden Werte bis zum angestrebten Wert analysiert. Sie repräsentieren die realistische Bandbreite der Ergebnisse:
- Konservativer Fall:Referenzwert 0,60 kWh/kg (eine reasonably maintained Servohydraulikmaschine) mit einer Verbesserung auf 0,50 kWh/kg. Verbesserung von 0,10 kWh/kg, oder 16,7 Prozent
- Typischer Fall:Baseline 0,70 kWh/kg (eine Mischflotte hydraulischer Maschinen verschiedener Baujahre) verbessert sich auf 0,45 kWh/kg. Verbesserung 0,25 kWh/kg, was entspricht einer Verbesserung von 35,7 Prozent.
- Best-case-Szenario:Baseline 0,90 kWh/kg (für eine alte Basisflotte mit geringer Auslastung und unisolierten Tanks) verbessert sich auf 0,35 kWh/kg. Verbesserung von 0,55 kWh/kg, also 61,1 %.
Tabelle 4: Jährliche kWh-Reduktion in drei Leistungsstufen
| Jährlicher Output | Fallstudie | Basissicherheitswert SEC (kWh/kg) | Elektroenergie SEC (kWh/kg) | Grundwerte pro Jahr (kWh) | elektrische Jahresertrag kWh | Jährlich eingesparte kWh | Reduktion | Index (Basislinie = 100) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 500 t/a (500.000 kg) | Konservative | 0,60 kWh/kg | 0,50 | 300.000 | 250.000 | 50.000 | 16,7 % | 83,3 |
| 500 t/a | Typisch | 0,70 | 0,45 | 350.000 | 225.000 kWh | 125.000 | 35,7 % | 64,3 |
| 500 t/a | Optimales Szenario | 0,90 | 0,35 | 450.000 | 175.000 | 275.000 | 61,1% | 38,9 |
| 1.500 t/a (1.500.000 kg) | Konservative | 0,60 kWh/kg | 0,50 | 900.000 | 750.000 | 150.000 | 16,7 % | 83,3 |
| 1.500 t/a | Typisch | 0,70 | 0,45 | 1.050.000 | 675.000 | 375.000 | 35,7 % | 64,3 |
| 1.500 t/a | Optimales Szenario | 0,90 | 0,35 | 1.350.000 | 525.000 | 825.000 | 61,1% | 38,9 |
| 3.000 t/a (3.000.000 kg) | Konservative | 0,60 kWh/kg | 0,50 | 1.800.000 kWh | 1.500.000 | 300.000 | 16,7 % | 83,3 |
| 3.000 t/a | Typisch | 0,70 | 0,45 | 2.100.000 | 1.350.000 | 750.000 | 35,7 % | 64,3 |
| 3.000 t/a | Optimales Szenario | 0,90 | 0,35 | 2.700.000 | 1.050.000 | 1.650.000 | 61,1% | 38,9 |
Die Tabelle richtig lesen
Drei Beobachtungen ergeben sich aus dieser Tabelle. Erstens ist der prozentuale Unterschied schwingungslos, d. h. er hängt nur vom Kettelektronikpärchen ab, nicht von der Durchsatzleistung. Eine Anlage mit 500 Tonnen und einer Anlage mit 3000 Tonnen erreichen den gleichen prozentualen Wert. Der Unterschied liegt nur in den absoluten Kilowattstunden. Zweitens hängt die absolute Einsparung linear von der Durchsatzleistung ab, was bedeutet, dass die Rentabilitätslogik stark den Anlagen mit hoher Auslastung zugute kommt. Drittens beträgt der Unterschied zwischen dem konservativen und dem besten Szenario ein Faktor 5,5, weshalb die Referenzmessung viel wichtiger ist als die definierte Zielvorgabe. Eine Anlage, die bei einer Referenz von 0,70 kWh/kg annimmt, dass der tatsächliche Wert 0,85 kWh/kg beträgt, unterschätzt ihre Einsparung um mehr als die Hälfte.
Ein nützlicher Zwischencheck ist die pro-Maschinen-Zahl. Eine einzelne EBM-Maschine mittlerer Größe, die 2 L HDPE-Containern mit einer Rate von etwa 45 kg pro Stunde herstellt und 6.000 produktive Stunden im Jahr durchläuft, erzeugt grob gesagt 270 Tonnen Extrudiermasse. Nach Abzug von Schwindflüssigkeit, die als verkaufsfertiges Produkt in etwa mit 78 % Ausbeute ins Rennen geht, beträgt die verkaufbare Produktion rund 210 Tonnen. Im typischen Fall führt diese Maschine allein zu einer jährlichen Energieeinsparung von etwa 52.500 kWh. Eine Anlage von sieben solchen Maschinen nähert sich damit der 1.500 t/a-Zeitlinie in Tabelle 4.
Prozessvariablen, die den spezifischen Energieverbrauch beeinflussen
Der Kauf einer vollständig elektrischen Maschine legt einen neuen Standard fest, aber die Prozesseinstellungen bestimmen, wo innerhalb des Bandes die Anlage tatsächlich arbeitet. Die folgenden Variablen haben den größten messbaren Einfluss auf die SEC und die meisten können ohne Investitionsausgaben eingestellt werden.
Schmelztemperatur und Temperaturprofil
Bei HDPE-Behältern umfasst ein Schmelztemperaturfenster von 175 bis 210 °C fast alle kommerzielle Anwendungen. Wenn eine Arbeit bei 205 °C ausgeführt wird, während 185 °C eine akzeptable Verarbeitung ermöglicht, verschwenden die Heizgeräte und das Schneiden zur Erreichung der höheren Temperatur zweimal Energie: einmal in den Heizgeräten und beim Schneiden und erneut im Kühlkreislauf, der die zusätzliche Enthalpie entfernen muss, bevor das Teil ausgestoßen werden kann. Jede 10 °C unnötige Schmelztemperatur addiert etwa 0,005 bis 0,008 kWh/kg auf der Seite der Erwärmung und verlängert die Kühlzeit um 3 bis 6 Prozent, was den Output reduziert und somit die SEC erhöht.
Die Anwendung des Bändern auf die typischen Einsparungen aus Tabelle 4 ergibt folgende jährliche Kohlendioxid-Reduktionen. Alle Werte sind in Tonnen Kohlendioxidgleichwert pro Jahr angegeben.
Schraubendrehzahl, L/D-Verhältnis und Kompressionsverhältnis
Die Schraubengeometrie bestimmt das Gleichgewicht zwischen Scheuerwärme und konduktiver Wärme. Ein einführender Extruder mit einem L/D-Verhältnis von 25 bis 30:1 und einem Verdichtungsverhältnis von 2,5 bis 3,5:1 ist die Standardkonfiguration für die Spritzgussblassextrusion von PE, und innerhalb dieses Rahmens liefert ein Barrierenschraubenschnecke typischerweise 8 bis 15 % niedrigere SEC als eine herkömmliche dreizonige Schraube bei gleicher Leistung, da sie eine Homogenität der Schmelze bei niedrigerer Schmelzetemperatur erzielt.
Die Schraubendrehzahl sollte so eingestellt werden, dass die erforderliche Druckfallzeit bei der niedrigsten praktischen Drehzahl erreicht wird. Wenn die Schraube schnell läuft und anschließend mit einer Schmelzepumpe oder einer einschränkenden Matrize gedrosselt wird, wandelt die Motorleistung sich in Wärme um, die durch den Behälterkühlung abgeleitet wird – eine reine Energieverschwendung. Wo eine Schmelze- oder Getriebepumpe montiert ist, sollte diese zur Stabilisierung des Ausgangsdrucks eingesetzt werden, nicht zum Ausgleich einer überhastigen Schraubendrehzahl.
Einblasisolatoren
Die ungehäuften Rohroberflächen bei einer Temperatur von 190 bis 210 °C strahlen und konvektieren stetig in den Maschinenraum. Das Aufbringen von abnehmbaren Isolationsüberzügen auf den Rohr und den Formkopf verringert die Wärmereihe um 15 bis 25 Prozent, wobei die höhere Zahl für Maschinen in kühlen oder klimatisierten Hallen gilt. Die weiteren Vorteile sind ebenso wertvoll: stabilere Zonentemperaturen, schneller Aufwärmen bei kaltem Wetter, niedrigere Umgebungstemperatur in der Nähe der Maschine und reduziertes Risiko von Verbrennungen für die Bedienungspersonal. Die Schwierigkeiten bei der Implementierung sind gering, und die Maßnahme gilt sowohl für hydraulische als auch für vollständig elektrische Maschinen.
Temperatur des Kühlwassers
Das Kühlwasser für die Form für HDPE-Container liegt im Bereich von 8 bis 15 °C. Jede Gradabweichung senkt die Kühlzeit, erhöht jedoch die Kompressorkraft des Kältegeräts um etwa 2 bis 3% pro Grad. Das Optimum ist nicht die kälteste erreichbare Temperatur, sondern die höchste Temperatur, die die Zykluszeit ohne Auswirkungen auf Schrumpf oder Ovalität einhält. Viele Werke benutzen von Gewohnheit aus kühles Wasser bei 7 °C, während 12 °C dieselben Zyklus liefern würde. Dadurch gehen 10 bis 15% der Kälteerzeugung verloren.
Die Strömgeschwindigkeit ist mindestens so wichtig wie die Temperatur. Turbulentem Fluss in den Kühlkanälen, der durch ein Reynolds-Nummer von über 4.000 gekennzeichnet ist, wird Wärme mehrere Mal effizienter übertragen als laminarem Fluss. Maßstabgeschaltete oder partiell blockierte Kanäle erzwingen eine Kompensation durch eine reduzierte Liefertemperatur. Die jährliche Entkalkung der Gießformkühlkreise ist eine einfache, aber ressourcenschonende Maßnahme, die Unternehmen normalerweise auf später verschieben.
Stufeung der Luftdrucksicherung und Venturi-Wiedergewinnung
Die Luft wird häufig bei einem einzigen hohen Druck von 8 bis 10 bar geliefert, wenn der Prozess nur während der anfänglichen Aufblasen diesen Druck erfordert. Eine Stufenweise Bereitstellung – ein kurzer Hochdruckstoß für die Bildung des Behällchens an der Werkzeugoberfläche, gefolgt von einem niedrigeren Halbdruck von 4 bis 6 bar während des Abbaus – reduziert die verbrauchte Luftmenge pro Teil um 20 bis 35 Prozent. Wo die Maschinensteuerung unabhängige Vorablass- und Hauptablassdrücke ermöglicht, handelt es sich hier um eine Einstellungänderung und nicht um eine Hardwareänderung.
Die Luftwiedergewinnung geht noch weiter. Ein Venturi-basiertes oder Empfänger-basiertes Wiedergewinnungssystem fängt die Ausblaskunststoffe von jedem Blow-Zyklus auf und führt sie zu einem Zwischendruckempfänger, der niederdrucke pneumatische Verbraucher wie Cylindere, Transportbänder und Teilwerfer versorgt. Auf Maschinen mit großen Behältervolumina können Wiedergewinnungsraten von 20 bis 40 Prozent des Blow-Luftvolumens erreicht werden. Da die Erzeugung von Druckluft eine der ineffizientesten Energieumwandlungen in einer Fabrik ist – typischerweise bleibt nur 10 bis 15 Prozent der Kompressoranliefe als nützlicher Druckluftarbeit übrig – lohnt sich jeder nicht generierte Kubikmeter mehrfach seinen nominalen Wert.
3–8 % Material und passende Energie
Die Steuerung der Wanddickenkontrolle, ob durch einen hydraulischen oder servomotorisch-elektrischen Spaltantrieb mit einem Mehrpunktprogrammierer, bestimmt direkt, wie viele Gramm in jeden Behälter strömen. Der Übergang vom 20-Punkts- zum 100-Punkts-Wanddickendrehprogramm ermöglicht üblicherweise eine Reduzierung der Teilemasse um 3 bis 8 Prozent bei gleichzeitiger Beibehaltung der Hochlast-und Absturztestleistung. Da die SEC pro Kilogramm angegeben wird, verringert geringeres Gewicht nicht die SEC, jedoch die insgesamt jährlich eingesetzten Kilogramm und damit auch die Gesamtjahreskilowattstunden in proportionaler Abhängigkeit. Eine 5-prozentige Gewichtsreduzierung bei einer Anlage mit einer Durchsatzleistung von 1.500 t/a reduziert den Durchsatz um 75 Tonnen und bei 0,45 kWh/kg rund 33.750 kWh pro Jahr, völlig unabhängig von der Frage der Antriebsarchitektur.
Druckluft: Die leise zweite Hälfte des EBM-Energieabdrucks
Alle Energieprogramme, die an der Maschinenendkiste enden, nehmen nur einen Teil der verfügbaren Reduzierung auf. Druckluft wird zentral erzeugt, zentral dosiert und wird daher nur selten der Maschine zugeschrieben, die sie verbraucht, was genau der Grund dafür ist, dass es in Spritzgussbetrieben als eine große und nicht verwaltete Last besteht.
Umwandlungsstrafe
Die Erzeugung von Druckluft bei 7 bar Manometerdruck erfordert bei einem gut unterhaltenen Schraubenkompressor etwa 6 bis 7 kW Drehstromleistung pro normalen Kubiksatz pro Minute der Elbtäuscherleistung. Von diesem Input wird nur ein bescheidenes Ausmaß als mechanische Leistung am Einsatzort zurückgewonnen; der Rest wird in Wärme am Kompressor und in dem Druckverlust im Verteilungsnetz umgesetzt. Deshalb ist ein Kubikmeter komprimierter Luft, der an der Maschine eingespart wird, wesentlich wertvoller als dieselbe Energie, die bei einem Elektromotor eingespart wird.
Undichtheit
Das Leckverlust von Druckluft in unkontrollierten Kunststoffanlagen liegt meist zwischen 20 und 35 Prozent des gesamten erzeugten Volumens. Blasformanlagen sind am schlechtesten dieser Spanne aufgrund der Vielzahl an Schnellanschlussteilen, Drehkupplungen auf Wagen montierten Blasstiften sowie pneumatischen Zylindern, die ständig geschaltet werden. Ein einzelnes 3 mm großes Loch bei 7 bar erzeugt Leckverluste von rund 0,5 Normkubikmeter pro Minute, was bei 6,5 kW pro Kästerminut ungefähr 3,2 kW kontinuierliches Anziehen bedeutet –also etwa 25.600 kWh pro Jahr bei 8.000 Betriebsstunden. Zwei mal pro Jahr durchgeführte Ultraschall-Leckdichtheitsuntersuchungen, kombiniert mit einem reparationsorientierten Programm, zählen zu den Verfahren mit dem höchsten Ertrag und den geringsten Aufwand.
Regelung des Druckbands
Jede Erhöhung des Systemdrucks um 1 bar reduziert die Motorenleistung des Kompressors um etwa 6 bis 8 Prozent. Viele EBM-Anlagen betreiben das gesamte Druckluftbündel bei 8 oder 9 bar, weil eine Maschine Hochdruckluft benötigt, während ein separates Verdichter für diese Maschine die Möglichkeit bietet, den allgemeinen Druck auf 6 bar zu senken. Die Aufteilung des Netzwerks in einen Niederdruck-Bündel für die Steuerung und den Transport sowie einen Hochdruck-Bezweckbereich für das Blasverfahren ist eine Maßnahmen der mittleren Schwierigkeitsstufe mit großem und dauerhaften Nutzen.
Wärmeren der Kompressorhalle
Zwischen 70 und 90 Prozent der Anlageneingangsenergie kann als Niedertemperaturwärme im Kühlluft- oder Kühlwasserstrom zurückgewonnen werden. In klimatisch kalten Regionen oder in Anlagen mit einer Warmwasseranforderung für Waschläufe oder Harzvorgetrocknung ersetzt die Wärme anderes Energieverbrauch. Dies senkt zwar nicht den Stromverbrauch für Druckluft, aber es reduziert den Gesamtenergieverbrauch auf der Anlage, was etwa für die Emissionsberichterstattung von Bedeutung ist.
Retrofit- und Upgrade-Maßnahmen nach Wert der Ersparnis und Schwierigkeitsgrad
Nicht alle Anlagen können ihr Produktionsparks ersetzen. Die folgende Tabelle zeigt die praktischen Maßnahmen, die in einem bestehenden Extrusionsblasformtechnikbetrieb zur Verfügung stehen, nach typischen Einsparmöglichkeiten und der Implementation-Sicherheit. Die Schwierigkeitsgrad der Maßnahmen wird als gering, mittel oder hoch bewertet, und zwar anhand der erforderlichen Stillstandszeit, der technischen Komplexität und der Notwendigkeit von externen Dienstleistern. Die Kapitalintensität wird als relative Band und nicht als konkrete Zahl angegeben.
Dicke der Wandsteuerung und Material pro Teil
| Messen | Energieblokkierte Anlage | Typische Einsparung | Realisierungsprobleme | Investitionsintensitätsband |
|---|---|---|---|---|
| Ultraschallbasierte Untersuchung und Reparatur von Druckluft-Leckagen | Druckluft | 10–25% der Luftenergie | Niedrig | Niedrig |
| Isoliermanteln für Zylinder und Werkzeugkopf | Extrusionsheizung | 15–25 % der Heizenergie | Niedrig | Niedrig |
| Aufrechterhaltung der Standby-Temperatur bei Stoppen | Extrusionsheizung | 8–15 % der Extrusionsenergie | Niedrig | Niedrig |
| Optimierung des Kühltemperatur-Ziels (8 → 12 °C, sofern der Zyklus es zulässt) | Kühlwasser | 8–15 % der Kühllast | Niedrig | Niedrig |
| Schrubbeluftdruckstufe (Voreinlauf / Halteinlauf-Grenze) | Druckluft | 20–35 % des Einblasluftvolumens | Niedrig bis mittel | Niedrig |
| Entkalkungsprogramm für das Kühlkanal der Kunststoffform | Kühlwasser | 5-12 % der Kühlanlage-Energie | Niedrig bis mittel | Niedrig |
| Teilmessungen und das SEC-Dashboard auf Shiftebene | Aktivierung aller Module | 3–8 % Verhalten | Mittelmäßig | Niedrig bis mittel |
| Austausch des Barrier-Schraubes mit Mischsektion | Extrusion / Verformung | Instrumentierung | Mittelmäßig | Mittelmäßig |
| Druckteilung des Druckluftnetzes (Niedrig-/Hochdruckanschlüsse) | Druckluft | Reduzierung von 6–8 % pro Bar | Mittelmäßig | Mittelmäßig |
| Schrubbeluftrückgewinnung zum Zwischenbehälter | Druckluft | 20–40 % der erhobene Einblasluft | Mittel bis hoch | Mittelmäßig |
| Retrofit der Servopumpe am bestehenden Hydraulikkraftwerk | Hydraulischer Standby und Bewegung | 15–30% der Maschinenenergie | Mittel bis hoch | Mittel bis hoch |
| Variablen-Geschwindigkeitsantrieb bei dem Kälteturm und den Kühlpumpen | Kühlwasser | 15–30 % der Pumpeenergie | Mittelmäßig | Mittelmäßig |
| Upgrade des Mehrpunkt-Parison-Wandstärke-Reglers | Gesamte verarbeiteten Kilogramm | 30–50 % der Reservheizenergie | Mittel bis hoch | Mittel bis hoch |
| Vollständige Ersetzung durch eine vollständig elektrische EBM-Maschine | Bewegung, Standby, Ölkühlung | 25 – 45 % der Zellenergien (bis zu 60 % im Vergleich zu alten Konstantendrehkraftanfahrungen) | Hoch | Mittel bis Premium |
| Abwärmen des Kompressors zur Aufbereitung von warmem Wasser | Gesamtenergie des Betriebes | 70–90 % der Kompressorwärme ist wiederverwertbar | Hoch | Mittel bis hoch |
Ein sinnvoller Sequenzierungsregel besteht darin, vor einer Vornehme Aufgabe immer eine Nachteilslose Aufgabe zu erfüllen, aus zwei Gründen. Erstens bieten die Nachteilslosen Aufgaben in der Regel eine insgesamt 10-18-Prozentige Reduzierung mit minimaler Störung. Und zweitens, und dies ist wichtiger, richten sie den Ausgangspunkt wieder aus. Den Austausch einer Maschine wälzen, während das Druckluftnetz 30 Prozent des Kapazitätsverlusts aufweist und die Barren unisolaretisiert sind, macht es unmöglich, die entsprechenden Fortschritte korrekt zuzuordnen, was den Fall für die nächste Investition unschädlich macht.
Umrechnung von Kilowattstunden in Kohlenstoff: Berechnung des Netzfaktors
Immer häufiger müssen Blasformanlagen die Emissionen nach Range 2 den Markeninhabern und in einigen Rechtssystemen den Regulierungsbehörden melden. Die Umrechnung von Kilowattstunden auf Kohlendioxidäquivalent ist, sobald ein Netzemissionsfaktor gewählt wurde, einfach. Die daraus resultierenden Tonnage-Mengen sind intern häufig überzeugender als die Energiewertangabe alleine.
Wählen eines Rasteremissionsfaktors
Die Emissionsfaktoren für Strom variieren je nach Land und Jahr stark, je nachdem, wie sich die Erzeugungsmischung verändert. Ein Arbeitsbereich von 0,55 bis 0,85 kg CO2e pro kWh umfasst die meisten Industriereviere mit einer bedeutenden thermischen Erzeugungskomponente. Netze mit hohem Anteil an Wasser-, Kern- oder erneuerbarer Energie fallen weit unter diesem Bereich; Netze, die hauptsächlich von Kohle angetrieben werden, liegen auf oder etwas über dem oberen Grenzwert. Verwenden Sie den veröffentlichten nationalen oder regionalen Faktor, der für Ihr Berichtungsjahr gültig ist, und geben Sie die Quelle in Ihrer Offenlegung an. Wenn ein Betrieb einen Kaufvertrag für erneuerbare Energien hat, kann neben dem Standortbasierten Faktor auch ein marktbasierter Faktor verwendet werden, wie in dem Protokoll über Treibhausgase festgelegt.
Tabelle 6 Äquivalent: Carbonreduktion nach Outputklasse
Tabelle 5: Energie-Maßnahmen, Einsparungsbänder und Implementierungsgrad
| Jährlicher Output | Fallstudie | Jährlich eingesparte kWh | Bei 0,55 kg CO2e/kWh | Bei 0,70 kg CO2e/kWh | bei 0,85 kg CO2e/kWh |
|---|---|---|---|---|---|
| 500 t/a | Typisch | 125.000 | 68,8 t | 87,5 t | 106,3 t |
| 500 t/a | Optimales Szenario | 275.000 | 151,3 t | 192,5 t | 233,8 t |
| 1.500 t/a | Typisch | 375.000 | 206,3 t | 262,5 t | 318,8 t |
| 1.500 t/a | Optimales Szenario | 825.000 | 453,8 t | 577,5 t | 701,3 t |
| 3.000 t/a | Typisch | 750.000 | 412,5 t | 525,0 t | 637,5 t |
| 3.000 t/a | Optimales Szenario | 1.650.000 | 907,5 t | 1.155,0 t | 1.402,5 t |
Ausgedrückt pro Kilogramm Produkt reduziert der typische Prozess 0,25 kWh/kg, was bei 0,70 kg CO2e/kWh 0,175 kg CO2e pro Kilogramm produzierter Behälter entspricht. Für einen Markeninhaber, der eine Lebenszyklusbewertung eines Verpackungsformats durchführt, ist dies eine direkt verwendbare Zahl, und Konverter werden zunehmend dazu aufgefordert, diese Anzahl anzugeben. Die Möglichkeit, einen gemessenen SEC und die damit verbundene Scope 2-Intensität pro Kilogramm anzugeben, wird in Geboten zur Herstellung von Verpackungen für Lebensmittel, Getränke, Körperpflegeprodukte und pharmazeutische Produkte zu einem kommerziellen Qualifikationskriterium.
Messung und Verifizierung: Nachweis der Ersparnis auf Ihrem Arbeitsplatz
Eine geschätzte Ersparnis ist eine Hypothese. Um sie in ein verifiziertes Ergebnis umzuwandeln, ist es notwendig, einen Messprotokoll zu erstellen, der einer Prüfung standhält, und der vor der Maschinenänderung vorhanden sein muss, nicht erst danach.
318,8 t
Der Mindestkaufmengensatz besteht aus einem Dreiphasen-Stromqualitätsmessgerät am eingehenden Stromanschluss bei jeder Maschine, das aktive Energie in kWh in Abständen von einer Minute oder kürzer protokolliert und mit einem zugehörigen Produktionszähler berechnet, der die gut produzierten Teile registriert. Für das Energiemanagement ist eine Genauigkeit der Klasse 1 ausreichend; in Fällen, in denen die Daten zur Garantie der Lieferantenleistung verwendet werden, ist eine Genauigkeit der Klasse 0,5S vorzuziehen. Stromtransformatoren müssen für den tatsächlichen Laststrom dimensioniert werden, nicht nach der Kabelladung, da ein stark überdimensionierter Stromtransformator, der eine schwach belastete Maschine misst, in seinem unteren Bereich an Genauigkeit verliert.
Zusätzliche Messtechnik, die sich bei der Installation auszahlt: ein Durchflussmessgerät und ein Temperaturchkette im Kühlkreis der Form, um die abgegebene Wärme zu quantifizieren, ein Druckluft-Durchflussmessgerät auf der Maschinenverbindung sowie ein Harzwaage-Hopper oder ein Gewichtsverlust-Feeder, um die tatsächlich in den Extruder eingesetzte Anzahl an Kilogramm und nicht nur geschätzte Kilogramm anzuzeigen.
Basiszeitraum
Eine Baseline sollte mindestens vier aufeinander folgende Wochen repräsentativer Produktion umfassen und dabei den üblichen Produktsortiment, mindestens zwei Werkzeugwechsel und beide Wochentags- und Wochenendmuster berücksichtigen, falls das Werk diese abläuft. Notieren Sie den Durchsatz in Kilogramm verkaufsfähigen Produkts, Energie in kWh sowie die Betriebsbedingungen, die den Vergleich verwirren könnten: Umgebungstemperatur, Harzmischung und Schmelzfließrate, Produktmix nach Gewicht und eventuelle bekannte Maschinenfehler.
Normalisierung und Anpassung
Die Vergleichsperiode nach der Installation muss für alles, was unabhängig von der Maschine verändert wurde, normalisiert werden. Die häufigsten Störfaktoren bei Extrusionsblasformen sind die Umgebungstemperatur, die die Kältungslast zwischen Sommer und Winter um 10 bis 25 Prozent verschiebt, der Produktmix, der das Verhältnis zwischen Kilogramm pro Zyklus verändert, und die Änderung der Kunststoffklasse, da ein Kunststoff mit höherer Schmelzkonsistenz weniger Abriebfestigkeit benötigt. Der Standardansatz besteht darin, die Energie in Abhängigkeit von der Produktion und der Temperatur über die Baselineperiode zu regressieren und diese Regression anschließend für die Vorhersage des Energieverbrauchs der Baseline-Maschine unter den Bedingungen der Berichtspfridpere zu verwenden.
Berichtsfrequenz
Die SEC sollte auf Schichtebene den Operateuren, wöchentlich der Produktionsleitung und monatlich dem Vorstand gemeldet werden. Die Transparenz auf Schichtebene ist die Ursache für einen Energieverbrauchseinsparung von 3 bis 8 Prozent: Wenn der Operator sieht, dass das Verlassen des Granulator verschaltet während einer Formwechsel über einen erheblichem Kilowattstundenverbrauch von seiner Schichtspanne ausreicht, ändert sich das Verhalten, ohne dass Policyerlasse verfasst werden müssen. Anlagen, die einen Messsystem installieren, aber dieses nur jedes Quartal überprüfen, gewinnen nur einen Bruchteil des erwarteten Verhaltensvorteils.
Apollo Vollelektrisch EBM in der Praxis
Apollo, ein Wanplas-Werkzeug im Bezirk Zhangjiagang bei Shanghai, produziert zehn Serien sowie mehr als achtzig Modelle von automatischen Extrusionsblasformen. Über 4.000 der Maschinen sind in über 90 Ländern im Einsatz. Das Angebot umfasst die Serien ABLB für Behälter von 200 ml bis 20 L, die Serien ABLD für große Behälter von 20 L bis 1.500 L sowie die Vollelektrisch Series von 200 ml bis 20 L für Anwendungen, in denen Energieeffizienz, Hygiene und Wiederholbarkeit die entscheidenden Anforderungen darstellen.
Die Veränderungen in der Vollelektrisch-Serie
Bei der Vollelektrisch-Serie wird die hydraulische Stromversorgungsanlage vollständig entfernt. Die Klemmung, die Wegbewegung, die Betätigung der Blow-Pins und der Extruderantrieb erfolgen alle servo-elektrisch. In energetischen Terminen bedeutet dies, dass der hydraulische Standby-Block in Tabelle 2 gleich null ist, die Klemmungs- und Bewegungsabläufe um etwa zwei Drittel abfallen und die Ölkühlung nicht mehr über das Kühlwasserkreislauf erfolgt. In betriebstechnischer Hinsicht bedeutet dies, dass es keine hydraulische Flüssigkeit im Werk gibt, keine Ölfilterwechsel nötig sind, keine Wartung der Dichtungen vorgesehen ist, und es besteht keine Gefahr einer Verunreinigung des Öls auf Lebensmittelkontakt- oder pharmazeutischen Behältern – ein wesentlicher Vorteil für Verarbeiter, die für den medizinischen und pharmazeutischen Markt produzieren, eines von Applos acht Kernanwendungsgebieten neben Nahrungs-und Getränkeindustrie, täglichen Chemikalien, chemische Industrie, Baustoffe, Automobil-, Transport- und Kultur- sowie Sportartikel.
Die Maschinen verarbeiten die gesamte Palette von Handels-und technischen Harzen, die in extruderem Blasformieren eingesetzt werden: PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU und PETG. Weil die Servomotoren Geschwindigkeit und Position profille unabhängig von der Öltemperatur halten, ist der Startschrott nach einem kalten Start üblicherweise geringer als bei einem hydraulischen Pendant, bei dem die ersten dreißig bis sechzig Minuten der Produktion von der Erwärmung des Öls und der damit verbundenen Abstufung der Ventileinstellung betroffen sind.
Wählen zwischen Architekturen
Eine vollständig elektrische Architektur ist nicht automatisch die beste Lösung für alle Anwendungen. Sehr große Container im ABLD-Bereich von 20 l bis 1500 l erfordern hohe Anpresskräfte und große Beschleunigungsimpulse, bei denen eine hydraulische oder hybride Architektur oft die praktikabelere technische Lösung darstellt, und bei denen der Arbeitsschwerpunkt so groß ist, dass hydraulische Standby-Verluste einen geringeren Anteil am Gesamtverlust bilden. Der stärkste Fall für eine vollständig elektrische Architektur ist das Segment der hochzyklischen, kleinen bis mittelgroßen Container – 200 ml bis 5 l Flaschen für Körperpflegeprodukte, Flaschen für Schmierung, Container für Pflanzenschutzmittel und Flaschen für Arzneimittel –, in dem die Zyklen kurz sind, Bewegungsabläufe häufig auftreten, sich Nutzlastfaktoren mit den Auftragsmustern verändern und die Reinheitsvorgaben streng sind.
Apollo, Bekum und Kautex Maschinenbau bieten alle in diesem Segment komplett elektrische oder hybride EBM-Plattformen an. Eine seriöse Bewertung sollte den gemessenen spezifischen Energieverbrauch im Rahmen eines definierten und identischen Testprotokolls vergleichen und nicht die nominalen belasteten Drehzahlen. Die belastete Drehzahl sagt nur, welche elektrischen Infrastruktur benötigt wird, und sagt nichts über den Wert am Messgerät aus.
Spezifikationspunkte, die die gemessene SEC beeinflussen
Wenn man eine vollständig elektrische EBM-Maschine konfiguriert, haben die folgenden Optionen einen direkten und quantifizierbaren Einfluss auf die SEC, die sich schließlich messen lässt:
- Isolierung von Gebläse und Matrizenkopf als serienmäßige Ausrüstunganstatt einer späteren Nachrüstung, die bereits am ersten Tag 15 bis 25 Prozent der Heizenergie einspart.
- Gemeinsamer Gleichstrombuss über alle Servoachsen, wodurch die regenerative Energie aus abbremsenden Achsen erneut verwendet werden kann anstatt in Bremswiderständen verbraucht zu werden.
- Unabhängigkeit vom Vorblasen- und Hauptblasen-Druck, die Druckstufeung ohne zusätzliche Hardware ermöglicht.
- Integrierte Energiemessung mit Datenausgabedem Anlagenhistoriker, so dass SEC auf Schichtebene verfügbar ist, und es ist keine separaten Messprojekte erforderlich.
- Standby-WiederholslogikReduziert der Heizkreis automatisch die Heizpunktwerte während definierter Idle-Stände und erhöht sie bei einem geplanten Neustart.
- Programmierung der Wandstärke mit mehreren PunktenMit einer ausreichend hohen Auflösung für die Geometrie des Behälters und der damit verbundenen Reduzierung von Kilogramm pro Teil.
- Korrekte Dimensionierung der Maschinefür das tatsächliche Produktangebot. Eine überdimensionierte Maschine, die kleine Behälter betreibt, verrennt in jedem Block gleichzeitig Energie, und dies ist der am häufigsten auftretende Spezifikationsfehler.
Die Dienstleistungen von Apollo für die Anpassung der Maschinen umfassen die Konfiguration der Matrizen und die Anpassung der Versorgungsspannung, die Ingenieure führen die Installation und Inbetriebnahme vor Ort durch, und die Maschinen werden vor dem Versand in der Fabrik geprüft und getestet. Die verbindlichen Vereinbarungen der Wanplas-Gruppe auf Gruppenebene, darunter die jährliche Benutzungsberechtigung für Ersatzteile, die Transportgarantie, die Produktionskapazitätsgarantie und die Qualitätsgarantie, gelten in allen Wanplas-Fabriken. Die offene Politik der Gruppe für die Fabriken bedeutet, dass potenzielle Käufer eine Maschine mit ihrer eigenen Harzmischung und Matrize betreiben können, bevor sie eine verbindliche Bestellung abgeben. Für Konverter, deren Energiekalkulation von der Erreichung eines bestimmten SEC abhängig ist, ist eine bescheinigte Fabrikabnahmeprüfung mit in das Protokoll integrierten Energiezählern der direkteste Weg, eine Projektion in eine vertragliche Verpflichtung umzuwandeln.
Häufig gestellte Fragen
Welchen speziellen Energieverbrauch sollte eine vollständig elektrische EBM-Maschine bei der Verarbeitung von HDPE erreichen?
Für allgemeine HDPE-Behälter zwischen 200 ml und 5 l sollte eine korrekt dimensionierte, voll elektrisch arbeitende Extrusions-Blasformmaschine im Maschinenendterminal zwischen 0,35 und 0,55 kWh pro Kilogramm verkaufsfähigen Produkts liefern, bei eingelegtem Barrenisolationsmaterial und einem Lastfaktor von über 0,65. Werte am unteren Ende dieses Bereichs erfordern eine gute Kontrolle der Wanddicken, eine Schmelzetemperatur am unteren Ende des Bereichs von 175 bis 210 °C sowie minimale energiefressende Betriebszeiten ohne produktives Tätigkeiten. Wenn Ihre Messergebnisse bei einer voll elektrisch betriebenen Maschine über 0,60 kWh/kg liegen, untersuchen Sie bitte das Barrenisolationsmaterial, das Standby-Verhalten, das Einstellungsfenster der Kälteanlage und die Maschinenauslegung, bevor Sie die Antriebstechnik in Frage stellen.
Wie errechne ich meine eigene jährliche Ersparnis an kWh, ohne zuerst eine Maschine zu kaufen?
Installieren Sie einen dreiphasigen Energiezähler an einer repräsentativen vorhandenen Maschine, speichern Sie vier Wochen lang den Energieverbrauch und den verkäuflichen Kilogramm, und teilen Sie diese Werte, um Ihr Ausgangswert für den spezifischen Energieverbrauch zu ermitteln. Multiplizieren Sie die Differenz zwischen dem Ausgangswert von 0,72 kWh/kg und dem Zielwert von 0,45 kWh/kg mit Ihrem gesamten jährlichen verkäuflichen Tonnenumfang in Kilogramm. Beispielsweise ergibt sich bei einem Ausgangswert von 0,72 kWh/kg in einer Fabrik, die 1.200 Tonnen pro Jahr produziert, eine Ersparnis von (0,72 − 0,45) x 1.200.000, was 324.000 kWh pro Jahr entspricht. Geben Sie Ihrer eigenen Tarifstruktur separat den entsprechenden Betrag zu. Als technische Leistung gilt die Zahl in Kilowattstunden.
Ist eine Nachrüstung einer Servopumpe eine vernünftige Alternative zum Kauf einer vollständig elektrischen Maschine?
Sie erzielt einen sinnvollen Teil der Einsparungen bei mittel bis hoher Implementierungsdauer und mittel bis hoher Kapitalintensität. Eine Nachrüstung der Servopumpe auf einer stabilen hydraulischen Energieabteilung reduziert den Maschinenenergieverlust typischerweise um 15 bis 30 Prozent durch die Verringerung der Standby-und Umgehungsverluste, die die größten vermeidbaren hydraulischen Verluste darstellen. Sie eliminiert jedoch nicht das Ventildrosseln, den Volumenverlust, den Ölölladen oder die hydraulische Wartung. Als Faustregel ist die Nachrüstung die bessere Wahl für Maschinen mit einer noch beträchtlichen Lebensdauer und einem stabilen Produktmix; der Austausch ist die bessere Wahl, wenn die Maschine ihrem Lebensende nähert, bei hoher Anforderungen an die Reinheit oder wenn der Produktmix für große Schwankungen des Lastfaktors sorgt.
Reduziert ein komplett elektrischer Antrieb den Druckluftverbrauch?
Nein. Die Luftstoßung, die Vorluftbestrahlung, der Abgasablauf und die pneumatische Antriebstechnik werden nicht von der Antriebsarchitektur der Spann-und Extrusionssysteme beeinflusst, und die komprimierte Luft besteht weiterhin zwischen 10 und 20 Prozent des Energieverbrauchs der Zelle. Die komprimierte Luft muss mit eigenen Maßnahmen behandelt werden: Lecksicherheiten, Stufenlung des Drucks zwischen der Vorluftbestrahlung und der Haltephase, Netzausbau, Aufteilung des Drucks und Rückgewinnung des Abgasstroms in einen Zwischenbehälter. Da die Erzeugung von komprimierter Luft ineffizient ist, ermöglichen diese Maßnahmen oft Renditen, die vergleichbar mit der Elektrizierung des Antriebs sind, jedoch bei weit geringerer Kapitalintensität.
Wie viel kann die Isolierung eines Barrels bei einer Extrusionsblasformenmaschine tatsächlich sparen?
Entfernbare Isoliermantel über Trommel und Düse senken die Heizenergie um 15 bis 25 Prozent, bei Maschinen in kühlen Hallen oder klimatisierten Produktionsbereichen, wo das Temperaturgefälle zum Umgebungsluft am größten ist. Da die Extrusionswärme-und Plastifizierung zum 35 bis 45 Prozent der Gesamtenergie der Zelle beitragen, entspricht das einem etwaigen Anteil von 5 bis 11 Prozent beim gesamten Prozess. Die Implementierung ist einfach, die Mantel können während eines Wartungszeitraums montiert werden, und die Nebenvorteile in Form stablerer Zone-Temperaturen und schnellerer Aufheizung nach einem Kaltstart werden unabhängig vom Ergebnis der Energieinvestition gemessen.
Warum zeigen zwei identische Maschinen in der gleichen Fabrik einen unterschiedlichen spezifischen Energieverbrauch?
Die häufigsten Ursachen nach der Häufigkeit sind: unterschiedliche Lastfaktoren, da eine Maschine ein schwereres Produkt herstellt; unterschiedliche nicht produktive Energieaufnahmerzeiten, da eine Maschine zwischen Bestellungen unbeaufschlagt bleibt; unterschiedliche Kondition von Kühllagen, bei der eine Form verkalkte Kühlkanäle aufweist, was zu längeren Zyklen führt; unterschiedliche Kondition der Schraubescheibe oder der Matrizenkopplung, wenn eine abgenutzte Schraube zu viel Schwerkraft verursacht, die durch die Fasskühlung entfernt werden muss; und unterschiedliche Temperaturniveaus im Schmelzbad, die von alten Rezepturen stammen, die niemand mehr bearbeitet hat. Wenn beide Maschinen periodisch submetriert werden und der gleiche vierwöchige Zeitraum verglichen wird, kann der Grund innerhalb eines Berichtszyklus ermittelt werden.
Reduziert das Verringerung des Gewichts des Behälters den spezifischen Energieverbrauch?
Direkt nicht, denn die SEC wird pro Kilogramm gemessen, und leichtere Teile bedeuten einfach weniger Kilogramm. Einer Gewichtsreduzierung ist der tatsächliche GesamtjahreskWh-Verbrauch proportional zum entfernten Gewicht, und eine Gewichtserhebung von 5 Prozent bei einer Anlage, die jährlich 1.500 Tonnen produziert, reduziert den Durchsatz um 75 Tonnen, was bei 0,45 kWh/kg ca. 33.750 kWh pro Jahr sowie die entsprechende Harzmenge reduziert. Gewichtsoptimierung und Elektrifizierung sind also keine konkurrierenden, sondern unterstützende Maßnahmen, und die Mehrpunkt-Spaltdickentrennprogrammierung, die für die erstgenannte erforderlich ist, ist auf Maschinen für die zweite Anwendung in der Regel bereits verfügbar.
Welchen Emissionsfaktor für den Bereich 2 sollte ich für die Berichtsfrequenz verwenden?
Vergleich des relativen Gewinns bei Groß-und Einzelverkäufen
Wie lange sollte eine Baseline für Mess- und Verifikationsaktivitäten bestehen, bevor eine Maschinenumstellung erfolgt?
Vier kontinuierliche Wochen sind das praktische Minimum, acht Wochen sind bevorzugt, wenn der Produktmix im Monatlichen-Rotationszyklus erfolgt. Die Basis muss mindestens zwei Formenwechsel beinhalten, sowohl einen Start von Kaltes als auch einen Warm-Start, sowie die normale Verteilung der Behältergrößen. Notieren Sie die Umgebungstemperatur zusammen mit der Energie- und Produktionsdaten, damit die Vergleiche nach der Installation für die saisonale Kältetechnikbelastung normalisiert werden können, die im Allgemeinen zwischen Sommer und Winter um 10 bis 25 Prozent schwankt und sonst die gemessenen Effekte überlagern kann.
Fazit
Die jährliche Stromreduzierung, die durch die Umstellung von hydraulischer auf vollständig elektrischer Extrusions-Blown-Formung erzielt werden kann, ist keine Frage der Meinung; sie ist eine Arithmetik, die sich aus zwei messbaren Werten ergibt. Messen Sie Ihren derzeitigen spezifischen Energieverbrauch in Kilowattstunden pro Kilogramm verkaufbarer Ware über ein repräsentatives vierwöchiges Fenster, stellen Sie für die vollständige elektrische Funktionsweise an Polyethylen einen verteidigenbaren Zielwert in der Bandbreite von 0,35 bis 0,55 kWh/kg fest, multiplizieren Sie die Differenz mit Ihrem jährlichen verkaufsbaren Tonnenvolumen in Kilogramm, und Sie haben die Antwort. Bei 500 Tonnen pro Jahr löscht der typische Fall jährlich 125.000 kWh; bei 1.500 Tonnen 375.000 kWh; bei 3.000 Tonnen 750.000 kWh. Ausgedrückt als Index gegenüber einer Basis von 100, läuft die vollständig elektrische Anlage bei ungefähr 64 Indexpunkten und gegenüber einer alten Festvolumen-Pflanze mit niedrigem Lastfaktor kann sie unter 40 sinken.
Der Mechanismus hinter diesen Werten ist konkret und physikalisch: Die Verluste durch Pumpenübergaben, die bei 70 bis 85 Prozent aller Zyklen auftreten, eliminieren, den hydraulischen Standby-Verbrauch während der 400 bis 800 nichtproduktiven, aber energetisierten Stunden in einem typischen Jahr beseitigen, die Ölkühlbelastung aus dem Kühlwasser-Kreis eliminieren und einen Teil der Abbremsungsenergie durch einen gemeinsamen Gleichstrom-Bus nutzen. Die Elektrifizierung kann jedoch nicht Wärme-, Druckluft-, Formkühl- oder Nebenlasten verringern, die insgesamt weit mehr als die Hälfte der Räumlichkeiten in dem Zellwerk ausmachen – und genau deshalb ist das Stufenprogramm in Tabelle 5 wichtig. Zunächst die einfachen Maßnahmen umsetzen, die Basismenge aufräumen und dann die Architekturentscheidung mit zuverlässigen Daten treffen.
Apollo, ein Wanplas-Werk mit mehr als zwanzig Jahren Erfahrung in Ableitblowmolding und einem Werk mit einer Fläche von 8.000 Quadratmetern in Zhangjiagang, baut seine Vollelektrisch-Serie genau für den Segment von 200 ml bis 20 l, in dem diese Verlustmechanismen besonders groß sind und die Vorteile der Elektrifizierung am größten sind. Bringen Sie Ihr eigenes Harz, Ihre eigene Form und Ihr eigenes SEC-Ziel zu einer vor Ort durchgeleiteten Fabrikprüfung, fordern Sie, dass die Strommessung Teil des Prüfprotokolls ist, und wandeln Sie eine voraussichtliche Ersparnis in einen überprüftes Ergebnis, bevor die Maschine versandt wird. Das ist der Unterschied zwischen einer Energieberechnung und einem energiebezogenen Ergebnis.
