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EMO 2017Hyfra: Intelligente Prozesskühlung für Laser- und Werkzeugindustrie

Hyfra-Kühler mit FleXX-Technologie

Hyfra, Hersteller für industrielle Kühlanlagen, präsentiert seine neue FleXX-Technologie auf der EMO 2017 in Hannover. Auf der jährlichen Messe der Metallbauer im September wird die SPS-gesteuerte FleXX-Technologie erstmals in praktischer Anwendung vorgestellt.

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Energieeffizienz, HydraulikkomponentenDrucklos sparen

Immer mehr Unternehmen erkennen, dass es sich rechnet, mit Energie und Material sparsam umzugehen. Hersteller wie der Hydraulikkomponenten-Spezialist Hawe profitieren von energieeffizienter Technik sogar in zweifacher Hinsicht. Chefredakteur Hajo Stotz beschreibt, wie das Unternehmen Energie und Kosten einspart und gleichzeitig mit ressourcen- schonenden Produkten punktet.
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Energieeffizienz: Drucklos sparen

Früher wusste das jedes Kind: Wenn man ein Zimmer verlässt, macht man das Licht aus. Heute laufen Handys, Fernseher, Kaffemaschinen, Drucker oder Computer oft im Dauerbetrieb, und der Griff zum Lichtschalter scheint vielen wie eine Handlung aus der Energiesteinzeit. Doch bei Hawe Hydraulik SE hat man diesen Handgriff sowie etliche weitere Spar-Kniffs wieder entdeckt - und kombiniert sie mit hochmoderner, energiesparender Technik. Denn der bayerische Hydraulikkomponentenhersteller hat den energieeffizienten Umgang mit Ressourcen zum Unternehmensziel erklärt. Hawe Hydraulik erzielte 2010 mit weltweit knapp 1.800 Mitarbeitern rund 247 Millionen Euro Umsatz und produziert an sieben Standorten in Deutschland. In Freising (bei München) ist Hawe Hydraulik schon seit 1965 vertreten. Das Werk öffnete als erste Produktionsstätte außerhalb von München. An dem Standort produzieren heute rund 400 Mitarbeitern auf circa 13.000 qm Hochdruckpumpen, Kompakt-Pumpenaggregate und Ventilsteuerungen, die vor allem in Werkzeugmaschinen, Windenergie- und Solaranlagen und im Hochbau eingesetzt werden. Seit 2000 wurde das Werk Schritt für Schritt erweitert und bautechnisch modernisiert. 2007 wurde das Werk um 4.000 qm auf 13.000 qm Produktionsfläche vergrößert. Modernisierungen und Hallenerweiterung bedeuteten seit 2000 eine Investition von etwa 20 Mio. Euro in den Standort, und zusätzlich 15 Mio. Euro für die Erweiterung und Erneuerung des Maschinenparks. Anfang 2010 ist Hawe nun mit dem Freisinger Werk dem "Energieeffizienz-Netzwerk München-Oberbayern" beigetreten und hat sich damit verpflichtet, Energieverbrauch und CO2-Emissionen an diesem Produktionsstandort innerhalb von dreieinhalb Jahren deutlich zu senken und 10 Prozent des bisherigen Energiebedarfs einzusparen. "Seitdem wurden eine Vielzahl von Maßnahmen zur Energieeinsparung umgesetzt oder eingeleitet", erläutert Thomas Heindl, Leiter des Werks Freising.

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Licht braucht mehr Energie als Maschinen

Eine der wichtigsten Voraussetzungen dafür war dabei die Datenerfassung und das Monitoring der Verbrauchszahlen, wie von Strom, Erdgas und Diesel-Kraftstoff. Dabei stellte sich überraschendes heraus: zwar macht der Energiebedarf für den umfangreichen Maschinenpark einen großen Teil des Verbrauches aus - aber zwei andere Faktoren schlagen noch weit stärker zu Buch: Der Energieverbrauch für Licht und der Energieverbrauch für die Kompressoren. Bernhard Schmelz, Beauftragter für den Bereich Energie im Werk Freising, erläutert: "In der alten Produktionshalle haben wir momentan eine Beleuchtungsleistung von 35kW. Damit verbrauchen wir für die Beleuchtung pro Stunde fast das Doppelte an Energie als das, was wir für die Maschinen benötigen. Allein in der alten Halle haben wir über 600 Röhren, die bisher fast den ganzen Tag brannten." Als eine der ersten Maßnahmen wurden daher werksweit die Leuchtmittel reduziert; in der Kantine sogar um rund ein Drittel. "Das ist bis jetzt noch keinem aufgefallen", erwidert Bernhard Schmelz auf die Frage nach der Reaktion der Mitarbeiter. Zudem wurde die Beleuchtung jahreszeitabhängig programmiert, so dass sich die Beleuchtungen bei Tageslicht selbstständig um 9, 12 und 15 Uhr ausschalten. Weitere Beleuchtungsenergie konnte im Palettenlager eingespart werden. "Da waren früher die Gänge praktisch den ganzen Tag beleuchtet, der Lichtschalter lag zudem am entgegengesetzten Ende des Eingangs, den konnte man gar nicht erreichen", erinnert sich Schmelz. "Wir haben den Schalter versetzt, und jetzt wird das Licht angemacht, wenn jemand reingeht - damit brennt es noch maximal eine Stunde am Tag." Derzeit wird in Freising gerade auf eine 3-Leistungsstufen-Lichtregelung umgestellt, so dass, je nach Tages- oder Wochenzeit die Beleuchtung segmentmässig entsprechend den Anforderungen der Arbeitsinseln geregelt werden kann. Hohes Einsparpotential bietet auch die Drucklufterzeugung: Denn von 100 Prozent der Energie, die zur Erzeugung aufgewendet werden, kommen am Leitungsende durchschnittlich nur fünf Prozent wirklich als Druckluftenergie an - der Rest ist Wärmeenergie. Im Werk Freising werden vier Druckluftkompressoren mit einer Gesamtleistung von 170 kW eingesetzt. Um dieses Einsparpotential zu nutzen, wurden in Freising im letzten Jahr zentrale Druckluft-Schalter eingeführt. "Wenn die Schicht beendet ist, betätigt ein Mitarbeiter der Arbeitsinsel den zentralen Ein-/Ausschalter und macht damit die komplette Insel druckluftlos", erläutert Thomas Heindl. "Durch den Schalter wird das Zentralventil, das die Insel mit Druckluft versorgt, abgeschaltet. Und das macht sich beim Energieverbrauch sofort bemerkbar, denn ein Druckluftsystem ist am Arbeitsplatz fast nie wirklich dicht - durch die ständigen Bewegungen entstehen an den Kupplungen und an den Verschraubungen immer kleine Undichtigkeiten. Inzwischen haben wir alle Inseln auf diese zentrale Abschaltung umgebaut." Als weitere Maßnahme wurde die Kompressoreneinstellung so optimiert, dass die Leerlaufzeiten von 20 Prozent auf 3,5 Prozent sanken. Schmelz: "Die Kompressoren reagieren heute viel schneller, sie erkennen, wenn gerade nicht viel Last anliegt und schalten ab. Das ist ein ganz erheblicher Energieeinspareffekt."

Kompressorenabwärme für Heizung nutzen

Im nächsten Schritt, der gerade umgesetzt wird, wurden durch ein Update die Steuerungen der Kompressoren lernfähig gemacht. "Damit erkennen sie wiederkehrende Druckzyklen", erläutert Schmelz. "Der Kompressor schaltet dann beispielsweise nicht mehr bei 7 bar sofort ab, sondern weiß, die Druckspitze kommt gleich nochmal, läuft bis diese Leistung wieder kurz danach abgefordert wird und schaltet erst dann ab. Denn abschalten und dann gleich wieder hochfahren kostet weit mehr Energie als kurze Zeit durchlaufen zu lassen." Derzeit wird zudem untersucht, welche Bereiche auch am arbeitsfreien Wochenende noch Druckluft benötigen. "Ziel ist es dann, die Kompressoren am Wochenende komplett abzuschalten", erklärt Heindl, "und für die wenigen Bereiche, wie etwa zwei Reinigungsmaschinen, die noch Druckluft benötigen, investieren wir in einen autarken Kleinkompressor, der die dann versorgt." Auch die bisher verpuffende Wärmeenergie der Kompressoren wird zukünftig genutzt. "Wir rechnen mit einer Wärmeleistung von ca. 100 kW, die da anfällt, und rund 70 Prozent davon werden wir nutzen können", kalkuliert Bernhard Schmelz. Und Werksleiter Heindl ergänzt: "Wir wollen diese Abwärme in unser Heizungsnetz mit einspeisen. Im ersten Schritt nutzen wir diese Abwärme, um im Sommer unseren Warmwasserbedarf zu erzeugen und im Winter die Leistung zusätzlich neben der Gasheizung ins Netz einspeisen. Rechnerisch sind das rund 15.000 bis 20.000 Euro, abhängig von der Temperatur und Heizleistung, die wir da sparen können." Doch gerade im Bereich Heizung, Lüftung und Klima bieten sich noch wesentlich mehr Potentiale. So konnten bereits signifikante Einsparungen beispielsweise durch eine veränderte Regelung der verschiedenen Zonen der Bodenkernaktivierung für die Raumwärme und Klimakälte erzielt werden. Potential lag auch in der Angleichung des Luftvolumenstroms für die Hallenbelüftung an die Ruhezeiten. Gekühlt werden die Hallen und Verwaltungsgebäude zum Beispiel auch nicht mit einer Klimaanlage, sondern per Grundwasser. Das fließt durch Elemente in Decken und Boden und kühlt so im Sommer die frische Zuluft um bis zu sechs Grad ab. "Das spart uns die Klimaanlage und bildet dennoch ein sehr verträgliches Klima, denn durch den großen Maschinenpark mit den entsprechenden Energieleistungen fällt hier doch etliches an Abwärme an", berichtet Thomas Heindl in seinem ebenfalls angenehm temperierten Büro. Im Boden sind zudem noch Heizrohre verlegt, über die die Hallen, wenn die Wärmeleistung der Maschinen nicht ausreicht, im Winter zusätzlich beheizt werden. Komplett vom Heizungs- und Stromnetz getrennt wurde zudem im letzten Jahr ein Nebengebäude. "Das ist eine Halle, in der wir das Instandhaltungsmaterial lagern", so Thomas Heindl, "die haben wir komplett energielos gemacht. So sparen wir 6.000 Euro im Jahr." Ganz erhebliches Potential erwartet der Werksleiter auch von der als nächstes anstehenden Einsparungsmaßnahme, der Einführung eines Spitzenlastmanagements. Dazu erklärt Energiespezialist Schmelz: "Die Versorger stellen ja eine gewisse Menge an Energie zur Verfügung. Bei Strom bildet die monatliche, beim Gas sogar die jährliche Spitzenlast die Abrechnungsgrundlage. Das heißt, die Spitze, die da einmal gemessen wurde, die zahlen wir einen Monat beziehungsweise ein Jahr lang. Wenn es schlecht läuft, zahlen wir das ganze Jahr für eine Spitzenlast im Januar. Daher untersuchen wir gerade intensiv, welche Verbraucher wir wegschalten oder besser verteilen können, denn der Fertigungsprozess soll darunter natürlich nicht leiden." Und Thomas Heindl ergänzt: "Wenn wir so eine Spitze um 40 oder 50 kW reduzieren können, summiert sich das übers Jahr ganz erheblich. Durch die Daten von unserem Versorger haben wir bereits so eine Spitze gefunden. Da schaltet sich frühmorgens ein Verbraucher ein, wir vermuten die Heizung der Waschanlage, und ruft mal 30 kW zusätzlich ab."

Auf der Suche nach den Spitzenlasten

Um hier genaue Zahlen und Ursachen ermitteln zu können, wurden vor kurzem alle Energieverbrauchszähler im Werk vernetzt, so dass die Verbräuche nun genau beobachtet und protokolliert werden können. "Das wird auch Auswirkungen auf unsere Produktionsorganisation haben", überlegt Werksleiter Heindl, "denn wenn morgens alle Mitarbeiter um 6 Uhr anfangen und die Maschinen einschalten, dann habe ich auf einen Schlag eine Riesenspitze. Wir überlegen, dass wir das etwas entzerren und zum Beispiel Hallenweise um je eine Viertelstunde versetzt beginnen. Aber da spielen natürlich organisatorische Fragen mit, die wir im Detail gerade klären." Überhaupt sind die Mitarbeiter bei fast allen Einsparungsmaßnahmen das wichtigste Glied, um die Potentiale wirklich auszuschöpfen. "Was nützt mir ein Drucklos-Schalter, wenn ihn keiner umlegt?", so Thomas Heindl. "Das wichtigste dabei ist, wie ich die Maßnahmen den Mitarbeitern kommuniziere, denn die müssen sie umsetzen oder mittragen. Aber das funktioniert bei uns ausgezeichnet. Wir beschäftigen ja in der Produktion zum Beispiel nur Facharbeiter, die selbstverantwortlich organisieren, produzieren, kontrollieren, kleine Servicearbeiten machen und auch für die Sauberkeit ihres Arbeitsbereiches zuständig sind. Die meisten davon haben wir auch selbst ausgebildet, und die Verbundenheit zum Unternehmen ist bei allen Mitarbeitern sehr hoch." So waren beispielsweise - wie auch die Drucklos-Schalter - die Filtervliese, die man im gesamten Werk auf den Motoren der Hydraulikpumpen liegen sieht, die Ideen von Mitarbeitern. Thomas Heindl erklärt: "Das Filtervlies sorgt dafür, dass die Motoren saubere Umgebungsluft ansaugen und damit die Wartungshäufigkeit sinkt." Die Hydraulikaggregate der Maschinen bieten auch unter dem Blickwinkel der Energieeffizienz erhebliches Einsparpotential. So wurde bei sämtlichen Werkzeugmaschinen in der Freisinger Produktion die Standardhydraulik gegen Komponenten aus dem eigenen Haus ausgetauscht - bzw. es werden Maschinen von Herstellern eingesetzt, die die Hawe-Lösung bereits von Haus aus verbauen, wie etwa EMCO oder Chiron. Thomas Heindl erklärt die Funktionsweise der Hawe-Lösung: "Wir arbeiten dabei mit einer Speicherladeschaltung, so dass sich die Pumpe immer nur dann einschaltet, wenn der Hydraulikdruck unter einem bestimmten Wert absinkt." Ist der erforderliche Spanndruck erreicht, halten ihn Wegesitzventile zuverlässig aufrecht, da sie im geschlossenen Zustand absolut leckagefrei sind. So wird kein Strom mehr benötigt, da die Pumpe abschaltet. Die Wegesitzventile sind zudem mit energiesparenden 8-Watt-Magneten ausgestattet. "Allein durch den Einsatz von Wegesitzventilen lässt sich beim Betrieb eines Bearbeitungszentrums beträchtlich Strom einsparen", weiß der Werksleiter. Geht man bei einer Maschine mit 15 Wegeschiebern bzw. 3-Wege-Druckminderern von einer Leckage von ca.1,5 l/min bei 150 bar aus, ist im Vergleich zu Sitzventilen eine zusätzliche Antriebsleistung von 375 Watt notwendig. Bei einem Zwei-Schicht-Betrieb mit je acht Stunden pro Tag und 200 Arbeitstagen pro Jahr ergibt das 1.200 kWh, die pro Maschine aufgewendet werden müssen. "Ein Betrieb mit vier Maschinen spart mit Sitzventilen somit allein leckagebedingt so viel Energie wie ein durchschnittlicher 4-Personen-Haushalt benötigt", gibt Thomas Heindl ein handfestes Beispiel. "Darüber hinaus muss die Wärme, die durch den zusätzlichen Energieaufwand entsteht, auch wieder reduziert werden. Dadurch verdoppelt sich die Stromeinsparung noch einmal." Die vorgesteuerten Hawe-Wegesitzventile mit einer Leistung von 8 Watt lassen sich zudem problemlos von Busknoten ansteuern. So wird nicht nur Energie, sondern auch am Verkabelungsaufwand gespart. Thomas Heindl: "Gegenüber Standard-Ventilen mit einer Leistung von 30 Watt bedeutet das bei der Ansteuerung des Sitzventils eine Energieersparnis von circa 73 Prozent." Doch nicht nur die großen Stromverbraucher wie Heizung, Licht, Kompressoren, Maschinen und Hydraulikaggregate sind bei Hawe im Visier, auch Kleinvieh macht Mist. "Wir hatten hier 200 Drucker, Scanner und Faxgeräte", staunt Heindl heute noch, "heute haben wir noch 45 zentrale Multifunktionsgeräte." Des Weiteren wurden alle Kühlschränke, Kaffeemaschinen und Wasserkocher aus dem Werk verbannt und durch wenige, an zentralen Stellen konzentrierte Geräte ersetzt. In Summe waren die bisher ergriffenen Energieeinsparungen bereits so wirtschaftlich, dass sich die Ausgaben dafür in weniger als einem Jahr amortisiert haben. So reduzierte sich der Energieverbrauch des Werks im Jahr 2010 gegenüber 2009 umsatzbereinigt um 43 MWh Strom und um 73 MWh Gas. Das entspricht einer Minderung der CO2-Emissionen umsatzbereinigt um 23 bzw. 14 t. Durch die weiteren Maßnahmen ist für 2011 ist eine Einsparung von mindestens 205 MWh Strom (111 t CO2) und 120 MWh Gas (24 t CO2) vorgesehen. Von den in Freising gewonnenen Erkenntnissen profitieren auch die anderen Hawe-Standorte in München, Kirchheim, Dorfen und Sachsenkam. Der Standort Dorfen ist zudem vor kurzem in das Energieeffizienz-Netzwerk Südbayern eingetreten. Als Anerkennung der bisherigen Erfolge konnte Thomas Heindl im Juni das Zertifikat für die Energiemanagement-Norm DIN EN 16001 entgegennehmen. Diese Norm beinhaltet EU-weit einheitliche Kriterien für ein Energiemanagementsystem in Unternehmen und berücksichtigt beispielsweise auch die erzielten Einsparungen des Diesel-Verbrauchs durch die Umstellung des Liefersystems auf "Frei Haus". Etwa 50 Prozent weniger LKWs sind nun für die Warenlieferung im Einsatz. "Die Reduzierung des Energiebedarfs in der Herstellung schont nicht nur die Umwelt und das Klima", resümiert Werksleiter Thomas Heindl, "sondern setzt vor allem auch finanzielle Mittel frei, die für neue Investitionen in weitere Energieeffizienz-Maßnahmen genutzt werden können."

Übrigens: Wissen Sie was Hawe Hydraulik mit einem Ei, einem Luftballon, einer Glühbirne und einer Rose zu tun hat? Nein? Na dann schauen Sie mal in diese Videos:

Hawe und das Ei
Hawe und der Luftballon
Hawe und die Glühbirne
Hawe und die Rose
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