Effizienz und Nachhaltigkeit im Mittelpunkt

GWK informiert anhand zahlreicher Effizienz-Beispiele auf der K 2019 wie bereits heute mit geringsten CO₂-Emissionen produziert werden kann.

Wie die GWK mit gutem Beispiel beim Thema Nachhaltigkeit und Effizienz voran geht, zeigt das Unternehmen auf der K 2019. Gleich in mehreren Produkt- und Anwendungsbereichen findet der Messebesucher auf dem GWK-Stand innovative „Low- Carbon-Technologien“, das heißt Lösungen, die sich laut eigenen Angaben auf Grund der vergleichsweise geringen CO₂-Emissionen vom Marktstandard abheben.

Bei den im Focus stehenden Technologien handelt es sich um Effizienzlösungen, die sich bereits bei zahlreichen Kunden im Einsatz befinden. GWK ist es dabei gelungen, die Herausforderung hinsichtlich marktreifer Effizienz- und Klimaschutztechnologie und wirtschaftlicher Kaufkriterien auf einen Nenner zu bringen. Viele der im Bereich der Kühl- und Temperiertechnik angebotenen Systeme rechnen sich bereits in kürzester Zeit. Amortisationszeiten von deutlich unter zwei Jahren sind keine Seltenheit. Für Anwendungen, bei denen die Amortisationszeit normalerweise über zwei Jahre liegt, bietet das Bundesamt für Wirtschaft und Energie entsprechende Fördermöglichkeiten auf die Investition der Effizienzmaßnahme an, die auf eine CO₂ -Reduzierung ausgerichtet sind. In Kombination mit diesen Fördermitteln sind die Mehrinvestitionen für die effizienten Produkte aus dem GWK Programm in der Regel ebenfalls in kürzester Zeit amortisiert. Klimaschutz muss somit nicht auf Grund von wirtschaftlichen Kaufinteressen hinten anstehen.

In der GWK Effizienz-Lounge werden auf dem Messestand einzelne Beispiele anhand der Einsparpotenziale analysiert und eindrucksvoll mit den CO₂-Emssionswerten von Flügen und der CO₂-Kompensationsfähigkeit von Bäumen verglichen. Gleichermaßen setzt GWK im Rahmen der K 2019 ein deutliches Statement hinsichtlich des Einsatzes effizienter Kühl- und Temperiertechnologien, denn eine CO₂- Reduktion ist allemal besser als CO₂- Emissionen mit Ersatzmaßnahmen zu kompensieren. Das Unternehmen zeigt, dass die Technologien dafür zu wirtschaftlich vertretbaren Investkosten bereits vorhanden sind.

Exemplarisch dazu die Potenziale ausgewählter Exponate:

In der hocheffizienten und förderfähigen Temperiergeräteserie Enersave liegt der Schlüssel zur Effizienz in der dort verbauten Zentrifugalpumpe. Energieeinsparungen von durchschnittlich 62 % gegenüber konventioneller Bauweise wurden bereits realisiert. Auch konnten mit dem Einsatz von nur einem Gerät auf Grund der höheren Performance insgesamt 3 bis 4 einfache Standard-Temperiergeräte ersetzt werden.

Mit einer verhältnismäßig kleinen Maßnahme reduziert GWK an seinem Wasserverteilsystem mit aktiver Prozessregelung, dem Integrat Direct, den Energieverbrauch um 98 %. Möglich wird diese hohe Einsparung durch den Einsatz von speziell auf den Anwendungsfall konzipierten Motorregelventilen als Ersatz der marktüblichen und störanfälligeren Proportionalventile.

Im Vergleich zu konventionellen Fluid- Umschaltsystemen kann der Energieeinsatz mit dem integrat evolution ebenfalls um bis zu 98 % reduziert werden. Hier ist es eine lokal im Werkzeug platzierte, in Kavitätsnähe eingebrachte Hochleistungs- Heizkeramik, die für die Einsparung verantwortlich ist.

Viele Spritzgießprozesse werden durch Verschmutzungen im Werkzeug und dem damit verbundenen wesentlich schlechteren Wärmeübergang an das Temperiermedium immer langsamer. Bei einer Kalkschicht von beispielsweise 1 mm, was in der Praxis durchaus keine Seltenheit ist, erhöht sich die Kühlzeit um ca. 50 %. Durch die schlechtere Kühlwirkung und die infolge verlängerte Zykluszeit wird für die Fertigung eines Kunststoffteiles deutlich mehr Energie benötigt. An einem konkreten Beispiel konnte ein jährliches CO₂-Einspartpozential von fast 6.000 kg ermittelt werden, welches vergleichbar mit der Pro-Kopf-Emission von ca. 90 deutschen Inlandsflügen (auf Basis ICAO Rechnung) ist.

Viele konventionelle Kühlanlagen werden mit einer stufigen Lüftersteuerung an den Rückkühlern ausgestattet. Anders sieht es bei den GWK Hermeticool Freikühlern aus. Hier kommen sogenannte EC-Ventilatoren mit stufenloser Drehzahlregelung zum Einsatz. EC-Motoren sind durch den Aufbau effizienter und sparen bis zu 70 % Strom gegenüber herkömmlichen Lüftermotoren. Ein zusätzlicher Effizienzeffekt wird durch die stufenlose Regelung erzielt.

Durch Ausnutzung von kalter Umgebungsluft lassen sich ebenfalls enorme Einsparpotenziale erzielen. Bei Einsatz einer intelligenten Anlagensteuerung wird die Kühlung der Verbraucher so weit wie möglich mittels natürlicher Luftkühlung durch einen adiabaten Hermeticool hybrid Luftkühler übernommen. Nur an wärmeren Tagen schaltet sich der Kältekompressor einer Kältemaschine dazu. Kombiniert mit dem GWK Energie-Einsparmodul mit einer gleitenden Kondensationsdruckregelung lässt sich eine Energieverbrauchsreduzierung von mehr als 30 % gegenüber herkömmlicher Technologie erzielen.

Noch sind weniger effiziente Technologien häufig preiswerter als vergleichbare effiziente Technologien. Damit effiziente Technologien im Sinne unserer Umwelt schneller und flächendeckender eingesetzt werden, stehen zahlreiche Fördermöglichkeiten und Finanzierungskonzepte zur Verfügung. Bis zu 40 % der förderfähigen Investition können KMU`s, große Unternehmen immerhin bis zu 30 %, an Fördermitteln erhalten. In einem Fördermodul entscheidet z.B. die Pumpeneffizienz über die Förderfähigkeit, in einem anderen Modul dagegen die Höhe der CO₂- Einsparung über die Höhe der Förderung. gwk hat sich in den letzten Monaten intensiv mit den neuen Fördermöglichkeiten auseinandergesetzt und kann diesbezüglich wertvolle Unterstützung leisten.

In anderen Branchen, wie zum Beispiel bei Druckluftanlagen, ist es schon länger eine Selbstverständlichkeit, dass ein Anbieter seinen Kunden neben einer preiswerten Standardvariante auch eine effiziente Lösung anbietet. Wohl als erster Temperiergerätehersteller bietet gwk seinen Kunden über den gesamten Leistungsbereich von 6 bis 72 kW Heizleistung und bis zu 500 l/min Durchflussmenge neben einer preiswerten und marktüblichen Standardvariante alternativ eine hocheffiziente Geräteausführung für den Temperaturbereich bis 140 °C an.

Die gesamte Enersave Temperiergeräteserie ist bereits mit der neuen Euromap 82.1 Schnittstelle lieferbar. Eine Ansteuerung von in den Geräten installierten drehzahlgeregelten Pumpen oder sonstige Sollwertvorgaben sind somit künftig aus der Maschinensteuerung möglich. Auch ein Datenlogging und Ablage einer Alarmhistorie ist nunmehr in der Produktionsmaschinensteuerung möglich.

Adiabatische Zustandsänderung

Eine adiabatische oder adiabate Zustandsänderung ist ein thermodynamischer Vorgang, bei dem ein System von einem Zustand in einen anderen überführt wird, ohne Wärme mit seiner Umgebung auszutauschen. In diesem Sinne werden adiabat und „wärmedicht“ synonym verwendet. Die Eigenschaft eines solchen Systems, keine Wärme mit der Umgebung auszutauschen, wird Adiabasie genannt. Im Gegensatz dazu wird bei diabatischen und diathermen Prozessen Wärme mit der Umgebung ausgetauscht.

Adiabatische Zustandsänderungen, bei welchen vom Anfang bis zum Ende der Änderung zu jedem Zeitpunkt das System nahezu im Gleichgewicht ist, werden quasistatisch genannt, ihr Verlauf lässt sich durch eine Kurve im Zustandsraum darstellen. Wird die quasistatische Zustandsänderung allein durch die Veränderung von äußeren Parametern des Systems mittels idealisierter äußerer Vorrichtungen gesteuert, dann werden diese Kurven Adiabaten genannt. Äußere Parameter sind dabei Größen, die die äußeren, idealisierten Nebenbedingungen des thermodynamischen Systems beschreiben; wie etwa das Volumen des Systems oder die Komponenten der magnetischen Feldstärke eines äußeren Magnetfeldes.

Gedankenexperimente mit adiabatischen Zustandsänderungen sind grundlegend für die Ermittlung der Postulate der Thermodynamik. Sie liefern den Zusammenhang zwischen der an einem System geleisteten Arbeit und der inneren Energie des Systems. Der in der Literatur der Thermodynamik oft genutzte Carnotsche Kreisprozess beinhaltet die adiabatische Kompression und Expansion des Arbeitsgases. Bei dem axiomatischen Aufbau der Thermodynamik sind adiabatische Zustandsänderungen von zentraler Bedeutung. Die Bedingungen für adiabatische Zustandsänderungen werden in der Praxis nie ganz erreicht. Jedoch liefert diese Idealisierung für viele reale Vorgänge brauchbare bis gute Beschreibungen: etwa für schnell ablaufende Vorgänge, bei denen die Zeit für einen Temperaturausgleich nicht ausreicht, oder für Änderungen von Systemen in besonders wärmeisolierenden Behältern.

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