Mit den GA-Kompressoren konnte der Betriebsdruck energiesparend gesenkt werden. Zudem sind alle drei GAs an den zentralen Wärmetauscher des Heizungssystems von Heck + Becker angebunden. - (Bild: Atlas Copco/Gross)
Die mittelhessische Heck + Becker GmbH & Co. KG aus Dautphetal fertigt Druckgussformen für die Automobilindustrie und ihre Zulieferer. Um im weltweiten Wettbewerb noch besser aufgestellt zu sein, entschied das Unternehmen vor einigen Jahren, alle Energieverbraucher auf Wirtschaftlichkeit und Effizienz zu überprüfen. Die betriebliche und energetische Gesamtsituation ließ der Formenbauer von einem Energieberater umfassend analysieren. Unter anderem wurde die vorhandene Druckluftversorgung genau unter die Lupe genommen.
Die Kompressoren im Container werden zentral vom Energiesparsystem ES 6 gesteuert, das stets den effizientesten Betriebspunkt wählt. – Bild: Atlas Copco/Gross
Die damalige Situation mit vier älteren Kompressoren barg nennenswertes Einsparpotenzial, denn inzwischen waren längst weitaus effizientere Maschinen auf dem Markt – und die Stromkosten für den Betrieb einer Druckluftanlage machen rund 70 bis 75 Prozent ihrer gesamten Lebenszykluskosten aus.
Konkret wurde die Druckluft von vier ansauggeregelten Kompressoren dezentral in den unterschiedlichen Fertigungsbereichen erzeugt. “Wir setzten uns zum Ziel, eine zentrale Druckluftstation zu errichten, die das komplette Werk effizient versorgt”, erklärt Martin Baumann, Geschäftsführender Gesellschafter von Heck + Becker. Als Partner für das Projekt wurde der Atlas-Copco-Vertragshändler Gross GmbH ausgewählt. 2015 wurde das Projekt abgeschlossen. Baumann freut sich darüber, “dass wir unser Ziel nicht nur erreichen konnten, sondern sogar übertroffen haben”.
Profil
Heck + Becker GmbH & Co. KG
Um den hohen Anforderungen der Automobil- und Zuliefererindustrie gerecht zu werden, ist die Unternehmenspolitik auf die Bedürfnisse der Automobilisten ausgerichtet. Ein engpassorientiertes Managementsystem berücksichtigt alle Normen und erlaubt kurze Reaktionszeiten und hohe Flexibilität. Im Druckgusstechnologiecenter werden Formen auf einer 3200-t-Gießanlage erprobt und optimiert. Das Leistungsspektrum reicht vom Bemustern bis zur Prototypenproduktion, von Powertrain über große Strukturteile bis zur Erprobung neuester Technologien.
Bedarfsgerechte Versorgung entwickeln
Die “Airbox” von Gross ist mit effizienten Atlas-Copco-Kompressoren ausgestattet und wird anschlussfertig auf den Hof geliefert. – Bild: Atlas Copco/Gross
Um die Druckluftversorgung bedarfsgerecht optimieren zu können, ermittelten die Gross-Mitarbeiter während einer Referenzwoche die Auslastung aller Kompressoren. Nach Analyse der Gesamtsituation erstellte der Energieberater und Projektleiter ein auf Effizienz und Platzersparnis getrimmtes Konzept. Es sah eine frequenzgeregelte Druckluftstation vor, die in einer von der Gross GmbH entwickelten sogenannten “Airbox” untergebracht wurde. Dahinter verbirgt sich eine mobile Containerlösung zur optimierten Medienversorgung mit Druckluft und Wärme aus dem Verdichtungsprozess.
Der Container ist mit zwei öleingespritzten Atlas-Copco-Schraubenkompressoren des Typs GA 37 FF sowie einem drehzahlgeregelten GA 55 VSD FF ausgestattet. Bei diesen optional verfügbaren FF-Varianten der Kompressoren haben die Atlas-Copco-Ingenieure Zusatzgeräte wie Kältetrockner, Druckluftfilter, Kondensatableiter und -trenner sowie die Wärmerückgewinnung bereits in das Kompressorgehäuse integriert. Bei der Installation musste Gross also nur die passenden Anschlüsse miteinander verbinden, um die Wärmerückgewinnung nutzbar zu machen. Alle drei GA-Maschinen wurden dann an den zentralen Wärmetauscher des Heizungssystems von Heck + Becker angebunden.
Im Zuge der kompletten Werkssanierung, die vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert wurde, hat der Formenbauer zudem Druckluftleckagen beseitigt und dadurch bei gleicher Produktionsmenge den Luftbedarf gesenkt. Die neue Station erzeugt mit drei GA-Kompressoren von Atlas Copco nun immer genau so viel Druckluft, wie die pneumatischen Werkzeuge und Armaturen in der Fertigung gerade benötigen. Speziell durch die Drehzahlregelung werden Spitzen effizient abgefangen, Energieverluste durch Leerlauf gehören der Vergangenheit an. Gesteuert werden die Kompressoren zentral vom Energiesparsystem ES 6. Dessen großer Vorteil ist es, dass für jede einzelne Maschine der jeweils optimale Betriebspunkt ermittelt und gesetzt wird.
Maschinenhaus unnötig: Der Formenbauer Heck + Becker erzeugt seine Druckluft effizient und platzsparend im Container. – Bild: Atlas Copco/Gross
Betriebsdruck wird zentral eingestellt
Der gewünschte Betriebsdruck wird zentral am ES 6 eingestellt. Das sind heute etwa 7,5 bar. Früher waren noch etwa neun bar notwendig – nur so hat man damals sicherstellen können, dass die erforderlichen Mindestdrücke bei den verschiedenen Abnehmern nicht unterschritten wurden. Denn bei alten Stationen mit Volllast-Leerlauf-Kompressoren schwankt der Druck im Netz meistens erheblich. Aufgrund der schnell ansprechenden Drehzahlregelung der GA VSD sind diese Schwankungen bei Heck + Becker jedoch kein Thema mehr. Allein mit der Senkung des Druckbandes ist der Energiebedarf der Drucklufterzeugung um etwa zehn Prozent gefallen. Denn mit ein bar weniger Druck sinkt der Stromverbrauch um sechs bis sieben Prozent.
Insgesamt konnte Heck + Becker den Bedarf an elektrischer Energie dank der neuen Station um bis zu 32 Prozent reduzieren. Darüber hinaus ist der Gesamtwärmebedarf im Bereich Formenbau durch die Rückgewinnung der Verdichtungswärme um 30,6 Prozent gesunken. Zudem wurde die Wärmerückgewinnung in das betriebliche Heizungsnetz integriert, nebst hydraulischem Abgleich. So kann Heck + Becker die erzeugte Wärme komplett nutzen.
Trends µ-genau
Abgestimmtes Gesamtsystem
Die Energieversorgung aus der Box verspricht vor allem Platzersparnis und ein abgestimmtes Gesamtsystem, das reibungslos funktioniert. Die Airbox-Container finden inzwischen in allen Industriebranchen ihre Anwendungsfälle. Man braucht keinen eigenen Raum mehr für die Kompressoren, muss sich nicht um Zu- oder Abluft kümmern, sondern schließt die Airbox einfach nur an das vorhandene Druckluftnetz an.
Kontinuierlich gesteigerte Energieeffizienz
Martin Baumann, Geschäftsführender Gesellschafter von Heck + Becker: “Wir wollten eine zentrale Druckluftstation errichten, die das komplette Werk effizient versorgt, und haben sogar mehr erreicht als ursprünglich geplant.” – Bild: Atlas Copco/Gross
Zur kontinuierlichen Steigerung der Energieeffizienz werden die Energieflüsse durch ein Monitoring erfasst und fortlaufend optimiert. Mit diesem Energiecontrolling unterstützt die Gross GmbH Anwender der Airbox bei der Einführung eines Energiemanagementsystems nach DIN EN ISO 50001. Nach der Inbetriebnahme der Airbox wurden bei Heck + Becker alle Mitarbeiter im Hause für einen nachhaltigen Umgang mit Druckluft geschult und sensibilisiert.
Im Rahmen eines weiteren Energieprojektes ersetzte das mittelhessische Unternehmen in seinen Produktionsbereichen und im Druckguss-Technologie-Center die ineffizienten HQL-Leuchten mit Hallenspiegelleuchten mit Induktionsleuchtmitteln. Diese Technik ist im Vergleich zu modernen LED-Lampen im Fertigungsbereich deutlich robuster. Dank der beschriebenen Maßnahmen wurde der Gesamtenergieverbrauch im Unternehmen um etwa ein Viertel gesenkt. Zukünftig werden damit rund 240 Tonnen CO2 pro Jahr eingespart. Heute werden alle Verbrauchswerte gemessen, und die Einsparungen werden regelmäßig ermittelt und überprüft, um die Prozesse weiterhin kontinuierlich zu verbessern.
Kontakt:
Heck + Becker GmbH & Co. KG, D-35232 Dautphetal, Tel.: 06466/9134-0
Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik, D-45141 Essen, Tel.: 0201/2177-0