Německý specializovaný výrobce automatizačních a periferních zařízení HAHN Automation přistoupil k pokračujícímu vývoji výrobků spadajících do jeho programu temperačních přístrojů tak, že vytvořil zcela novou koncepci, která je orientována na budoucnost. Výsledkem jsou přístroje, které ve srovnávacích testech poskytují dosud nedosažitelné maximální hodnoty, a to s ohledem jak na temperovací výkon, tak i na energetickou účinnost. To vše se zřetelným náskokem, jak ostatně srovnávací testy prokazatelně dokládají.
Obr.1: Nová typová řada HAHN ProTemp pokrývá rozsah chladicích výkonů od 6 do 70 kW.
I když se o temperovací technice při četných příležitostech hovoří jako o výchozím bodu při optimalizaci procesů, v provozní praxi je ve většině případů nadále opomíjena. Rešerše vztahující se k tomuto tématu však hovoří výmluvnou řečí. Zatímco jsou na jedné straně prezentovány stále nové, inovované temperovací metody, jakými jsou postupy chlazení s proměnným množstvím předávaného tepla nebo impulzní chlazení, standardní úroveň temperovací techniky naproti tomu již řadu let stagnuje. A to i přesto, že se tento stav týká odhadem devadesáti procent aplikací.
Z průzkumu prováděného společností HAHN Automation vyplynulo, že temperační přístroje jsou obecně považovány za samozřejmé standardní komponenty, které jsou potřebné a které jsou nakupovány a používány, avšak kterým je již následně sotva věnována další pozornost. Nadále převládá dojem, že technologie přenosu tepla se již dále nemůže vyvíjet. Že tomu však tak není, dokazují aktuální diskusní příspěvky z aplikačně technických oddělení různých výrobců vstřikovacíchstrojů. Jsou zaměřeny zejména na souvislost mezi délkou doby ochlazování a poměry ovlivňujícími ráz proudění v chladicích kanálech. Příslušné série pokusů ukazují, že při turbulentním proudění může být předávání tepla stěně kanálu účinnější, nežli je tomu při laminárním proudění. K vytváření turbulentních proudění jsou ovšem potřebné temperovací přístroje s odpovídajícím výkonem.
Tyto úvahy byly pro inženýry divize EnerSave společnosti HAHN Automation podnětem k tomu, aby vyvinuli novou konstrukční řadu účinných přístrojů, řadu ProTemp-e, představující přístrojovou techniku, která je pro tento účel vhodná. Tato řada navíc představuje kvantitativní skok v oblasti výkonových údajů i energetické účinnosti. Výchozí základnou nového vývoje jsou již více než 30leté zkušenosti společnosti Remak- Temperiertechnik sídlící v Reinheimu, která je od roku 2007 součástí skupiny HAHN Automation.
Deklarovaným cílem divize HAHN EnerSave je zvýšení výkonového potenciálu temperačních přístrojů, k jehož dosažení není potřebný dodatečný odebíraný výkon. Aby bylo tohoto cíle možno dosáhnout, byla především zdokonalena čerpací technika. Na rozdíl od obvodových lopatkových čerpadel, která dnes většina výrobců přístrojové techniky používá z důvodu snížení nákladů, se divize HAHN EnerSave spoléhá na výkonnější vícestupňová turbočerpadla. Nejnovější generace těchto čerpadel je vybavena geometricky optimalizovanými oběžnými koly a tlakovými komorami z ušlechtilé oceli.
Hlavní výhodou pro provozní podmínky, za kterých se provádí ochlazování nástrojů, je lepší poměr mezi tlakem a objemem při současné výrazně nižší spotřebě odebírané energie. Tato nižší spotřeba energie se nejen vztahuje k vysokému až střednímu rozsahu poměrů tlaku a objemu, nýbrž je měřitelná i jako průměrná hodnota při všech provozních stavech. Dodatečnou výhodou turbočerpadel jsou pak jejich kompaktnější rozměry a maximální spolehlivost. U vícestupňových turbočepadel nedochází ke ztrátě výkonu a ke zvýšenému opotřebení ani při snižující se kvalitě vody během výroby, která může být způsobena například přibývajícím množstvím částic vyvolávajících korozi.
Obr. 2: Zařízení řady ProTemp-e se dodávají jako jednookruhové nebo dvouokruhové temperovací přístroje tak i jako nadřazené nebo podřízené jednotky, umožňují však rovněž použití v kombinaci s pokrokovou víceokruhovou temperovací technologií HAHN PulseTemp©.
Výkonnější čerpací technika byla zkombinována s elektromotory splňujícími požadavky nejnovější klasifikace energeticky účinných zařízení. Ředitel divize EnerSave Frank Marschalek se k tomu vyjádřil takto: „Důsledné vzájemné sladění výkonů a velikostí komponent bylo deklarovaným cílem našeho vývojového projektu. Za tímto účelem jsme nejen optimalizovali poměry mezi motory a čerpadly, nýbrž jsme také přepracovali a vzájemně přizpůsobili provozní a regulační charakteristiky.“
Takto optimalizovaná nová generace přístrojů byla podrobena interním i externím srovnávacím testům, jejichž výsledky dopadly pozoruhodně příznivě. Při interním výkonovém porovnávání s vlastními předcházejícími modely bylo zjištěno výrazné snížení spotřeby energie. K tomu opět Frank Marschalek: „Intenzivní optimalizací velikostí kombinací komponent se nám podařilo dosáhnout zvýšení dopravovaného objemového proudu i navzdory nižšímu odebíranému výkonu. Hlavní zásluhu na tom nemá pouze zdokonalená čerpací technika, nýbrž také, a to zcela rozhodující měrou, optimalizace regulačních parametrů. Regulační technika dokáže díky zdokonaleným regulačním algoritmům a možnosti zpracování dodatečných naměřených údajů týkajících se tlaku, průtoku a průběhu teploty rychle reagovat na změny, ke kterým dochází v průběhu postupu zpracování plastů.“
Obr.3: Ovládací panel ProTemp.
Zřetelné výkonové přednosti přístrojů řady HAHN ProTemp-e vyšly najevo i při porovnávání s konkurencí. Tyto přednosti dokládá v neposlední řadě i skutečnost, že se podařilo výrazně zkrátit postup zahřívání. Ještě větší význam má dosažitelné zkrácení doby ochlazování. Úspora energie, kterou je díky tomu možno dosáhnout a která činí průměrně 40 procent (ve srovnání s radiálními čerpacími zařízeními stejného výkonu), je nejen prospěšná pro životní prostředí, nýbrž současně představuje důležitý přínos ke snižování provozních nákladů a tedy i základ pro výrobu orientovanou na budoucí potřeby.
Přístroje řady ProTemp-e se sériově dodávají ve dvou základních provedeních. Ve standardním provedení jsou přístroje dimenzovány pro rozsah teplot do 95 °C. Na přání je však k dispozici také vysokoteplotní varianta umožňující použití při teplotách do 150 °C. V obou případech se používá voda jako „rychlé“ teplonosné médium.
Pro ještě vyšší teploty použití se dodávají speciální verze vodních přístrojů nebo přístrojů řady PTO používajících jako teplonosné médium olej, které jsou přizpůsobeny specifickým potřebám zákazníků. Přístroje řady ProTemp-e jsou k dispozici jak jako jednookruhové nebo dvouokruhové temperovací přístroje tak i jako nadřazené nebo podřízené jednotky, dodávají se však rovněž v kombinaci s pokrokovou víceokruhovou temperovací technologií HAHN PulseTemp©.
Reinhard Bauer, TECHNOKOMM, nezávislý technický redaktor
foto: HAHN Automation