Übersicht und Einführung zu Temperiergeräten
Um Ihnen einen besseren Überblick über unsere Produkte, aber auch über das Temperiergerät im allgemein zu verschaffen, haben wir hier einige aus unserer Sicht für Sie wichtige Punkte zusammengefasst. Sollten Sie daher die Funktionsweise eines Temperiergeräts noch nicht genau kennen oder noch unschlüssig sein, welches Temperiergerät für Sie das passende ist, hoffen wir Ihnen hiermit die Funktionsweise sowie mögliche Randbedingungen eines Temperiergeräts etwas näher erklären zu können.
Grundlagen und Anwendungsbereiche von Temperiergeräten
Ein Temperiergerät, auch bekannt unter dem mittlerweile etwas veralteten Namen Heiz-Kühlgerät, kann überall da eingesetzt werden, wo ein Verbraucher über ein Wärmeträgermedium auf eine bestimmte Temperatur geregelt und gehalten werden muss oder zyklisch über eine Kaskadenregelung unterschiedliche Temperaturniveaus erreichen werden sollen. Unter einen Verbraucher im Bereich der Temperiertechnik fallen unter anderem Druck- oder Spritzgussformen, Gesenke, Kalander oder Walzen. Diese finden sich in Industriezweigen wie der Druckguss-. Spritzguss-, Pharma-, Chemie- oder Lebensmittelindustrie wieder. Weiter gibt es viele Spezialanwendungen, bei denen ein Temperiergerät zum Einsatz kommen kann, um den nötigen und kontinuierlichen Qualitätsstandard der erzeugten Produkte zu realisieren.
Wichtige Voraussetzungen für den Betrieb von Temperiergeräten
Damit ein Temperiergerät sachgerecht arbeiten kann, müssen einige Grundvoraussetzung am Verbraucher erfüllt sein. Wichtiger Bestandteil dabei sind die Temperierkanalbohrungen innerhalb des Verbrauchers. Diese sollten frei von Verschmutzungen jeglicher Art, wie z. B. Ablagerungen aus Korrosionsprodukten oder Verkalkungen, sein. Es muss darauf geachtet werden, dass beim Einbringen der Temperierkanalbohrungen in den Verbraucher möglichst keine sogenannten Totzonen entstehen, da hier eine Wärmeübertragung aufgrund der fehlenden Fließgeschwindigkeit des Mediums zwischen Medium und Verbraucher kaum erfolgen kann. Zudem lagern sich in diesen Bereichen häufig Verschmutzungen ab, die in einem möglichem Leckstoppbetrieb, ein Absaugen des Fördermediums oder einer Prozessstörung wieder ins System gelangen können. Im schlimmsten Fall kann es hier zu einem Ausfall am Temperiergerät kommen. Weiter müssen die Zuleitungen zwischen Temperiergerät und Verbraucher absolut dicht, isoliert und gegen ein selbstständiges lösen gesichert sein. Die Zuleitungen müssen immer mindestens auf den maximalen Temperatur- und Druckbereich des Temperiergerätes ausgelegt sein.
Notwendigkeit von Filtrationssystemen zur Schadensvermeidung
Um Schäden am Temperiergerät zu vermeiden, ist die Verwendung eines Filtersystems unerlässlich. Immer abhängig von der Fahrweise des Temperiergerätes wird eine Filtration des Fördermediums sowohl im Vorlauf als auch im Rücklauf notwendig. Häufig anzutreffende Bestandteile in einem Temperierkreislauf neben dem Fördermedium sind Korrosionsrückstände, durch Fertigung des Verbrauchers verursachte Rückstände wie Metallspäne, Sand aber auch Vercrackungen durch überaltertes oder falsches Öl. Häufig kommt es dadurch zu einem erhöhtem Pumpenverschleiß bis hin zum Pumpenausfall am Temperiergerät.
Optimierung des Wärmeaustausches durch geeignete Temperiermedien und -systeme
Der Wärmeaustausch zwischen Temperiergerät und Verbraucher erfolgt über ein Wärmeträgermedium. Das Wärmeträgermedium wird im Temperiergerät elektrisch über Rohrheizkörper, auf die vorgegebene Temperatur erhitzt und kontinuierlich im Kreislauf zum Verbraucher gefördert. Die Leistung der Rohrheizkörper ist in unterschiedlichen Stufen anwendungsspezifisch auswählbar. Eine Verminderung der Temperatur des Wärmeträgermedium kann über unterschiedliche Systeme erfolgen. Hierbei unterscheidet man zwischen direkter und indirekter Kühlung. Die indirekte Kühlung erfolgt je nach Temperiergerätetyp über Kühlwendel oder Plattenwärmetauscher, diese können direkt oder im Bypass geschaltet sein.
Systemsteuerung und Prozessanpassungen
Stillstandzeiten der Maschine, die dadurch bedingte Wärmeverluste erkennt das Temperiergerät direkt und gleicht diese aus. So kann jederzeit gewährleistet werden, dass nach unvorhersehbaren Stillstandszeiten die Produktion direkt wieder aufgenommen werden kann. Eine weitere Möglichkeit der Temperatursteuerung ist die Regelung über den Durchfluss. In diesem Fall wird der Durchfluss der einzelnen Temperierkreise kontinuierlich überwacht. Über diese Werte ermittelt die Steuerung den benötigten Energiebedarf der Temperierkreise und passt den Durchfluss über Servoventile an den Prozess an. Oft sind bei diesen Anwendungen anstelle von Servoventilen auch Handventile im Einsatz. Der Vorteil bei Handventilen liegt darin, dass diese im Gegensatz zu Servoventilen nicht so störanfällig durch beispielsweise verunreinigte Medien sind. Ein nicht zu vernachlässigender Nachteil ist hierbei, dass ein Nachregeln immer händisch über den Bediener erfolgen muss und somit eine dynamische Prozessführung nicht gegeben ist. Soll generell auf die Anwendung von Ventilen verzichtet werden, kann die Durchflussregelung auch über frequenzgeregelte Pumpen erfolgen.
Integration in übergeordnete Steuerungssysteme
Ein Temperiergerät kann in vielen Fällen auch über eine übergeordnete Maschinensteuerung betrieben werden. Alle Parameter der an einer Anlage z.B. einer Gießzelle angeschlossenen Peripheriegeräte können dann zentral eingesehen, überwacht und auch gesteuert werden. Somit können Prozessdaten sicher dokumentiert werden. Es stehen hier gängige Schnittstellen wie OPC UA, Profinet, Profibus, etc. zur Verfügung.