Témata
Reklama

Nejen současná legislativa, ale i prostá starost o zaměstnance či vlastní zdraví vede menší i větší firmy k tomu, že investují do technologií filtrace - technologií, jejichž přímé efekty "nejsou vidět" a přesto jsou poměrně nákladné.

Dnes již každý ví, že chladicí kapaliny používané při obrábění vytvářejí zdraví škodlivé aerosoly a že je vhodné je odsávat a filtrovat, nicméně investice do těchto technologií vložené chybí při nákupu materiálu, strojů, nástrojů a jiných položek, které přinášejí přímé výdělky. Proto bývá prvotní snahou pořídit filtrační zařízení co nejlevněji, a to i za cenu toho, že některá filtrační zařízení nejsou dokonalá, takže je potřeba profiltrovaný vzduch dále odvádět ven mimo halu, nebo že mají vyšší spotřebu elektrické energie, jejíž cena se však rozpustí v celkových nákladech.

Reklama
Reklama
Obr. 1. Úspora oleje za rokPojďme se na problém podívat ještě z druhé stránky – z celkové dlouhodobé ekonomiky provozu. Při návrhu špičkových filtračních jednotek Absolent totiž upozorňujeme, že tato investice nepřináší pouze výdaje, ale i faktické reálné úspory.

Úspora použitého chladicího média

Vytvoříme si modelový příklad, který by mohl mít následující naprosto běžné parametry (převzato z obyčejné praxe):

• filtrační jednotka Absolent A•Smoke-40 s průtokem 4 000 m³.h-1
• pracovní režim 24 hodin denně, 46 týdnů ročně
• proces – broušení, chlazení čistým olejem o hustotě 0,9 kg.m-³
• koncentrace 100 mg.m-³ na vstupu do filtrační jednotky
• koncentrace 0,002 mg.m-³ na výstupu z filtrační jednotky

Z toho vyplývá, že do jednotky vstupuje ročně 3 091 kg oleje, přičemž do okolního ovzduší projde 0,013 kg oleje za jeden rok.

Obr. 2. Diagram průtoku z reálného provozuZachycený olej se shromažďuje ve sběrné nádrži a může být znovu použit. Jinými slovy – investicí do správně zvolené filtrační jednotky se mohou ušetřit náklady za uspořenou chladicí kapalinu, která by se jinak rozptýlila po ovzduší pracovní haly nebo byla vyvedena bez filtrace ven – s tím ale souvisí následující zdroj možných úspor.

Odvod profiltrovaného vzduchu ven vs. zachování vnitřní cirkulace

Filtrační jednotky byly navrhovány švédskými konstruktéry primárně pro Skandinávii, kde je podstatně tvrdší norma na jakost pracovního a životního prostředí než ve zbytku Evropy. Zatímco v ČR norma stanoví tzv. PEL (povolený expoziční limit) pro olejové aerosoly 5 mg.m-³, ve Švédsku je tato norma pětkrát tvrdší – povolený limit je pouze 1 mg.m-³. Tomu odpovídá i jakost a úroveň filtrace a vzduch po průchodu filtrační jednotkou může být vracen zpět do pracovního prostředí daného provozu. Je možné jej odvádět mimo halu (firma Absolent umí nabídnout výstupní modul podle potřeby), jedná se však vždy o poměrně značnou a zbytečnou ztrátu nákladů na vytápění ztraceného vzduchu, který se odvádí ven, a do haly je tedy třeba přivést stejné množství vzduchu. Pro posouzení a rámcové vyčíslení stačí jednoduchý vzorec (převzato z firemních podkladů fy Absolent, hodnoty vnějších a vnitřních teplot platí pro ČR) viz tabulka 1.

Tabulka 1. Posouzení a rámcové vyčíslení

Správa spotřeby elektrické energie

Další úsporou, která rozhodně není zanedbatelná, může být úspora elektrické energie v případě správné konfigurace uvažované filtrační jednotky. V čem tato úspora spočívá?

Obr. 3. Porovnání spotřeby elektrické energie pro filtrační jednotku s frekvenčním měničem a bez níVe standardním provedení jsou filtrační jednotky vybaveny ventilátorem s běžným asynchronním motorem, jehož spotřeba elektrické energie je konstantní, ať je již úroveň průtoku (odvíjející se od úrovně zanesení jednotlivých filtračních stupňů) jakákoliv. Absolent je však poměrně konzervativní firma, která udává parametry svých výrobků s velkou opatrností. Pokud tedy např. u některé své filtrační jednotky udává parametr průtoku 4 000 m³.hod-1, znamená to, že tato hodnota je dosažena až po poměrně dlouhé době, kdy jednotlivé filtrační elementy dosáhnou určitého stupně zanesení. Až do té doby je faktický průtok vyšší – viz obr. 2.

Integrovaný frekvenční měnič

Jak z diagramu vyplývá, deklarované hodnoty průtoku 4 000 m³.h-1 jednotka dosáhla až po cca 500 dnech provozu (a po první výměně 3. filtračního stupně – HEPA filtru –, která proběhla po 400 dnech provozu). Do té doby filtrační jednotka „plýtvala“ svým výkonem a spotřebovávala zbytečnou elektrickou energii. To lze vyřešit v rámci programu EESS integrovaným frekvenčním měničem a napojeným podtlakovým čidlem. Pokud je filtrační jednotka vybavena těmito opcemi, frekvenční měnič reguluje (v závislosti na parametrech podtlaku v sacím potrubí) otáčky motoru ventilátoru tak, aby průtok byl přesně požadovaných 4 000 m³.h-1 – jinými slovy by ve výše zmiňovaném případě mohla být spotřeba elektrické energie výrazně nižší až do 500. dne provozu. Porovnání spotřeby elektrické energie pro filtrační jednotku s frekvenčním měničem a bez něj vyjadřuje následující schéma na obr. 3.

Obr. 4. Aplikace filtrace firmy Absolent

Rozdíl mezi tmavozelenou a světlezelenou plochou představuje hodnotu ušetřené elektrické energie. Návratnost jistě není obtížné spočítat podle konkrétních dat – čím je silnější motor ventilátoru jednotky, tím je úspora vyšší a návratnost do investice na pořízení frekvenčního měniče a příslušných čidel kratší.

Tabulka 2. Návratnost investice

Je samozřejmé, že hlavním důvodem pro aplikaci vhodného filtračního systému je především péče o zdraví pracujících a snaha o ochranu strojů a budov, které jinak velmi trpí, ale není od věci k problematice odsávání přistupovat komplexně. Návratnost takové investice totiž může být mnohem kratší, než se řada lidí domnívá.

Wemac

Ing. David Kratochvíl
wemac@wemac.cz
www.wemac.cz

Reklama
Vydání #11
Firmy
Související články
Šedesát měsíců pro energetickou efektivitu

V roce 2009 byly výrobní stroje zahrnuty do pracovního plánu evropské směrnice pro výrobky spojené se spotřebou energie 2009/125/EC, obsahující odpovídající metodologii (MEErP), a s tím související povinnost výrobců splňovat požadavky na snižování energetické náročnosti svých výrobků. Rámec těchto požadavků a termín jejich implementace je stále předmětem intenzivních jednání mezi Evropskou komisí a evropským svazem obráběcích strojů Cecimo. Současný vývoj situace se pokusí objasnit Ing. Jiří Vrhel ze Svazu strojírenské technologie, který zastupuje Českou republiku při jednáních v Bruselu.

Obrábět stejně za méně - Energetická efektivita obráběcích strojů

Energetická efektivita výrobních strojů - ekodesign, má čím dál větší význam. Na světových výstavách v čele s EMO Hannover 2013 byla patrná snaha výrobců nabídnout zákazníkovi nejen stroj s potřebnými užitnými vlastnostmi, ale i stroj pracující energeticky úsporně. Je také patrná vyšší informovanost zákazníků a do obecného povědomí se dostává čím dál více informací o řešeních, která zajišťují stejné užitné vlastnosti při snížené spotřebě energie.

Ekodesign v konstrukci obráběcích center

V poslední době se stále častěji ve spojení s výrobky objevují pojmy ekodesign, či zelené stroje. Jedná se o vývoj a konstrukci výrobků zaměřenou na minimalizaci jejich negativního dopadu na životní prostředí. Výrobce obráběcích strojů Tajmac-ZPS se u svých obráběcích center touto problematikou zabývá v celé řadě oblastí a je zapojen i do projektu FR-TI3/655 - Ecodesign ve stavbě obráběcích strojů.

Související články
Problémy s likvidací procesních vod se vypaří

Efektivní způsob likvidace procesních kapalin v místě jejich vzniku představuje technologie atmosférické odparky společnosti MKR Metzger.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Pryč s olejem ve vodě

Málokdo očekával, že novým materiálem, který odstraňuje olej z vody, se stane nitrid bóru, známý spíše jako nástrojový materiál než jako sorbent. S objevem nečekané podivuhodné vlastnosti materiálu, který je modifikací kubického nitridu bóru cBN na vyměnitelné břitové destičky pro obrábění, nyní přišli australští a francouzští vědci.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Šetrné procesní kapaliny pro obrábění kovů

Co je to šetrná procesní kapalina pro obrábění kovů? Kapalina, která nezpůsobuje zdravotní problémy lidem, kteří s ní přijdou do kontaktu? Kapalina, která svojí výrobou, transportem k zákazníkovi, skladováním a likvidací nezavdává ke vzniku rizik ohrožujících životní prostředí? Příliš mnoho otázek a žádná konkrétní odpověď. V následujících řádcích bude tento stav pozměněn.

Ekodesign & čeští výrobci obráběcích strojů

O pohled na současný stav ekodesignu v komoditě obráběcích strojů jsme požádali zástupce vybraných tuzemských výrobců, kteří se touto problematikou aktuálně zabývají. Oslovili jsme společnosti Kovosvit, Toshulin, TOS Kuřim-OS a TOS Varnsdorf, konkrétně Jiřího Mindla, Vojtěcha Frkala, Dušana Maláška a Tomáše Kozloka.

Možnosti využití vizualizace v ekodesignu

Stále rostoucí požadavky na snižování emisí skleníkových plynů, zejména emisí oxidu uhličitého (CO2), vyvolávají potřebu integrace principu udržitelného rozvoje i do již pevně zaběhnutých vývojových postupů u různých typů produktů. Z pohledu chystaných legislativních požadavků může být u nových výrobků významné prokázat, že při jejich vývoji byla zvolena strategie, která v rámci jejich celého životního cyklu nejméně zatěžuje životní prostředí.

Ecodesign - cesta k efektivní výrobě a technologiím

Energetická efektivita výrobních strojů představuje stále se rozvíjející téma, které nabývá zejména v Evropě na významu. Tlak ze strany uživatelů strojů a legislativy Evropské unie nutí výrobce neustále inovovat své výrobky v oblasti hospodaření s energií s cílem snížit jejich spotřebu nebo zvýšit efektivitu.

Anketa mezi výrobci obráběcích strojů

Ekodesign a energetická náročnost výroby jsou bezesporu současným aktuálním tématem. Problematika ekodesignu již našla své místo i u českých výrobců obráběcích a tvářecích strojů, a pokud ne jako pevná součást jimi řešených projektů, tak doufejme alespoň v budoucích úvahách konstruktérů. Jedna věc je však úhel pohledu evropských legislativců, autorů příslušných směrnic, druhou je ale realita jejich praktických zavádění a v neposlední míře i ovlivňování přirozených tržních mechanizmů. Jak se na tuto problematiku dívají techničtí představitelé vybraných českých výrobců obráběcích a tvářecích strojů, je smyslem této ankety.

Zkušenosti s problematikou ekodesignu při konstrukci

Požádali jsme některé české výrobce obráběcích strojů, aby se s námi podělili o své zkušenosti při navrhování svých strojů s ohledem na energetickou efektivitu jejich následného provozu. Jejich zkušenosti budiž vzorem a inspirací jak výrobcům, tak i osvětou pro uživatele. Posuďte sami, jakou cestu již ušli.

Energetický management v průmyslové praxi

Téma hospodaření s energií je pro představitele průmyslových podniků zajímavé v každé době. O to více v současnosti, kdy cestou k úspěchu na trhu je hledání úspor ve vlastních provozech. Jednou z možností, jak dosáhnout nejen jednorázových, ale zejména dlouhodobých a trvalých cílů v oblasti snižování spotřeby energií, je energetický management.

Modulární závitník snižuje náklady na nástroje

Recept na úspěch modulárního závitníku spočívá v kombinaci hlavy se závitem ze slinutého karbidu s tuhou ocelovou stopkou. Spojení je konstruováno jako rozebiratelné. V praxi je tak možné zvýšit řeznou rychlost oproti závitníkům z ocele více než dvakrát a současně snížit náklady na nástroje o 50 %.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit