SKZ: Optimale Vorwärmung und Kühlung – Kooperationsprojekte zur Steigerung der Energieeffizienz in der Kunststoffverarbeitung

Eine thermografische Aufnahme macht die in den Kunststoffsträngen enthaltene Wärmeenergie sichtbar. Diese muss dem Material nach der Verarbeitung durch Kühlanlagen wieder entzogen werden. Eine Nutzung dieser Energie ist wünschenswert - (Bild: SKZ).

Potenziale zur Steigerung der Energieeffizienz und somit zur Kostensenkung sind in nahezu allen Industrieprozessen vorhanden und werden oftmals nur ansatzweise ausgeschöpft. In der Kunststoffverarbeitung sind die Vorwärmung von Materialien sowie der Einsatz nachhaltiger Kühlsysteme vielversprechende Technologien, um die Energieeffizienz zu erhöhen. Angesichts von steigenden Energiepreisen, Energiewende und Klimawandel steht die Kunststoff-Branche unter Druck, diese Technologien in verstärktem Maße einzusetzen. Um den Einsatz dieser energieeffizienten Systeme zu befördern, hat das SKZ zwei anwendungsnahe Forschungsprojekte gestartet.

Intelligente Vorwärmung
In der Kunststoffverarbeitung gilt die Vorwärmung von Granulaten, Füllstoffen und Compounds als eine aussichtsreiche Technologie, um in großen Mengen vorhandene Abwärme oder erneuerbare Energie sinnvoll einzusetzen. Informationsdefizite in Bezug auf die konkrete Umsetzung und die damit verbundenen tatsächlichen Einsparungen haben den Durchbruch der Technologie jedoch bislang verhindert. Ziel des Vorhabens OptiHeat (Laufzeit: Februar 2019 bis Januar 2021) ist daher die Bereitstellung eines Online-Expertensystems zum Thema Vorwärmung, das Verarbeitern geeignete Prozessparameter für die Vorwärmung und die nachfolgende Verarbeitung liefert und Unternehmen dabei hilft, ihre spezifischen Energie- und Kosteneinsparpotenziale zu identifizieren. Hierfür sollen umfassende Versuchsreihen durchgeführt werden, um spezifische Vorwärmeigenschaften der Materialien zu ermitteln, die Auswirkungen auf den Verarbeitungsprozess und die Produktqualität zu bestimmen sowie die materialspezifischen Einsparpotenziale beim Compoundieren und beim Spritzgießen zu bewerten.

Nachhaltige Kühlung
Der Bedarf an Kühlanwendungen für Gebäude und Industrieprozesse steigt kontinuierlich. Um deren Beitrag zum Klimawandel zu minimieren, ist eine breite Anwendung energieeffizienter, nachhaltiger Kühlsysteme notwendig, die ohne klimaschädliche Stoffe (z.B. Fluorkohlenwasserstoffe) betrieben werden können. Durch das internationale Kooperationsprojekt SCoolS – Sustainable Cooling Systems, (Laufzeit: Januar 2019 bis Dezember 2020) unter Federführung des SKZ, soll deren Verbreitung gesteigert werden, insbesondere bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU). Dafür werden verschiedene Kühltechnologien hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und Anwendbarkeit untersucht, Auslegungs- und Bewertungsregeln abgeleitet und daraus ein Werkzeug zur Auswahl der am besten geeigneten Kühllösung entwickelt.

Die Kooperationspartner Thomas More Hochschule Kempen und das belgische Bauforschungsinstitut WTCB konzentrieren sich dabei auf Kühlanwendungen in Wohn- und Bürogebäuden. Die Universität Bayreuth und das SKZ betrachten dagegen Industriegebäude und -prozesse, insbesondere in der Kunststoffverarbeitung. Die komplementäre Expertise der Partner erlaubt die gewinnbringende Betrachtung grundlegender Gemeinsamkeiten und Interdependenzen von Gebäude- und Prozesskühlung. Zudem werden die Erkenntnisse und Werkzeuge für KMU in Belgien und Deutschland praxisorientiert verfügbar gemacht.

Mitwirken und Erkenntnisse nutzen
Über den Projektausschuss bringen sich bereits zahlreiche Unternehmen, zum Beispiel aus der Kunststoffverarbeitung sowie der Energie- und Kühltechnik, in die beiden Projekte ein und profitieren von den neuen Erkenntnissen. Weitere Unternehmen sind eingeladen, sich an den Projekten zu beteiligen. Die Teilnahme ist kostenlos und ermöglicht es den Unternehmen, die Arbeiten in diesem Forschungsvorhaben mitzugestalten und sich über die aktuellen Ergebnisse zu informieren.

Das Vorhaben 20236N „OptiHeat: Vorwärmung in der Kunststoffverarbeitung – Empirische Ermittlung materialspezifischer Kennwerte und Entwicklung eines Expertensystems“ und das CORNET-Vorhaben 236 EN „SCoolS: Sustainable Cooling Systems“ der Forschungsvereinigung Fördergemeinschaft für das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum e.V. (FSKZ) werden über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V. (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Kontakt:
SKZ – Das Kunststoff-Zentrum
Dr. Hermann Achenbach
Friedrich-Bergius-Ring 22
97076 Würzburg
Tel. 0931 4104-266
h.achenbach@skz.de

Weitere Informationen: www.skz.de

SKZ Das Kunststoff-Zentrum, Würzburg

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