nach oben
Meine Merkliste
Ihre Merklisteneinträge speichern
Wenn Sie weitere Inhalte zu Ihrer Merkliste hinzufügen möchten, melden Sie sich bitte an. Wenn Sie noch kein Benutzerkonto haben, registrieren Sie sich bitte im Hanser Kundencenter.

» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.
Ihre Merklisten
Wenn Sie Ihre Merklisten bei Ihrem nächsten Besuch wieder verwenden möchten, melden Sie sich bitte an oder registrieren Sie sich im Hanser Kundencenter.
» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.

« Zurück

Ihre Vorteile im Überblick

  • Ein Login für alle Hanser Fachportale
  • Individuelle Startseite und damit schneller Zugriff auf bevorzugte Inhalte
  • Exklusiver Zugriff auf ausgewählte Inhalte
  • Persönliche Merklisten über alle Hanser Fachportale
  • Zentrale Verwaltung Ihrer persönlichen Daten und Newsletter-Abonnements

Jetzt registrieren
English
Merken Gemerkt

Energieeffizienz und Abwärmenutzung in der Kunststoffverarbeitung

Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt eine ganzheitliche Betrachtung der Themen Energieeffizienz und Abwärmenutzung in den Kunststoffverarbeitungsverfahren Spritzgießen und Extrusion. Aufgrund der in den letzten Jahren deutlich gestiegenen Strompreise und der damit gewachsenen, finanziellen Belastungen, besitzen verschiedene Aspekte innerhalb dieses Themenkomplexes eine große Bedeutung für die Gesamtbranche der Kunststoffverarbeitung. Die damit einhergehende Gefährdung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit des Produktionsstandortes Deutschland steht seit längerer Zeit im Fokus der Betrachtungen. Eine energieeffiziente Produktionsweise entwickelt sich somit zunehmend zu einem entscheidenden Erfolgsfaktor. Die in der Arbeit aufgezeigten Lösungen und Ergebnisse beinhalten sowohl allgemeingültige Ansatzpunkte als auch die Darstellung konkreter, prozessspezifischer Einsparpotentiale zur Steigerung der Energieeffizienz.

Die Arbeit behandelt vier Themenkomplexe. Nach der einleitenden Darstellung der energetischen Gesamtsituation innerhalb der Branche erfolgt eine Übersicht der prozessspezifischen und prozessübergreifenden Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz. Dabei werden sowohl die Maschinen- und Prozesstechnik als auch die Einsparpotentiale durch die Nutzung der aus den Prozessen abgeführten Wärmeströme berücksichtigt. Nach der Darstellung und Interpretation etablierter Studienergebnisse und energetischer Kennzahlen wird das Thema vor dem Hintergrund der für kunststoffverarbeitende Unternehmen relevanten politischen Entwicklungen und der daraus abgeleiteten Konsequenzen betrachtet. In vielen Fällen ist hier eine Senkung der Energiekosten durch die Inanspruchnahme von Steuererleichterungen möglich. Dabei besitzt die Implementierung eines sinnvoll gestalteten Energiemanagementsystems besondere Bedeutung.

Im zweiten Themenkomplex erfolgt eine Evaluation energetischer Kennzahlen für die betrachteten Verarbeitungsverfahren. Dabei werden sowohl die für eine aussagekräftige Auswertung benötigten Komponenten und Kennzahlen als auch die Auswirkungen verschiedener Maßnahmen auf die Energieeffizienz herausgestellt. Zu diesen Maßnahmen zählen neben der Variation von Betriebsparametern bestehender Maschinen vor allem auch die Verwendung verschiedener Maschinen- und Antriebskonzepte. Die Ergebnisse zeigen eine klare Beeinflussbarkeit der Energieeffizienz. Die aus einer durchgeführten Befragung gewonnenen energiebezogenen Daten von kunststoffverarbeitenden Unternehmen in Nordrhein-Westfalen ermöglichen anschließend die Erstellung einer Benchmarking-Datenbank für das Spritzgießverfahren.

Im dritten Teil der Arbeit wird ein extrusionsspezifisches Konzept zur Nutzung des bei der Innenkühlung von Rohren abgeführten Wärmestroms zur direkten Granulatvorwärmung konzeptioniert und erprobt. Neben der Validierung der technischen Umsetzbarkeit erfolgt die Bewertung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Dabei werden insbesondere die prozessspezifischen Wechselwirkungen zwischen resultierenden Änderungen der Prozessparameter untersucht. Die Ergebnisse ermöglichen eine vollständige Bilanzierung der energetischen Auswirkungen dieser neuen Möglichkeit zur Abwärmenutzung. Des Weiteren führen sie zur Konzeptionierung eines alternativen Abwärmenutzungssystems, welches unabhängig vom hergestellten Produkt auch für allgemeine Extrusionsprozesse ohne eine zusätzliche Innenkühlung des Extrudats anwendbar ist.

Im letzten Themenkomplex wird ein alternatives Verfahren zur Bewertung von Änderungen der Energieeffizienz bei einer modifizierten Produkt- oder Prozessgestaltung erarbeitet. Dabei wird neben den Veränderungen der spezifischen Energieverbräuche auch eine Änderung der Produktwerte aus Hersteller- und Kundensicht berücksichtigt. Es kann gezeigt werden, dass eine Bewertung der Energieeffizienz mittels des für diese Zwecke etablierten mengenspezifischen Energieverbrauchs in solchen Fällen oftmals zu Fehlinterpretationen führt. Durch die Bildung verfahrensspezifischer Fallstudien und die Auswertung der resultierenden energetischen Veränderungen wird dies verdeutlicht.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Patrick Weiß

Patrick Weiß
Lehrstuhl für Konstruktion und Kunststoffmaschinen
Universität Duisburg-Essen

Informationen

Freie Schlagwörter: Extrusion, Spritzgießen, Energieeffizienz, Abwärmenutzung, Einsparpotentiale, Energiewende, Granulatvorwärmung, Energiesteuern, energetische Kennzahlen, Branchenstudie
Institut / Lehrstuhl: Fakultät für Ingenieurwesen der Universität Duisburg-Essen
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Johannes Wortberg (Betreuer), Prof. Dr. rer. pol. Andreas Wömpener
Erscheinungsjahr: 2016
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

Informationen zum Beitrag
Weitere Informationen

Über die Dissertationsbank

In Zusammenarbeit mit dem Wissenschaftlichen Arbeitskreis Kunststofftechnik stellen wir Ihnen kostenfrei aktuelle Dissertationen aus dem Themengebiet der Kunststofftechnik zur Verfügung.


Weitere Informationen und Kontakte

Zur WAK-Homepage

Kunststoffe im Automobil

Zum Special