消除与冷却水有关的浪费和故障

在上一篇专栏中，我提出了减少树脂干燥所用能源浪费的建议，作为“在成型工厂实现因素4的建议1”。

这次，我们将提出减少成型工厂冷却水相关浪费和麻烦的建议。

●与冷却水有关的浪费和故障

许多成型工厂使用水来冷却模具和其他机器。这种冷却水在工厂内循环，并从工厂的各个部分吸取热量。冷却水吸收的热量必须以某种方式释放到工厂外。

可采用以下方法将循环冷却水的热量散发到工厂外。

1.开放式冷却塔

最常见的是使用开放式冷却塔。但该方法存在杂质容易从外部进入、水分蒸发量大、循环冷却水中杂质越来越集中等问题。既浪费水资源，又造成管道结垢等问题（照片1）。

2. 2.密闭水冷式冷却塔

为了避免上面提到的开放式冷却塔问题，有封闭式水冷式冷却塔。它似乎在欧洲被广泛使用。

这是因为循环的冷却水基本上是在密闭的管道中循环的，所以杂质不会越来越集中。

然而，取而代之的是，直接将水施加到工厂外部的交换外部以使水蒸发，从而从在交换内部流动的循环水中带走热量。为此，耗水量大，杂质易在交换内浓缩积聚，需要定期清洗交换。

3. 3.集中空冷式冷水机组

在某些情况下，为了在不蒸发水的情况下冷却循环水，整个工厂都使用集中空冷式冷水机来冷却水。

该方法循环冷却水在密闭管道中循环，杂质不会越来越多地浓缩，空冷式冷水机冷却水，不使用水，因此无需维护。

但是，初始成本远高于上述成本。此外，使用冷水机会消耗大量电能。

使用大量电能冷却的水在冷却模具时再次用加热器加热并使用的浪费非常常见。

●消除浪费水和麻烦的“生态”

我们提出了一种名为“ecobrid”的密闭空冷式冷却塔（照片2）来解决上述问题。

ecobrid 不会蒸发循环水，因此不会因杂质浓度而产生麻烦。此外，工厂外的交换外部不直接加水，而是通过风机的气流对交换进行冷却，从而冷却内部的循环水。因此，水垢等杂质不会积聚在交换上，也无需清洗或交换交换本身。

然而，仅靠空气冷却可能不足以在夏季等炎热天气中进行冷却。在这种情况下，ecobrid 将水以雾的形式喷入风扇流动的空气中，并在外部温度超过 30°C 时在空气中蒸发。结果，空气的温度下降了汽化热量。例如，湿度为40%和42℃的室外空气可以通过喷水变成湿度为70%和30℃的空气。通过在这种低温下用空气冷却交换，即使在夏天很热时，也可以始终获得25°C至35°C或更低的水（图1）。

图 2显示了我们现场测试的结果，比较了常规开放式冷却塔和 ecobrid 的水和电力消耗。用水量约为1/200，用电力约为1/2。此外，即使在两年后，也没有观察到水质恶化、水质问题或交换中的杂质堆积。

●与水冷却有关的能源浪费

在 ecobrid 中，我写过总是可以得到低于 35°C 的水，但在实际的成型工厂中，当然需要低于 35°C 的冷却水。我们该如何处理此类案件？

例如，假设您有一条线需要始终保持25°C的冷却水。

1. 1.全工厂循环水采用集中空冷式冷水机组冷却，不使用冷却塔。

在这种情况下，即使在不需要高达25°C的低温水的地方，我们也会提供超过必要的低温水，在某些情况下，我们将再次用加热器加热水，这会造成巨大的浪费。

2. 2.整个工厂的循环水由冷却塔（包括ecobrid）冷却，但只有需要25°C水的线路由小型冷水机单独冷却。

在这种情况下，小型冷水机只安装在需要的地方，因此与上述情况相比，能源浪费更少。但是，在这种情况下，在引入普通小型冷水机的生产线中，冷水机不仅在夏季运行，而且在寒冷的冬季也将运行。天气寒冷时，如冬天，通过工厂外冷却塔的水在不使用冷水机的情况下被冷却到25°C以下。这里也产生了大量的能源浪费。

● “自由冷却”杜绝能源浪费

我们建议将“生态系统”+“个体小冷水机”+“自然冷却” 相结合，消除上述浪费。

自由冷却是指，在冬天等寒冷的时期，不运行冷却器，只使用ecobrid和冷却塔等冷却塔来冷却水的系统。

换句话说，只有当用ecobrid冷却的水变为25°C或更高时，才运行冷却器，否则，仅使用ecobrid将冷却水保持在25°C。由于水质问题，即使外部冷却塔的水足够冷，通常冷却塔的水通常不能直接用于模具冷却，但如果是ecobrid,则没有水质问题，因此可以直接用作模具的冷却水。

由此，例如（图3）所示，冷冻机每年的消耗电力可以减少50%以上。

我们已经提供了“Microgel”作为内置自然冷却功能的小型温度控制器。此外，我们正在努力提供一个选项，以便在不久的将来为现有的冷水机和低温控制器添加自然冷却功能。

我们的目标“factor 4”不仅仅是消除资源浪费。我们的目标是在消耗一半资源的同时使产量翻倍。

在下一篇专栏文章中，我们将讨论一个提案示例，该提案涉及模具以增加每小时的产量，而不是“产量翻倍”。

2009年11月5日松井宏信