Bei der Kunststoffabsaugung lässt sich Energie vor allem durch drei Maßnahmen einsparen: drehzahlgeregelte Antriebe, bedarfsgerechte Steuerung und konsequente Filterpflege. In der Praxis sind 30 bis 50 Prozent niedrigerer Stromverbrauch gegenüber ungeregelten Altanlagen erreichbar, ohne die Erfassungsleistung zu verschlechtern. Die folgenden Abschnitte erläutern, welche Stellschrauben den größten Hebel bieten und wie Sie die Investition durch Fördermittel teilfinanzieren können.
Welche Faktoren treiben den Energieverbrauch bei der Kunststoffabsaugung in die Höhe?
Der Energieverbrauch einer Absauganlage in der Kunststoffbearbeitung wird vor allem durch drei Faktoren bestimmt: überdimensionierte Volumenströme, ungeregelter Motorbetrieb mit konstanter Drehzahl und zugesetzte Filter, die den Druckabfall erhöhen. Wer diese drei Punkte nicht aktiv steuert, zahlt dauerhaft für Luft, die nicht gebraucht wird.
Viele Anlagen in der Kunststoffverarbeitung laufen rund um die Uhr auf Volllast, obwohl nur ein Teil der Absaugstellen gleichzeitig aktiv ist. Das ist der häufigste Grund für unnötig hohe Betriebskosten. Der sogenannte Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) beschreibt das Verhältnis gleichzeitig aktiver Absaugstellen zu sämtlichen Absaugstellen. Ein GZF von 0,6 bedeutet, dass in einem Betrieb mit 20 Absaugplätzen realistisch nur etwa 12 gleichzeitig aktiv sind. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren. Dieser Faktor sollte jedoch immer anhand der tatsächlichen Produktionsabläufe ermittelt und dokumentiert werden.
Ein weiterer Energietreiber ist der Druckabfall im Filtersystem. Zugesetzte Filtermedien zwingen den Ventilator, gegen einen erhöhten Widerstand zu arbeiten. Der Stromverbrauch steigt, die Erfassungsleistung sinkt. Bei der Bearbeitung von Kunststoffen entstehen je nach Verfahren sehr unterschiedliche Stäube und Dämpfe: Feinstaub beim Fräsen, Sägen oder Schleifen, Kunststoffdämpfe und flüchtige organische Verbindungen (VOC) beim Spritzguss, Thermoformen oder Extrudieren. Diese unterschiedlichen Emissionen stellen verschiedene Anforderungen an Filtermedien und Wartungsintervalle, was direkt auf den Energieverbrauch durchschlägt.
Wie viel Energie lässt sich durch drehzahlgeregelte Antriebe einsparen?
Drehzahlgeregelte Antriebe, sogenannte Frequenzumrichter, sind die wirksamste Einzelmaßnahme zur Energieeinsparung bei der Kunststoffabsaugung. Da die Ventilatorleistung mit der dritten Potenz der Drehzahl steigt, bewirkt eine Drehzahlreduzierung um 20 Prozent bereits eine Leistungsreduzierung um fast 50 Prozent. In der Praxis bedeutet das: Wer den Volumenstrom bedarfsgerecht anpasst, statt konstant auf Maximalleistung zu fahren, halbiert in vielen Fällen den Stromverbrauch des Antriebs.
Bei ungeregelten Altanlagen läuft der Motor stets auf Nennleistung, unabhängig davon, wie viele Absaugstellen gerade aktiv sind. Frequenzumrichter passen die Drehzahl dynamisch an den tatsächlichen Bedarf an. Das ist besonders in der Kunststoffbearbeitung relevant, wo Produktionsprogramme wechseln und nicht alle Maschinen gleichzeitig laufen.
Für die Praxis gilt: Je größer die Anlage und je stärker die Auslastungsschwankungen im Betrieb, desto schneller amortisiert sich die Investition in geregelte Antriebe. Bei zentralen Absauganlagen für mehrere Maschinen oder Arbeitsplätze in der Kunststoffverarbeitung ist die Amortisationszeit oft unter drei Jahren.
Was bringt eine bedarfsgerechte Steuerung bei der Absauganlage?
Eine bedarfsgerechte Steuerung koppelt den Betrieb der Absauganlage direkt an die aktiven Produktionsprozesse. Die Absaugung läuft nur dann und nur so stark, wie es der laufende Prozess erfordert. Das vermeidet Leerlaufverluste und reduziert den Energieverbrauch gegenüber manuell geregelten oder zeitgesteuerten Anlagen erheblich.
In der Kunststoffverarbeitung sind dafür verschiedene Steuerungskonzepte sinnvoll:
- Maschinensignalgesteuerte Absaugung: Die Absauganlage startet und stoppt automatisch mit der Bearbeitungsmaschine. Kein manuelles Ein- und Ausschalten, keine Laufzeit bei stillstehender Maschine.
- Druckdifferenzregelung: Sensoren messen den Differenzdruck im Leitungsnetz. Der Frequenzumrichter regelt die Drehzahl so, dass der Solldruck gehalten wird, auch wenn sich die Anzahl aktiver Absaugstellen ändert.
- Zonensteuerung: Bei zentralen Absauganlagen für mehrere Maschinen oder Arbeitsbereiche können Absaugzonen einzeln zu- und abgeschaltet werden. Das reduziert den Volumenstrom gezielt auf den tatsächlich benötigten Bereich.
Besonders in der Kunststoffbearbeitung mit wechselnden Produktionsprogrammen, wie etwa beim CNC-Fräsen von Kunststoffteilen oder beim Betrieb mehrerer Spritzgussmaschinen, zahlt sich eine intelligente Steuerung schnell aus. Entscheidend ist, dass die Steuerung mit dem Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF) abgestimmt ist, der auf Basis der realen Produktionsabläufe ermittelt wurde.
Lohnt sich Wärmerückgewinnung bei der Kunststoffabsaugung?
Wärmerückgewinnung lohnt sich bei der Kunststoffabsaugung dann, wenn die Abluft in die Halle zurückgeführt werden darf und die Heizkosten des Betriebs einen relevanten Kostenblock darstellen. Die Absauganlage saugt erwärmte Hallenluft ab und gibt sie nach der Filtration wieder zurück. Die Heizenergie, die sonst mit der Abluft verloren ginge, bleibt im Gebäude.
Ob eine Umluftführung zulässig ist, hängt von den enthaltenen Schadstoffen ab. Bei der Kunststoffbearbeitung entstehen je nach Material und Verfahren Kunststoffstaub, Kunststoffdämpfe und flüchtige organische Verbindungen. Für die Rückführung von Abluft bei Kunststoffstaub gilt TRGS 560 als maßgebliches Regelwerk. Die Entscheidung, ob Umluft zulässig ist, muss auf Basis einer Gefährdungsbeurteilung getroffen werden, die den jeweiligen Werkstoff, das Verfahren und die entstehenden Emissionen berücksichtigt.
Sind krebserzeugende Stäube beteiligt, wie etwa bei der Bearbeitung bestimmter faserverstärkter Kunststoffe (GFK, CFK), ist die Rückführung in der Regel nicht ohne Weiteres zulässig. In diesen Fällen muss die Abluft ins Freie abgeführt werden, was die Wärmerückgewinnung über Wärmetauscher statt Umluftführung erfordert.
Für Betriebe, bei denen Umluft grundsätzlich möglich ist, lassen sich Heizkosten und Klimatisierungsaufwand durch die Kombination von Absauganlage und Wärmerückgewinnungssystem deutlich senken. Die Investitionssicherheit dieser Lösung ist hoch, da Energiekosten langfristig planbar sinken.
Welche Rolle spielen Filtermedien und Wartungsintervalle für die Energieeffizienz?
Filtermedien und Wartungsintervalle haben einen direkten Einfluss auf den Energieverbrauch der Absauganlage. Ein verschmutzter Filter erhöht den Strömungswiderstand, der Ventilator muss mehr Energie aufwenden, um den gleichen Volumenstrom zu fördern. In der Praxis kann ein nicht rechtzeitig gewechselter Filter den Stromverbrauch um 20 bis 30 Prozent erhöhen und gleichzeitig die Erfassungsleistung verschlechtern.
Bei der Kunststoffabsaugung kommt hinzu, dass die entstehenden Emissionen sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Kunststoffstaub aus dem Fräsen oder Sägen ist trocken und verhältnismäßig gut abreinigbar. Dämpfe und Aerosole aus Spritzguss, Extrusion oder Thermoformen können klebrige Beläge auf dem Filtermedium hinterlassen, die eine Druckstoßabreinigung erschweren. Welche Staubklasse für den Entstauber erforderlich ist, richtet sich nach dem Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) des jeweiligen Staubs gemäß TRGS 900: Staubklasse L bei einem AGW über 1 mg/m³, Staubklasse M ab 0,1 mg/m³ und Staubklasse H unter 0,1 mg/m³. Die Staubklassen L, M und H sind Geräteeinstufungen nach DIN EN IEC 60335-2-69.
Für die Energieeffizienz sind folgende Punkte entscheidend:
- Druckdifferenzüberwachung: Anlagen mit automatischer Druckdifferenzmessung signalisieren rechtzeitig, wann ein Filterwechsel oder eine Abreinigung erforderlich ist. Das verhindert unnötig hohen Energieverbrauch durch zugesetzte Filter.
- Geeignetes Filtermedium: Das Filtermedium muss auf den jeweiligen Stoff abgestimmt sein. Ein zu feines Medium für trockenen Kunststoffstaub verstopft schneller; ein zu grobes lässt Feinstaub durch und gefährdet Gesundheit und nachgelagerte Anlagenteile.
- Regelmäßige Wartung nach Plan: Feste Wartungsintervalle, die auf dem tatsächlichen Betrieb und nicht auf Kalenderzeiten basieren, senken den Druckabfall dauerhaft und schützen den Antrieb vor Überlast.
Alle Anlagen werden nach den für den jeweiligen Prozess einschlägigen Regelwerken ausgelegt, bei Zerspanung und Kunststoffbearbeitung nach TRGS 504, TRGS 900 und GefStoffV.
Welche Fördermittel gibt es für energieeffiziente Absauganlagen in der Kunststoffverarbeitung?
Energieeffiziente Absauganlagen für die Kunststoffverarbeitung können grundsätzlich über verschiedene Förderprogramme bezuschusst werden. Die wichtigsten Anlaufstellen sind das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) mit dem Programm zur Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft sowie die KfW-Förderprogramme für Energieeffizienz in der Produktion. Ob und in welchem Umfang eine Förderung gewährt wird, hängt von den jeweils geltenden Fördervoraussetzungen ab und erfordert eine individuelle Prüfung.
Typische Voraussetzungen für eine Förderung sind:
- Nachweis der Energieeinsparung gegenüber dem Ist-Zustand, oft durch ein Energieaudit oder eine Fachplanung
- Einsatz von drehzahlgeregelten Antrieben oder anderen nachweislich energiesparenden Technologien
- Antragstellung vor Auftragsvergabe, da nachträgliche Anträge in der Regel nicht förderfähig sind
Neben den Bundesförderprogrammen gibt es in vielen Bundesländern ergänzende Fördermöglichkeiten über Landesförderbanken. Auch Energieversorger bieten teilweise Zuschüsse für die Umrüstung auf energieeffiziente Antriebe an. Es empfiehlt sich, vor der Investitionsentscheidung einen zugelassenen Energieberater hinzuzuziehen, da dieser den Förderantrag fachlich begleiten und die Nachweispflichten sicherstellen kann.
Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte. Eine Investition in eine normkonforme und energieeffiziente Absauganlage schützt also nicht nur vor Energiekosten, sondern auch vor Haftungsrisiken.
Wie ULMATEC bei der energieeffizienten Kunststoffabsaugung hilft
ULMATEC analysiert für jeden Betrieb den jeweiligen Werkstoff, den Bearbeitungsprozess und den erforderlichen Volumenstrom und entwickelt, fertigt und montiert die passende Absauganlage dazu. Für die Kunststoffverarbeitung bedeutet das konkret:
- Auslegung auf Basis des ermittelten Gleichzeitigkeitsfaktors (GZF), um die Anlage nicht zu überdimensionieren und Investitionskosten zu senken
- Integration drehzahlgeregelter Antriebe als Standard, abgestimmt auf die tatsächlichen Betriebszeiten und Lastprofile
- Auswahl des passenden Filtermediums nach TRGS 504, TRGS 900 und GefStoffV, abgestimmt auf den jeweiligen Kunststoffstaub oder die entstehenden Dämpfe
- Prüfung der Möglichkeit zur Wärmerückgewinnung auf Basis der Gefährdungsbeurteilung und der geltenden Regelwerke
- Lieferung inklusive technischer Dokumentation
- Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %.
- Angebot in 24 Stunden, Fertigung und Montage aus einer Hand, hergestellt in Deutschland
Wenn Sie wissen möchten, wie viel Energie Ihre bestehende oder geplante Absauganlage für die Kunststoffbearbeitung einsparen kann, sprechen Sie uns direkt an. Über unsere Kontaktseite erreichen Sie unsere Spezialisten für eine individuelle Auslegungsrechnung.