Anwenderbericht Hugo Stiehl GmbH

Tradition trifft Moderne

Mit fast 100-jähriger Geschichte betreibt Hugo Stiehl an drei Standorten Kunststoffverarbeitung auf hohem Niveau und neuestem Stand der Technik – auch dank energieeffizienter Kühlanlagen von gwk

 

Räuchermännchen, Schwibbögen, Trachten – im Erzgebirge spielen Traditionen eine große Rolle. Und auf eine lange Geschichte kann auch die Hugo Stiehl GmbH Kunststoffverarbeitung, Crottendorf, zurückblicken. Das 1919 von Robert Hugo Stiehl gegründete Unternehmen entstand wie so viele in waldreichen Regionen zunächst als Holzverarbeiter und beschäftigte sich mit der Fertigung von Kleinkartonagen. In den fast 100 Jahren des Bestehens entwickelte sich die Firma jedoch zu einem hochmodernen Spritzgussbetrieb mit drei Fabriken, der sein Geschäft heute mit Entwicklungsthemen wie E-Mobility, dem Einsatz von resorbierbarem Material in der Medizintechnik, Strukturleichtbau, der Anwendung von Naturfaser-Compounds oder dem geräuschreduzierten Kettenfördersystem „Flüsterkette“ vorantreibt.

 

Auch das inzwischen in aller Munde befindliche Thema Energieeffizienz hat Hugo-Stiehl-Geschäftsführer Jürgen Burkert schon frühzeitig erkannt. Bereits seit den 1990-er Jahren setzt er dabei auf die Kompetenz der Experten der gwk Gesellschaft Wärme Kältetechnik, Meinerzhagen. „Die erste Energieoptimierung haben wir in Werk 2 vorgenommen. Daraus hat sich eine partnerschaftliche Zusammenarbeit entwickelt, bei der wir Hugo Stiehl dabei unterstützen, die optimale Lösung zur Senkung der Betriebskosten durch Wärmerückgewinnung zu finden, Winterentlastung zu realisieren und ein flexibles, platzsparendes und erweiterbares System aufzubauen“, erläutert Volker Zart, Geschäftsleitung Kühltechnik bei gwk.

 

An drei Standorten in Crottendorf fertigt Hugo-Stiehl auf über 3.000 m2 Produktionsfläche technische Kunststoffteile vor allem für Gartengeräte, Elektrotechnik (Steckdosen- und Schaltersysteme), die Automobilindustrie sowie Haushaltswaren. Dabei beschäftigt das Unternehmen rund 190 Mitarbeiter. Auf insgesamt 92 Spritzgießmaschinen im Schließkraftbereich zwischen 250 bis 13.000 kN werden dabei 8.000 t Material im Jahr verarbeitet. Ergänzt wird die Produktion durch vollautomatische Montage- und Prüfanlagen mit modernsten optischen Messsystemen sowie einen im Jahr 2001 neu errichteten Werkzeugbau mit 800 m2 Fläche, wo Großwerkzeuge bis zehn Tonnen Gesamtgewicht gefertigt werden. Der Jahresumsatz des Unternehmens liegt bei rund 30 Mio. EUR.

 

Zweikomponentenspritzguss im Gasinnendruckverfahren, Sieb- und Tampondruck, Ultraschall- und Heizspiegelschweißen, Vakuumbeschichten und Lackieren von Kunststoffen, marmoriert Spritzgießen mit speziell entwickelten Kolbengießeinheiten, Inmoldlabeling für Haushalts- und technische Artikel, Insert- und Microspritzguss, Rotomoulding – Hugo Stiehl ist in nahezu allen modernen Kunststoffverarbeitungsverfahren zu Hause. Zu den Kunden zählen zahlreiche namhafte OEMs im Automobilzulieferbereich, aus der Elektro-, Gartengeräte- und der Medizintechnik sowie der Kosmetikindustrie. Zudem werden bekannte Discounter und Baumärkte mit Haushaltwaren und Gartenartikeln beliefert.

 

„Wir versuchen bereits frühzeitig, neue Trends der Kunststoffverarbeitung in unsere Planungen einzubeziehen“, erklärt Burkert. So habe sich Hugo Stiehl seit längerem auf Kompetenzen wie Zwei-Komponenten-Spritzguss oder Inmould-Labeling spezialisiert. „Gleiches gilt für das Thema Kühlung. Vor der Wende hat das keine Rolle gespielt“ erinnert er sich. Schnell sei aber klar geworden, dass man aufgrund der steigenden Qualitätsanforderungen nur mit einer optimalen Kühlung wettbewerbsfähige Produkte fertigen und so am Markt bestehen könne. „1991 haben wir die erste Anlage von gwk gekauft, die nächste dann 1995 auf der K-Messe. Dabei haben uns die Experten ihre Ideen zur Optimierung der Energieeffizienz vorgestellt, die wir dann bei der Sanierung von Werk 1 umgesetzt haben.“

 

Die Baumaßnahmen begannen 2011 und wurden 2013 abgeschlossen. Auch dabei traf Tradition auf Moderne, denn der Firmensitz in Crottendorf befindet sich in einem ehemaligen Gerichtsgebäude aus dem 15. Jahrhundert, das später sogar in einen Tanzsaal umfunktioniert wurde. Heute beherbergt es eine moderne Kunststoffverarbeitung mit 37 Spritzgießmaschinen und eine zentrale gwk-Rückkühlanlage mit Wärmerückgewinnungssystem, wobei die Abwärme der Maschinen in die Fußbodenheizung fließt, die die gesamte Fabrik mit Wärme versorgt. „Auf diese Weise konnten wir unsere Betriebskosten erheblich senken. Die Anlage läuft problemlos, die Zusammenarbeit hat sich absolut bewährt. Uns hat besonders die flexible und bedarfsgerechte Anpassung sowie der gute Service durch gwk hier vor Ort überzeugt“, lobt Burkert.

 

Volker Zart ergänzt: „Unsere Rückkühlanlage hat die Aufgabe, die anfallende Produktionsabwärme, die bei der Herstellung von Kunststoffformteilen entsteht, energieoptimiert abzuführen. Je kälter die benötigte Kaltwassertemperatur ist, desto höher sind die laufenden Betriebskosten der Kühlanlage. Deshalb wurde eine Rückkühlanlage projektiert, die zwei unterschiedliche Kaltwassertemperaturen zur Verfügung stellt.“ Ein weiteres Ziel sei die Wärmerückgewinnung gewesen: Dabei werde die Abwärme der Produktionsmaschinen und der Peripherie über das System von gwk sinnvoll zu Heizzwecken und zur Betriebskostensenkung in Form einer Fußbodenheizung genutzt, berichtet der Experte.

 

Wie die beiden unterschiedliche Kaltwassertemperaturen entstehen, erklärt Zart so: „Der Kühlkreis mit 15 °C für die Werkzeugkühlung wird über einen wassergekühlten, energiesparenden Industriekaltwassersatz mit stufenloser Leistungsregulierung und elektronischem Expansionsventil realisiert. Den Kühlkreis mit 30 °C für die Hydraulik speist eine hermeticool-hybrid-Einheit inklusive Sprühwasserverteilsystem zur adiabaten Kühlung der Ansaugluft.“

 

Im Werkzeugkreis saugt die Betriebspumpe das abgekühlte Wasser aus dem Kaltwasserkreisbehälter und fördert es zu den Werkzeugen der Spritzgießmaschinen. Das Kühlwasser entzieht dabei dem Verbraucher Wärme und wird in den Warmwasserbehälter geleitet. Über die Verdampferpumpe gelangt das warme Wasser anschließend zum Verdampfer und überträgt die aufgenommene Energie an das Kältemittel. Dieses wird im Kompressor verdichtet, und gibt im wassergekühlten Kondensator die aufgenommene Energie an den 30°C-Kühlkreis ab. Das so abgekühlte Wasser fließt zurück in den Kaltwasserbehälter.

 

„Ist die Außentemperatur niedriger als die Rücklauftemperatur vom Verbraucher, wird das warme Wasser zur außen angeordneten hermeticool-Einheit – dabei handelt es sich um Freikühler auf dem Gebäudedach – gepumpt und gibt dort die aufgenommene Energie an die durchströmende, kalte Außenluft ab“, erläutert der Fachmann. „Je nach Außentemperatur übernimmt die hermeticool-Einheit die volle oder teilweise Kühlfunktion. Erst, wenn die Rücklauftemperatur vom Verbraucher überschritten wird, ist der Kältemaschinenbetrieb erforderlich.“

 

Im Hydraulikkreis saugt die Betriebspumpe das abgekühlte Wasser aus dem Kaltwasserbehälter und fördert es zu den Ölkühlern der Spritzgießmaschinen. Das Kühlwasser entzieht dabei dem Verbraucher die Wärme und wird in den Warmwasserbehälter geleitet. „Dann wird es von der hermeticool-Pumpe zur hermeticool-hybrid-Einheit gefördert und dort von der kalten Außenluft abgekühlt. Dieses System arbeitete nach dem Luftkühlerprinzip im geschlossenen Kreislauf – ohne Wasserverluste und ohne Frostschutzmittel“, so Zart.

 

Er verweist darauf, dass zum Erreichen einer Kühlwassertemperatur von 30 °C – bei Außentemperaturen über 25 °C – die angesaugte Kühlluft adiabat abgekühlt werden müsse. „Dies erfolgt mittels Hohlkegeldüsen, die Wasser fein zerstäuben und die Ansaugluft mit Feuchtigkeit anreichern und somit abkühlen. Um die Effizienz der Kühlung zu steigern, wird der hermeticool im Werkzeugkühlkreis auf den Hydraulikkühlkreis umgeschaltet.“

 

Dank der intelligenten Lösung von gwk könne Hugo Stiehl enorme Energiekosteneinsparungen in Werk 1 realisieren, berichtet Burkert. „Insgesamt wurde der jährliche Stromverbrauch von 550.000 kWh auf 230.000 kWh gesenkt, was einer Einsparung von 58 Prozent im Jahr entspricht“, freut er sich. „Das sind rund 41.000 Euro.“ Diese Ergebnisse seien im Energiemanagement festgehalten und vom Stromzähler abgelesen worden. „Außerdem beziehen wir nun Heizwärme quasi zum Nulltarif, da die Fußbodenheizung die Produktionswärme nutzt und wir nur noch in Ausnahmefällen – etwa nach Wochenenden – zuheizen müssen.“

 

Unterm Strich spart Hugo Stiehl dank der Wärmerückgewinnung zusätzlich  Brennstoff ein, was sich wiederum in einer Kostenreduzierung von etwa 35.000 Euro ausdrückt. „Somit ergibt sich für uns eine Gesamtenergiekosteneinsparung von 76.000 Euro im Jahr“, rechnet der Geschäftsführer vor. Da das Werk 1 und auch der hauseigene Werkzeugbau mit Fußbodenheizung ausgestattet sind, verringern sich die Kosten ebenfalls. Somit spare Hugo Stiehl dank der Technologien von gwk jährlich insgesamt rund 150.000 Euro.

 

„Von der Planung des Projekts bis zu dessen Umsetzung hat uns gwk immer gut beraten und die bedarfsgerechten Lösungen installiert“, sagt Burkert und verweist auf die Container-Bausätze. „Sie bieten uns zahlreiche Vorteile“, erklärt er. „Sie verursachen keinen Lärm und benötigen keinen Platz in der Produktionshalle. Durch den modularen Aufbau sind wir flexibel und können das System jederzeit erweitern“, hebt er hervor. „Wir denken langfristig und sind unseren Lieferanten treu. Mit gwk haben wir gute Erfahrungen gemacht und werden das Unternehmen deshalb auch bei künftigen Projekten in unsere Planungen einbeziehen.“

 

 

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