Ein Beitrag zur Energieeffizienzbewertung von wässrigen Bauteilreinigungsanlagen

In der vorliegenden Arbeit wird eine umfassende Bewertung der Energieeffizienz von wässrigen Bauteilreinigungsanlagen in der metallverarbeitenden Industrie erarbeitet. Dabei werden nach dem Prinzip der Minimum-Value-Calculation geeignete Nutzen- und Aufwandsdefinitionen entwickelt nach denen eine aussagekräftige Energieeffizienzbewertung durchgeführt werden kann. Als sechsstufiges Schalenmodell werden die Bindungsenergien der Phasen Verunreinigung-Bauteil (1-physikalisches Energieminimum), Energieaufwand der Technologie (2-) und des Prozesses (3-technologisches Minimum), die Verluste des Equipments (4-), Umwelteinflüsse (5-reales Minimum) und der tatsächliche gemessene Energiebedarf (6-gemessenes Minimum) definiert und ermittelt. Als Quotienten zum gemessenen Energiebedarf liefern die Minima jeweils eine Energieeffizienzaussage, die sowohl deskriptive als auch normative Bewertungen von industriellen, wässrigen Bauteilreinigungsanlagen unterschiedlicher Anwendergruppen (Hersteller und Nutzer) ermöglichen. Validiert werden die unterschiedlichen Analysen anhand einer Fertigung eines Drehteils und der zwei-stufigen wässrigen Reinigung. Die Berechnung der Energieeffizienz zeigt, dass die tatsächlichen Bindungsenergien der Verunreinigungen nur einem sehr kleinen Teil vom dem entsprechen, der für den Betrieb einer Reinigungsmaschine in der Produktion entspricht. Die Werte liegen in der Größenordnung von O(〖10〗^(-8)). Die Parametrierung der Energieeffizienzwerte zeigt, dass sich bei der wässrigen Spritzreinigung hohe Effizienzen durch große Verunreinigungen ergeben. Somit sollte die Anlagenkonfiguration vor allem auf die Art der Bauteile ausgelegt werden. Die thermodynamische Bilanzierung konnte beweisen, dass bei kompakten Einkammeranlagen bereits ein Großteil des gemessenen Gesamtenergiebedarfs auch in die Behandlungskammer fließt. Grundsätzlich sollte die erarbeitete Methode auch auf andere Reinigungsverfahren erweitert werden. Dadurch können vor allem die energetisch-technologischen Energieeffizienzen als Auslegungs- und Optimierungskennzahl verwendet werden. Die Nutzung und Weiterentwicklung der Bewertungssystematik von Energieeffizienz in Wissenschaft und Praxis ist wünschenswert