射出機動作流程
◆射出成型過程閉模(Mold closing) > 鎖模(Clamp) > 射出(Injection) >保壓(Hold) > 冷卻與螺桿退出( Screw/recovery) >等待(Idle) > 開模(Mold opening
傳統液壓射出機於加工過程之耗能
◆低耗能階段
◆閉模(Mold closing)
◆鎖模(Clamp)
◆保壓(Hold)
◆等待(Idle)
◆開模(Mold opening)
◆等待
◆已完成下一次射出之準備工作但需等待射出件降溫
◆射出需求功率＝射出壓力x 液壓流量
傳統液壓式橡塑膠射出機之節能改善方法
◆使用變頻器調控油壓幫浦馬達之轉速(複和式)
◎多用於現有系統之改裝，成本最低
◎只需於油壓幫浦馬達前加入變頻模組即可
◎油壓系統之伺服閥與溢流閥調整工作由變頻器改變馬達之轉速取代
◆使用永磁同步馬達伺服系統驅動油壓幫浦(複和式)
◎用於新建之系統
◎以永磁同步馬達取代油壓幫浦馬達(感應馬達）
◎油壓系統之伺服閥與溢流閥調整工作由永磁同步馬達伺服系統取代
◆全電式(使用伺服馬達驅動系統取代油壓系統)
◎用於新建之系統
◎機構需配合伺服馬達驅動系統之特性進行修改
◎購入價格高 |
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傳統射出機節能的改善方法
| 變頻模組&伺服馬達&更換全電式比較表 |
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變頻節能 |
伺服馬達 |
全電式 |
| 投資金額 |
最便宜 |
貴(約50萬以上) |
最貴(數百萬) |
| 是否需要更動原有設備 |
不需改變原有設備
可正常生產不影響 |
需要停機修改油路並更換馬達
嚴重影響產能 |
全機更換，耗費大量成本
最不環保 |
| 是否會對原有設備產生影響 |
經過國際機構CE認證
不會對機台造成影響 |
改裝完成後需長時間試機 |
NA |
| 節能成效 |
約比原有油壓式節省20%~60%電費 |
約比原有油壓式節省20%~30%電費 |
約比原有油壓式節省50%電費 |
| 投資回收時間 |
兩年左右甚至更短 |
約5~7年左右 |
7~10年甚至更久 |
| 優劣評比 |
最優 |
最劣 |
劣 |
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節能範圍圖示說明
塑膠射出過程當中其油泵壓力和流量都有不同變化，主要在射膠、冷卻、頂出清料階段損耗不必要的能源最多，若能因應馬達之需要變頻降速，便能同時達到省電及降低液壓油溫之目的。 |
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創流變頻節能模組優點
◆安裝時間短，不需修改射出機油路系統，不會降低產能。
◆能有效降低射出機電費，改善射出機傳統油壓迴路溢流之 浪費，實測省電效果依馬達馬力不同，節能效果約在20% ~ 60%之間。
◆可減少冷卻用水30%，有效降低液壓油，進而減少零件耗損， 無噪音。
◆減少維修成本，降低產品製造成本，增加公司獲利。
◆提高功率因素，減少無效功率。
◆可緩啟動，避免設備因啟動時大電流衝擊影響壽命。
◆減輕開鎖模之振動，延長設備和模具的作用壽命。
◆投資金額少，回收快，一般業主回收時間約在兩年左右即 可回收。
◆立式臥式各國廠牌射出成型機與各噸數型號皆適用。 |
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客戶實績
針對射出機油壓馬達，安裝變頻節能控制器，並比較前後其用電量狀況。
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針對射出機油壓馬達，安裝變頻節能控制器，並比較前後其用電量狀況。
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節能前用電紀錄狀況- 立式
4/8安裝完成CESS節能管理系統，顯示4/9~4/13每天耗電量約在129kw~139kw左右，平均每天用電135.4kw
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節能後
5/5~5/7每天耗電量約在75kw~77kw左右
平均每天用電76kw
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節能前用電紀錄狀況- 大臥
09 年12/9安裝完成CESS節能管理系統，取24小時整天運轉數據計算，顯示平均每天耗電量約在658~700kw左右
平均每天用電約683.33kw，每hr約28.47 KWH
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節能後
1/8~1/13安裝完成CESS節能管理系統，顯示平均每天耗電量約在248~438kw左右
平均每hr約20.38 KWH
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節能前功率因素- 立式
平均功率因素= 73.42%
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節能後
平均功率因素= 98.59%
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立式節能率
| 節 能 前 |
| 日期 |
日用電量統計 (kWh) |
瓦時計累積用電量 |
| 2010/4/9 |
139 |
139 |
| 2010/4/10 |
136 |
275 |
| 2010/4/11 |
135 |
410 |
| 2010/4/12 |
129 |
539 |
| 2010/4/13 |
139 |
678 |
| 每日AVG |
135.6 |
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| 節 能 後 |
| 日期 |
日用電量統計 (kWh) |
瓦時計累積用電量 |
| 2010/5/5 |
75 |
307 |
| 2010/5/6 |
75 |
328 |
| 2010/5/7 |
77 |
459 |
| 每日AVG |
135.6 |
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| 改善前用電度數 (kWh)A |
改善後用電度數B |
平均 節能率 (A-B)/A |
電費單價 |
節能前每年電費總額
(扣除盤點員工旅遊過年以320天計算) |
節能後每年可省下(NT) |
| 135.60 |
75.67 |
44.20% |
2.7 |
$117,158 |
$51,780 |
| 日用電量平均 (kWh)度 |
日碳排放量統計 (kgCO2) |
年累積碳排放量(kgCO2) |
平均 節能率 |
每年可減少碳排放量(kgCO2) |
| 135.60 |
86.2416 |
31478.18 |
44.20% |
13913.36 |
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大臥節能率
| 節 能 前 |
| 日期 |
日用電量統計 (kWh) |
瓦時計累積用電量 |
| 2009/12/10 |
658 |
658 |
| 2009/12/17 |
692 |
1350 |
| 2009/12/18 |
700 |
2050 |
| 每日AVG |
28.47 |
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| 節 能 後 |
| 日期 |
日用電量 (kWh) |
瓦時計累積用電量 |
運轉時間 |
每HR耗電 |
| 2010/1/8 |
248 |
307 |
12 |
20.67 |
| 2010/1/9 |
344 |
328 |
17 |
20.24 |
| 2010/1/11 |
333 |
925 |
17 |
19.98 |
| 2010/1/13 |
438 |
1363 |
21 |
20.61 |
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AVG |
20.38 |
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| 改善前用電度數 (kWh)A |
改善後用電度數B |
平均 節能率 (A-B)/A |
電費單價 |
節能前每年電費總額
(扣除盤點員工旅遊過年以320天計算) |
節能後每年可省下(NT) |
| 28.47 |
20.38 |
28.42% |
2.7 |
$590,354 |
$167,754 |
| 日用電量平均 (kWh)度 |
日碳排放量統計 (kgCO2) |
年累積碳排放量(kgCO2) |
平均 節能率 |
每年可減少碳排放量(kgCO2) |
| 683.28 |
434.5661 |
158616.6 |
28.42% |
45072.30 |
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結論
經過以上的節能實績，立式、大臥，節能效果高達28%~45%，每年每台可省下約$33,000~$167,000元不等，非常具有高投資報酬率，若加上空調、空壓以及熱回收的電力節省費用，勢必更加可觀。
部分資料來源： 2008.12.10台北科技大學電機工程系-黃明熙博士 橡塑膠射出機之變頻節能效益分析及變頻器於產業之節能應用 |
