Cámaras frigoríficas de bajo consumo

Proteger el medio ambiente y ahorrar gastos de explotación

07/09/2023 - 08:08

Los termostatos de circulación refrigerados garantizan un acondicionamiento térmico fiable y preciso de muestras, probetas y procesos en investigación básica, ensayos de materiales o sistemas técnicos. En muchas de estas aplicaciones, el funcionamiento a carga parcial suele ser suficiente para una disipación eficiente del calor. En este caso, Los termostatos de circulación frigoríficos energéticamente eficientes pueden ayudar a los usuarios a ahorrar en gastos de explotación y reducir su impacto medioambiental al mismo tiempo.

Por lo tanto, al invertir en nuevos equipos de laboratorio, es importante comprobar de antemano exactamente qué condiciones de operación se esperan de las unidades para poder estimar el ahorro energético potencial.

¿Qué significa eficiencia energética?

En términos generales, los usuarios de productos eficientes desde el punto de vista energético intentan alcanzar un objetivo determinado con el menor aporte energético posible: en nuestro caso, el control de temperatura preciso de una aplicación. Cuanta menos energía haya que utilizar, más eficiente será un producto desde el punto de vista energético. Los productos de mercados similares con funciones y rendimiento parecidos suelen servir de referencia.

¿Cuándo tiene sentido optar por unidades de alta eficiencia energética?

En prácticamente todos los sistemas de termorregulación se puede distinguir entre la llamada carga base y el consumo de energía dependiente del uso. La carga base es necesaria para el funcionamiento del sistema. Por otro lado, el consumo dependiente del uso es el resultado de la situación específica de la aplicación, en la que intervienen diversos factores, como los requisitos de capacidad de refrigeración, las condiciones ambientales o el tipo y el número de consumidores conectados. La cuota de consumo dependiente del uso es la palanca decisiva para una mayor eficiencia energética.

Para estimar el posible potencial de ahorro, por tanto, tiene sentido considerar el uso específico previsto. En muchas aplicaciones típicas de laboratorio o industriales, se especifica un valor de consigna predefinido al inicio del proceso de control de temperatura. A continuación, el instrumento de control de temperatura intenta alcanzar este valor de consigna en el menor intervalo de tiempo posible. Para lograrlo, todos los componentes implicados trabajan bajo una carga elevada. Una vez alcanzado el valor de consigna, a menudo "sólo" es necesario mantener estable la temperatura deseada. Para ello, basta con que los componentes implicados, como ventiladores o compresores, funcionen a carga parcial. En este tipo de aplicaciones, es posible ahorrar hasta un 70% de energía con la ayuda de unidades energéticamente eficientes.

Los circuladores refrigerados convencionales con una capacidad de refrigeración inferior a 500 vatios suelen estar arreglados como sistemas de tubos capilares. Estas unidades requieren relativamente poca energía debido a su baja capacidad de refrigeración absoluta. Insertar componentes más caros para aprovechar el potencial de ahorro energético, como válvulas de expansión electrónicas, ventiladores de velocidad controlada o compresores de velocidad controlada, aumentaría considerablemente el precio de estas unidades. Al mismo tiempo, el efecto global en términos de ahorro de energía sería muy manejable debido a la baja capacidad de refrigeración absoluta.

En el pasado, JULABO ha utilizado a menudo válvulas de expansión electrónicas en los circuladores refrigerados con una capacidad de refrigeración de 600 vatios o más, entre otras cosas para realizar el ahorro de energía.

La última generación de circuladores refrigerados también tiene compresores de velocidad controlada y ventiladores de velocidad controlada. Esto convierte a las nuevas máquinas de refrigeración circulante con los enfriadores 800F y 1200F en las primeras unidades de esta clase de potencia en el mercado que utilizan este potencial de ahorro de energía.

Cuánta energía puede ahorrarse en concreto: un ejemplo de cálculo

Como ejemplo, utilizamos el MAGIO MS-1200F en comparación con el MAGIO MS-1000F. El MAGIO MS-1000F tiene una válvula de expansión electrónica. El MAGIO MS-1200F también está equipado con un ventilador de velocidad controlada y un compresor de velocidad controlada.

 

Punto operativo A:

El termostato de circulación de refrigeración regula la temperatura a la temperatura del baño especificada en la tabla. También se requiere energía para hacer funcionar la bomba. No hay necesidad de carga adicional en la máquina de enfriamiento (rango de carga parcial inferior) y la temperatura simplemente tiene que ser "mantenida".

Resultado: En el rango de carga parcial inferior, la demanda energética del MAGIO MS-1200F es unos 600 vatios inferior a la demanda energética del MAGIO MS-1000F. La proporción del termostato MAGIO es menor, ya que el 1200F puede reducir aún más la capacidad de refrigeración mínima y se requiere menos capacidad de calefacción para la regulación de temperatura.

El termostato MAGIO MS-1000F tiene una capacidad de refrigeración mínima más baja y se requiere menos capacidad de calefacción para la regulación de temperatura.

 

Temperatura del baño20°C0°C-20°C
 Necesidad de energía en vatios
MAGIO MS-1000F927878861
Parte MAGIO Termostato435375375
Parte enfriador 1000F492503486
MAGIO MS-1200F296279279
Parte MAGIO Termostato195175175
Parte enfriador 1200F101104104

Punto operativo B:

El termostato de circulación del enfriador enfría de +20°C a -20°C. Existe un requisito de carga adicional que garantiza que la máquina de enfriamiento enfríe al 100% de su rendimiento. El termostato no requiere energía adicional para la regulación de temperatura. Sólo se requiere energía para la bomba.

Resultado: Incluso si la máquina de enfriamiento del sistema inverter enfría continuamente al 100% de su rendimiento, la demanda de energía puede reducirse en 150 vatios en comparación con el sistema de válvula de expansión pura.

 

 

Temperatura del baño20 °C ....-20 °C
 Consumo de energía en Vatios
MAGIO MS-1000F950 V
Parte termostato MAGIO75 V
Parte enfriador 1000F875 V
MAGIO MS-1200F800 V
Parte termostato MAGIO75 V
Parte enfriador 1200F725 V

Resumen:

La cantidad de ahorro energético difiere en función de la necesidad de potencia de refrigeración. Cuanto más bajo sea el requisito medio de capacidad de refrigeración, mayor será el ahorro potencial de energía. Dado que, en la práctica, los termostatos de circulación refrigerados no suelen enfriar permanentemente al 100%, un ahorro del 40-60% es un valor típico.

Ahorro de energía.

Periodo de amortización

El importante ahorro de energía con circuladores de refrigeración a partir de 800 vatios conduce a un rápido período de amortización de los costes adicionales iniciales. El ahorro de costes resulta del ahorro de energía y del precio de la electricidad.

Como ejemplo de cálculo, comparamos de nuevo el MAGIO MS-1200F con el MAGIO MS-1000F. En este ejemplo de aplicación, suponemos que se ejecutan varias rampas de temperatura y requisitos de carga y que el rango de carga parcial se nivela en aproximadamente el 50%. Basándonos en el ejemplo mostrado encima, el ahorro de energía sería de 400 vatios por hora. Dado que las cámaras frigoríficas se utilizan en todo el mundo, se muestran diversos precios de la electricidad. El periodo de uso es muy individual. Por esta razón, hemos calculado dos ejemplos.

 

 Ejemplo 1Ejemplo 2Ejemplo 3Ejemplo 4Ejemplo 5Ejemplo 6
Ahorro de energía400 vatios
Precio individual de la electricidad0,10 € / kWh0,20 €/kWh0,30 €/kWh
Uso individual por día en 
260 días al año
7h24h7h24h7h24h
Ahorro de costes / año73€250€146€499€218€749€

El ejemplo de cálculo muestra que gracias a la tecnología de eficiencia energética se puede conseguir un importante ahorro de energía y, por tanto, de costes. Incluso con bajos costes de electricidad, el periodo de amortización ya es inferior a 2 años en muchas aplicaciones. Al mismo tiempo, el menor consumo de energía supone una contribución positiva a la protección del clima.

Conclusión

La inserción de una tecnología de control de la temperatura energéticamente eficiente tiene mucho sentido en muchas aplicaciones, especialmente en aquellas con una capacidad de refrigeración de 800 vatios o más. Los mayores costes de adquisición suelen amortizarse en pocos años gracias a los menores costes de electricidad. Al mismo tiempo, con el uso previsto de termostatos de refrigeración energéticamente eficientes, los usuarios contribuyen positivamente a la protección del clima.