В течение многих лет в холодильном оборудовании медицинского назначения использовалась традиционная технология охлаждения. В этом подходе используются системы принудительного воздушного охлаждения с компрессорами фиксированной производительности и гидрофторуглеродными (ГФУ) хладагентами. Мощные системы принудительной вентиляции способствуют поддержанию одинаковой температуры внутри складского помещения, однако системы, в которых используются компрессоры фиксированной производительности и хладагенты HFC, как правило, потребляют больше энергии, чем новые альтернативные подходы, чтобы достичь приемлемых результатов. Кроме того, хладагенты HFC обладают более высоким потенциалом глобального потепления и отводом тепла, чем альтернативные хладагенты. В настоящее время разработаны технологические достижения, которые позволяют достичь оптимального управления температурой, в то же время минимизируя потребление энергии, тепловыделение и потенциал глобального потепления.
ОБЗОР ТЕХНОЛОГИИ
Альтернативой традиционному компрессору фиксированной производительности (FCC) является компрессор переменной производительности (VCC). Компрессоры фиксированной производительности периодически отключаются и включаются для поддержания температуры внутри шкафа. Это означает, что они либо работают на максимальной скорости, либо полностью отключаются, что ограничивает их способность реагировать на изменяющиеся условия. Вместо того, чтобы быть ограниченным циклическим выключением или включением, VCC могут работать на более низких или более высоких скоростях в зависимости от условий эксплуатации, что является гораздо более эффективным способом поддержания температуры. Например, когда дверца устройства открыта и продукты помещаются внутрь, VCC работает на более высокой скорости для оптимальной эффективности охлаждения. Когда температура стабильна и дверь остается закрытой, VCC работает на более низкой скорости, что приводит к снижению энергопотребления (см. Рисунок 1).
Рисунок 1. Переменная производительность в сравнении с рабочей скоростью обычного компрессора
VCC работают с переменной скоростью (в зависимости от условий эксплуатации), чтобы поддерживать температуру, а не просто периодически выключаться и включаться, как компрессоры с фиксированной производительностью в обычных холодильниках медицинского назначения.
Хотя использование VCC в холодильной системе снижает потребление энергии, использование натуральных хладагентов также повышает эффективность охлаждения, способствует снижению энергопотребления и помогает поддерживать экологическую устойчивость. Например, хладагент R600a представляет собой природный углеводородный хладагент, который не влияет на разрушение озона и имеет очень низкий потенциал глобального потепления (ПГП). Это делает R600a экологически чистой альтернативой обычным хладагентам HFC, как показано на рисунке 2.
Рисунок 2. Потенциал глобального потепления (ПГП) хладагента ГФУ по сравнению с природным углеводородом (УВ).
Углеводородные (HC) хладагенты, содержащиеся в GX Solutions, такие как R600a, снижают потенциал глобального потепления.
Следует отметить, что углеводородные хладагенты соответствуют программе «Политика значительных новых альтернатив» (SNAP) Агентства по охране окружающей среды США (EPA). Программа EPA SNAP выявляет и оценивает заменители веществ, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду. Озоноразрушающий потенциал (ODP) и потенциал глобального потепления (GWP) являются двумя критериями риска, изучаемыми в рамках этой программы. С помощью SNAP Агентство по охране окружающей среды установило цели по ограничению использования веществ, которые оказались значительно вреднее для окружающей среды, чем установленная безопасная и эффективная альтернатива. Эти правила SNAP определяют природные углеводородные хладагенты как предпочтительную альтернативу для устранения экологических рисков.
ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ
В решениях GX от Helmer Scientific используется система охлаждения OptiCool™, в которой сочетается технология VCC и хладагенты из природных углеводородов (HC) для достижения более высокого уровня энергоэффективности. Профессиональные медицинские холодильники GX на 50–65 % более энергоэффективны, чем обычные модели, как показано в Таблице 1 и Рисунке 3.
Таблица 1. Сравнение энергопотребления сопоставимых моделей встраиваемых холодильников
| Модель холодильника (Под столешницей / 5 куб. футов) | Использование энергии (кВтч/день) | Снижение энергопотребления Достигнуто путем перехода на решения GX |
|---|---|---|
| Решения GX | 1,2* | Н/Д |
| Обычный медицинский холодильник. | 2.38 | 50% |
| Конкурентоспособный холодильник | 3,46 | 65% |
*Тестирование серии Horizon ENERGY STAR ®
Рисунок 3. Сравнение энергопотребления сопоставимых моделей встраиваемых холодильников.
*Тестирование серии Horizon ENERGY STAR ®
Данные о потреблении энергии публикуются на веб-странице ENERGY STAR ® для сертифицированных холодильников и морозильников лабораторного класса. 1 Все перечисленные модели были проверены третьей стороной с использованием метода испытаний ENERGY STAR ® . Потребление энергии измерялось в течение 24-часового периода тестирования. Некоторые ключевые параметры метода испытаний включают температуру окружающей среды 24,0°C +/- 1°C (соответствует типичной лабораторной среде), заданное значение 4°C и серию 15-секундных открытий двери.
ОБСУЖДЕНИЕ
Использование новейшей технологии охлаждения, такой как OptiCool™, имеет множество преимуществ. Основным преимуществом является эффективная работа, которая снижает потребление энергии, что приводит к снижению стоимости владения. Дополнительные преимущества включают экологическую устойчивость благодаря чрезвычайно низкому потенциалу глобального потепления (ПГП) и отсутствию воздействия на разрушение озонового слоя. Кроме того, новый подход к охлаждению может помочь снизить теплоотдачу, поддерживая снижение затрат на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC).
Система охлаждения OptiCool™ используется в профессиональных холодильниках медицинского назначения GX Solutions. Чтобы проиллюстрировать преимущества снижения потенциала глобального потепления (ПГП), Агентство по охране окружающей среды США предлагает калькулятор эквивалентов парниковых газов. 2 Он призван помочь пользователям понять, что означает сокращение выбросов углекислого газа (CO2) в повседневной жизни. Если предприятие переоборудует один встраиваемый холодильник, потребляющий 3,46 кВтч/день, в встраиваемый холодильник GX Solutions, потребляющий 1,2 кВтч/день, годовая экономия энергии составит примерно 825 кВтч/год. Это эквивалентно сохранению следующего:
Расстояние, пройденное легковым автомобилем: 1426 миль или 2295 километров.
Эквивалент углекислого газа (CO2): 0,643 тонны или 0,583 метрических тонны.
Кроме того, экономия 825 кВтч/год снижает затраты на электроэнергию. Для оценки влияния энергоэффективности на стоимость владения были получены данные о стоимости электроэнергии в США от Управления энергетической информации США (EIA). 3 Регионы со средними затратами на электроэнергию сэкономят более 88 долларов США в год. Регионы с высокими затратами на электроэнергию сэкономят более 246 долларов в год. Это означает, что за 10-летний срок службы продукта можно сэкономить до 2460 долларов США. Конечно, если переоборудовать более одного холодильника на предприятии, экономия энергии и дополнительные выгоды соответственно умножатся.
Крайне важно, чтобы эти преимущества были реализованы при сохранении превосходного управления температурой с точки зрения стабильности, однородности и восстановления. Профессиональные холодильники медицинского класса GX обладают превосходными характеристиками, а также более низким энергопотреблением и преимуществами устойчивого развития.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
- Поиск продукции лабораторного класса ENERGY STAR ® , https://www.energystar.gov/productfinder/product/certified-lab-grade-registration/results
- Калькулятор эквивалентов парниковых газов Агентства по охране окружающей среды США, https://www.epa.gov/energy/greenhousegas-equivalologies-calculator, по состоянию на январь 2019 г.
- Тарифы на электроэнергию в США, коммерческий сектор, доступны в Управлении энергетической информации США по адресу https://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.php?t=epmt_5_6_a , по состоянию на декабрь 2018 г.