Thermostats réfrigérés à haut rendement énergétique
Protéger l'environnement et réduire les coûts d'utilisation
09/07/2023
Les cryopostats assurent un contrôle fiable et précis de la température pour les utilisations impliquant des échantillons, des éprouvettes et des processus dans la recherche fondamentale, les essais de matériaux ou les systèmes techniques, par exemple. Dans nombre de ces utilisations, une utilisation à charge partielle est généralement suffisante pour absorber efficacement la chaleur. Les circulateurs frigorifiques à haut rendement énergétique peuvent aider les utilisateurs à enregistrer des économies sur les coûts d'utilisation tout en réduisant leur impact environnemental.
Lorsque l'on investit dans de nouveaux équipements de laboratoire, il est important de vérifier soigneusement les conditions de fonctionnement prévues pour les systèmes souhaités afin de pouvoir enregistrer les économies d'énergie potentielles correspondantes.
Que signifie l'efficacité énergétique ?
En règle générale, les produits à haut rendement énergétique sont utilisés lorsqu'on tente d'atteindre un objectif précis en consommant le moins d'énergie possible - dans notre cas, le contrôle précis de la température d'une utilisation. Moins l'énergie nécessaire est importante, plus le produit est économe en énergie. Les produits sur le marché ayant un confort d'utilisation et des performances similaires peuvent être utilisés comme référence.
Quand est-il utile d'utiliser des systèmes à haut rendement énergétique ?
Pour pratiquement tous les systèmes de thermorégulation, on peut faire une distinction entre la superficie de base et la consommation d'énergie dépendant de l'utilisation. La superficie de base est nécessaire à l'utilisation du système. La consommation dépendante de l'utilisation, en revanche, résulte de l'utilisation spécifique et est affectée par divers facteurs, tels que la puissance de refroidissement requise, les conditions ambiantes ou le type et le nombre de consommateurs connectés. La proportion de la consommation dépendante de l'utilisation est décisive pour atteindre une plus grande efficacité énergétique.
Afin d'estimer les économies potentielles, il faut tenir compte de l'objectif spécifique prévu pour les systèmes. Pour de nombreuses utilisations typiques en laboratoire ou dans le secteur, une valeur de consigne fixe est spécifiée au début du processus de thermorégulation. L'appareil de thermorégulation s'efforce ensuite d'atteindre cette température de consigne dans le temps le plus court possible. Pour ce faire, chaque composant impliqué est utilisé sous forte charge. Une fois le point de consigne atteint, la température souhaitée est généralement simplement maintenue. Dans ce cas, il suffit que les composants
impliqués, par exemple les ventilateurs ou les compresseurs, fonctionnent à charge partielle. Dans ces cas d'utilisation, des économies d'énergie allant jusqu'à 70 % sont possibles si l'on utilise des systèmes de thermorégulation à haut rendement énergétique.
Les thermostats frigorifiques classiques d'une puissance de refroidissement inférieure à 500 watts sont généralement construits sous forme de systèmes de tubes capillaires. Ces systèmes nécessitent comparativement peu d'énergie en raison de leur faible puissance de refroidissement absolue. L'utilisation de composants plus coûteux, tels que des soupapes de détente électroniques et des ventilateurs ou des compresseurs à régulation de vitesse, pour réaliser le potentiel d'économie d'énergie augmenterait considérablement le prix de ces systèmes. Dans le passé, JULABO a souvent utilisé des soupapes d'expansion électroniques pour des thermostats frigorifiques d'une puissance de refroidissement de 600 watts ou plus afin d'enregistrer des économies d'énergie. La dernière génération de thermostats réfrigérés est également équipée d'un compresseur et d'un ventilateur à régulation de vitesse afin d'offrir un plus grand potentiel d'économie. Avec les 800F et 1200F, les nouveaux circulateurs frigorifiques sont ainsi les premiers systèmes de leur domaine de puissance sur le marché à utiliser ce potentiel d'économie d'énergie.
Combien d'énergie peut-on enregistrer : un exemple de calcul
Les deux appareils sont équipés d'une vanne d'expansion électronique
Point d'utilisation A :
Le bain thermostaté est régulé à la température du bain thermostaté spécifiée dans le tableau. En outre, de l'énergie est nécessaire pour faire fonctionner la pompe. Il n'y a pas de charge supplémentaire pour la machine frigorifique (domaine de charge partielle faible), et la température doit simplement être maintenue.
Le résultat : Dans le domaine de charge partielle le plus faible, l'énergie requise par le MAGIO MS-1200F est inférieure d'environ 600 watts à celle requise par le MAGIO MS-1000F. La proportion du thermostat MAGIO est également plus faible, car le 1200F réduit encore la puissance de refroidissement minimale et une puissance de chauffage moindre est nécessaire pour la thermorégulation.
| Température du bain | 20°C | 0°C | -20°C | |
| Énergie requise en watt | ||||
| MAGIO MS-1000F | 927 | 878 | 861 | |
| Proportion, Circulateur MAGIO | 435 | 375 | 375 | |
| Proportion, 1000F machine frigorifique | 492 | |||
| MAGIO MS-1200F | 296 | 279 | 279 | |
| Proportion, Circulateur MAGIO | 195 | 175 | 175 | |
| Proportion, 1200F machine frigorifique | 101 | 104 |
Point d'utilisation B :
Le liquide cryothermostat refroidit de +20°C à -20°C. Il y a une exigence de charge supplémentaire qui garantit que la machine frigorifique refroidit à 100 % de sa puissance. Le thermostat ne nécessite pas d'énergie supplémentaire pour le contrôle de la température. La seule énergie nécessaire est celle de la pompe.
Le résultat : Même si la machine frigorifique du système inverter refroidit en permanence à 100 % de sa puissance, l'énergie nécessaire peut être réduite de 150 watts par rapport au système à soupape/vanne d'expansion pure.
| Température du bain | 20°C ....-20°C |
| Énergie requise en watt | |
| MAGIO MS-1000F | |
| Proportion, Circulateur MAGIO | 75 |
| Proportion, 1000F machine frigorifique | 875 |
| MAGIO MS-1200F | 800 |
| Proportion, Circulateur MAGIO | 75 |
| Proportion, machine frigorifique 1200F | 725 |
Résumé:
La quantité d'énergie enregistrée varie en fonction de la demande de puissance de refroidissement. Plus la demande moyenne de puissance de refroidissement est faible, plus les économies d'énergie potentielles seront importantes. Étant donné que, dans la pratique, les thermostats cryothermiques ne refroidissent souvent pas continuellement à 100 %, des économies de 40 à 60 % sont typiques.
Durée d'amortissement
<p>Avec les thermostats cryothermiques de 800 watts ou plus, les économies d'énergie permettent d'amortir rapidement les coûts supplémentaires initiaux. L'économie de coûts résulte des économies d'énergie et du prix individuel de l'électricité.</p><p>Pour notre exemple de calcul, nous allons à nouveau comparer le <a href="/product/675" title="MAGIO MS-1200F">MAGIO MS-1200F</a> avec le <a href="/product/491" title="MAGIO MS-1000F">MAGIO MS-1000F</a>. Dans cet exemple, nous supposons que la mission d'utilisation comporte différentes plages de température et exigences de charge, et que le domaine de charge partielle se stabilise à environ 50 %. Sur la superficie de l'exemple ci-dessus, l'économie d'énergie résultante s'élèverait à 400 watts par heure. Les liquides cryoporteurs étant utilisés dans le monde entier, différents prix de l'électricité sont indiqués. La période d'utilisation est très individuelle. C'est pourquoi nous avons fourni plusieurs exemples de calcul</p>
Die signifikanten Energieeinsparungen führen bei Kälteumwälzthermostaten ab 800 Watt zu einer schnellen Amortisationszeit der initialen Mehrkosten. Die Kosteneinsparung ergibt sich aus der Energieeinsparung und dem Strompreis.
Wir vergleichen als Rechenbeispiel erneut den MAGIO MS-1200F mit dem MAGIO MS-1000F. Wir gehen in diesem Anwendungsbeispiel davon aus, dass verschiedene Temperaturrampen und Lastanforderungen abgefahren werden und sich der Teillastbereich bei ca. 50% einpendelt. Bezogen auf das oben dargestellte Beispiel würde die Energieeinsparung bei 400 Watt pro Stunde liegen. Da Kälteumwälzthermostate weltweit eingesetzt werden, sind verschiedene Strompreise dargestellt. Die Nutzungsdauer ist sehr individuell. Aus diesem Grund haben wir zwei Beispiele berechnet.
| Exemple 1 | Exemple 2 | Exemple 3 | Exemple 4 | Exemple 5 | Exemple 6 | |
| Économies d'énergie typiques | 400 W | |||||
| Individuelle d'électricité prix | €0,10 / kWh | 0,20 / kWh | 0,30 € /kWh | |||
| Durée d'utilisation individuelle par jour, 260 jours par an | 7h | 24h | 7h | 24h | 7h | 24h |
| Économies de coûts par année | 73€ | 250€ | 146€ | 499€ | €218 | 749€ |
L'exemple de calcul montre qu'une technologie à haut rendement énergétique peut être utilisée pour enregistrer d'importantes économies d'énergie et réduire les coûts d'utilisation. Même avec des coûts d'électricité faibles, ces systèmes ont un temps d'amortissement inférieur à 2 ans dans de nombreux cas d'utilisation. Dans le même temps, la faible consommation d'énergie signifie une contribution positive à la protection du climat.
Conclusion
La technologie de thermorégulation économe en énergie est parfaite pour de nombreuses utilisations, en particulier avec une puissance de refroidissement de plus de 800 watts. Les coûts d'achat associés plus élevés sont normalement amortis en moins de 2 ans grâce aux faibles coûts d'électricité. Dans le même temps, les utilisateurs contribuent à la protection de l'environnement en utilisant des cryothermostats à haut rendement énergétique.