Energiezuinige koelcirculatiepompen

Bescherm het milieu en bespaar op bedrijfskosten

09/07/2023 - 08:08

Circulatiekoelers zorgen voor een betrouwbare en nauwkeurige temperatuurregeling van monsters, testmonsters en processen in fundamenteel onderzoek, materiaaltests en technische systemen. In veel van deze toepassingen is gedeeltelijke belasting meestal voldoende voor een efficiënte warmteafvoer. Hier kunnen energiezuinige circulatiekoelers gebruikers helpen om te besparen op de bedrijfskosten en tegelijkertijd hun impact op het milieu te verminderen.

Bij het investeren in nieuwe laboratoriumapparatuur is het daarom belangrijk om van tevoren precies na te gaan welke operationele omstandigheden te verwachten zijn voor de apparaten om de potentiële energiebesparingen te kunnen inschatten.

Wat betekent energie-efficiënt?

In het algemeen proberen gebruikers van energie-efficiënte producten een bepaald doel te bereiken met zo min mogelijk energie-input - in ons geval de nauwkeurige temperatuurregeling van een toepassing. Hoe minder energie er nodig is, hoe energie-efficiënter een product is. Producten op vergelijkbare markten met vergelijkbare functies en opbrengsten dienen meestal als referentie.

Wanneer is het zinvol om voor energiezuinige apparaten te kiezen?

In vrijwel alle temperatuurregelsystemen kan onderscheid worden gemaakt tussen de zogenaamde basislast en het gebruiksafhankelijke energieverbruik. De basisbelasting is nodig om het systeem te laten werken. Het gebruiksafhankelijke verbruik daarentegen is het gevolg van de specifieke toepassingssituatie, waarbij verschillende factoren een rol spelen, zoals de benodigde koelcapaciteit, de omgevingsomstandigheden of het type en aantal aangesloten verbruikers. Het gebruiksafhankelijke verbruiksaandeel is de beslissende hefboom voor een grotere energie-efficiëntie.

Om het mogelijke besparingspotentieel in te schatten, is het daarom zinvol om te kijken naar het specifieke beoogde gebruik. In veel typische laboratorium- of industriële toepassingen wordt aan het begin van het temperatuurregelproces een vooraf gedefinieerde nominale waarde opgegeven. De temperatuurregelaar probeert dan om deze nominale waarde in een zo kort mogelijk tijdsinterval te bereiken. Om dit te bereiken werken alle betrokken componenten onder hoge belasting. Zodra de nominale waarde is bereikt, hoeft de gewenste temperatuur vaak "alleen maar" stabiel te worden gehouden. Om dit te bereiken is het voldoende dat de betrokken componenten, zoals ventilatoren of compressoren, in deellast werken. In dergelijke toepassingen zijn energiebesparingen tot 70% mogelijk met behulp van energiezuinige apparaten.

Conventionele koelcirculatiepompen met een koelcapaciteit van minder dan 500 Watt worden geregeld als capillaire buissystemen. Deze apparaten hebben relatief weinig energie nodig vanwege hun lage absolute koelcapaciteit. Het gebruik van duurdere componenten om potentiële energiebesparingen te realiseren, zoals elektronische expansieventielen, snelheidsgeregelde ventilatoren of snelheidsgeregelde compressoren, zou de prijs van deze apparaten aanzienlijk verhogen. Tegelijkertijd zou het totale effect in termen van energiebesparing zeer beheersbaar zijn vanwege de lage absolute koelcapaciteit.

In het verleden heeft JULABO vaak elektronische expansieventielen gebruikt in koelcirculatiepompen met een koelcapaciteit van 600 watt of meer, onder andere om energiebesparingen te realiseren.

De nieuwste generatie koelcirculatiepompen heeft ook snelheidsgeregelde compressoren en snelheidsgeregelde ventilatoren. Hierdoor zijn de nieuwe koelcirculatiepompen met de koelmachines 800F en 1200F de eerste apparaten in deze vermogensklasse op de markt die gebruikmaken van dit energiebesparingspotentieel.

De nieuwste generatie koelcirculatiepompen heeft ook snelheidsgeregelde compressoren en snelheidsgeregelde ventilatoren.

Hoeveel energie kan concreet worden bespaard - een voorbeeldberekening?

Als voorbeeld gebruiken we de MAGIO MS-1200F in vergelijking met de MAGIO MS-1000F. De MAGIO MS-1000F heeft een elektronisch expansieventiel. De MAGIO MS-1200F heeft ook een toerentalgeregelde ventilator en een toerentalgeregelde compressor.

 

Bedieningspunt A:

De koelcirculatiepomp regelt de temperatuur op de badtemperatuur die in de tabel wordt aangegeven. Er is ook energie nodig om de pomp te laten werken. Er is geen extra belasting van de koeler nodig (lager deellastbereik) en de temperatuur moet eenvoudig "gehandhaafd" worden.

Resultaat: In het lagere deellastbereik is de energiebehoefte van de MAGIO MS-1200F ongeveer 600 watt lager dan de energiebehoefte van de MAGIO MS-1000F. Het aandeel van de MAGIO thermostaat is lager, omdat de 1200F de minimale koelcapaciteit verder kan verlagen en er minder verwarmingscapaciteit nodig is voor de temperatuurregeling.

878861279

Badtemperatuur20°C0°C-20°C
 Energiebehoefte in watt
MAGIO MS-1000F927878861
Aandeel MAGIO Thermostaat435375375
Aandeel 1000F koeler492503486
MAGIO MS-1200F296279279
Aandeel MAGIO Thermostaat195175175
Aandeel 1200F koeler101104104

.

Bedieningspunt B:

De circulatiethermostaat koelt van +20°C tot -20°C. Er is een extra belasting nodig die ervoor zorgt dat de vriescel tot 100% van de opbrengst koelt. De thermostaat heeft geen extra energie nodig voor de temperatuurregeling. Er is alleen energie nodig voor de pomp.

Resultaat: Zelfs als de vriescel van het invertersysteem continu op 100% opbrengst koelt, kan de energiebehoefte met 150 watt worden verminderd in vergelijking met het pure expansieventielsysteem.

75 W

Badtemperatuur20 °C ....-20 °C
 Energieverbruik in Watt
MAGIO MS-1000F950 W
Gedeeld MAGIO thermostaat75 W
Gedeeld 1000F vriescel875 W
MAGIO MS-1200F800 W
Gedeeld MAGIO thermostaat75 W
Gedeeld 1200F vriescel725 W

.

Samenvatting:

De hoeveelheid energiebesparing verschilt afhankelijk van de benodigde koelcapaciteit. Hoe lager de gemiddelde vereiste koelcapaciteit, hoe hoger de potentiële energiebesparing. Aangezien gekoelde circulatiepompen in de praktijk vaak niet permanent tot 100% radiator koelen, zijn besparingen van 40-60% een typische waarde.

Afschrijvingsperiode

De aanzienlijke energiebesparingen leiden tot een snelle terugverdientijd van de initiële extra kosten voor koelcirculatiepompen vanaf 800 watt. De kostenbesparing is het resultaat van de energiebesparing en de elektriciteitsprijs.

Als rekenvoorbeeld vergelijken we opnieuw de MAGIO MS-1200F met de MAGIO MS-1000F. In dit toepassingsvoorbeeld gaan we ervan uit dat er verschillende temperatuurstijgingen en belastingsvereisten worden uitgevoerd en dat het deellastbereik afvlakt bij ongeveer 50%. Op basis van het bovenstaande voorbeeld zou de energiebesparing 400 watt per uur zijn. Aangezien gekoelde circulatiepompen wereldwijd worden gebruikt, worden verschillende elektriciteitsprijzen getoond. De gebruiksperiode is zeer individueel. Daarom hebben we twee voorbeelden berekend.

 Voorbeeld 1Voorbeeld 2Voorbeeld 3Voorbeeld 4Voorbeeld 5Voorbeeld 6
Energiebesparing400 watt
Individuele elektriciteitsprijs0,10 € / kWh0,20 € / kWh0,30 €/kWh
Individuele gebruikstijden
duur per dag op 
260 dagen per jaar
7h24h7h24h7h24h
Kostenbesparingen / jaar€73€250€146€499€218€749

Het rekenvoorbeeld laat zien dat er aanzienlijke energie- en dus kostenbesparingen kunnen worden gerealiseerd dankzij de energiezuinige technologie. Zelfs bij lage elektriciteitskosten is de terugverdientijd bij veel toepassingen al minder dan 2 jaar. Tegelijkertijd betekent het lagere energieverbruik een positieve bijdrage aan de bescherming van het klimaat.

Conclusie

Het gebruik van energiezuinige temperatuurregeltechnologie is voor veel toepassingen heel zinvol, vooral voor toepassingen met een koelcapaciteit van 800 watt of meer. De hogere aanschafkosten worden meestal binnen een paar jaar terugverdiend dankzij de lagere elektriciteitskosten. Tegelijkertijd leveren de toepassingen van energiezuinige koelcirculatiepompen een positieve bijdrage aan de bescherming van het klimaat.