Termostatos de circulação de refrigeração com eficiência energética

Proteja o meio ambiente e economize custos operacionais

2023-09-07 08:08

Os termostatos de circulação de refrigeração garantem um controle térmico confiável e preciso de amostras, espécimes de teste e processos em pesquisa básica, testes de materiais ou sistemas técnicos. Em muitas destas aplicações, o funcionamento em carga parcial é normalmente suficiente para dissipar o calor com eficiência. Neste caso, termostatos de circulação de refrigeração com eficiência energética podem ajudar os utilizadores a economizar custos operacionais e, ao mesmo tempo, reduzir o impacto ambiental.

Ao investir em novos equipamentos de laboratório, é, portanto, importante verificar antecipadamente quais condições operacionais serão esperadas para as unidades, a fim de poder estimar as potenciais poupanças de energia.

O que significa eficiência energética?

Em termos gerais, os utilizadores de produtos energeticamente eficientes tentam atingir um determinado objetivo com o menor consumo de energia possível - no nosso caso, o controlo térmico preciso de uma aplicação. Quanto menos energia precisar de ser utilizada, mais eficiente é o produto em termos energéticos. Os produtos em mercados semelhantes com funções e desempenho semelhantes servem normalmente de referência.

Quando é que faz sentido optar por unidades energeticamente eficientes?

Em praticamente todos os sistemas de controlo de temperatura, pode ser feita uma distinção entre a chamada carga de base e o consumo de energia dependente da utilização. A carga de base é necessária para o funcionamento do sistema. O consumo dependente da utilização, por outro lado, resulta da situação específica da aplicação, em que vários factores, tais como requisitos de capacidade de refrigeração, condições ambientais ou o tipo e número de consumidores ligados, desempenham um papel. A quota de consumo dependente da utilização é a alavanca decisiva para uma maior eficiência energética.

Para estimar o possível potencial de poupança, faz sentido considerar a utilização específica pretendida. Em muitas aplicações típicas de laboratório ou industriais, é especificado um valor nominal predefinido no início do processo de controlo da temperatura. O aparelho de controlo térmico tenta então atingir este valor nominal num intervalo de tempo tão curto quanto possível. Para o conseguir, todos os componentes envolvidos trabalham sob carga elevada. Uma vez atingido o valor nominal, a temperatura desejada muitas vezes "só" precisa de ser mantida estável. Para o efeito, basta que os componentes envolvidos, como ventiladores ou compressões, funcionem em carga parcial. Nestas aplicações, é possível poupar energia até 70% com a ajuda de unidades energeticamente eficientes.

Os circuladores de refrigeração convencionais com uma capacidade de refrigeração inferior a 500 watts são normalmente controlados como sistemas de tubos capilares. Estas unidades requerem relativamente pouca energia devido à sua baixa capacidade de refrigeração absoluta. O inserto de componentes mais caros para realizar potenciais poupanças de energia, tais como válvulas de expansão electrónicas, ventiladores de velocidade controlada ou compressões de velocidade controlada, aumentaria significativamente o preço destas unidades. Ao mesmo tempo, o efeito global em termos de poupança de energia seria muito manejável devido à baixa capacidade de refrigeração absoluta.

No passado, a JULABO utilizou frequentemente válvulas de expansão electrónicas em circuladores frigoríficos com uma capacidade de refrigeração de 600 watts ou mais, entre outras coisas, para realizar poupanças de energia.

A última geração de circuladores frigoríficos também tem compressões com controlo de velocidade e ventiladores com controlo de velocidade. Isto faz com que os novos circuladores com os frigoríficos 800F e 1200F sejam as primeiras unidades desta classe de desempenho no mercado a utilizar este potencial de poupança de energia.

Quanta energia pode ser poupada em termos concretos - um exemplo de cálculo

Como exemplo, utilizamos o MAGIO MS-1200F em comparação com o MAGIO MS-1000F. O MAGIO MS-1000F tem uma válvula de expansão eletrónica. O MAGIO MS-1200F está também equipado com um ventilador com controlo de velocidade e um compressão com controlo de velocidade.

 

Ponto de funcionamento A:

O termóstato de circulação de refrigeração regula a temperatura à temperatura de banho especificada na tabela. Também é necessária energia para o funcionamento da bomba. Não há necessidade de carga adicional no refrigerador (gama de carga parcial inferior) e a temperatura tem de ser fácilmente "mantida".

Resultado: Na faixa de carga parcial mais baixa, o requisito de energia do MAGIO MS-1200F é cerca de 600 watts menor do que o requisito de energia do MAGIO MS-1000F. A proporção do termostato MAGIO é menor, uma vez que o 1200F pode reduzir ainda mais a capacidade mínima de refrigeração e é necessária menos potência de aquecimento para o controlo de temperatura.

Temperatura do banho20°C0°C-20°C
 Consumo de energia em Watt
MAGIO MS-1000F927878861
Parte MAGIO termostato435375375
Parte 1000F refrigerador492503486
MAGIO MS-1200F296279279
Parte MAGIO termostato195175175
Parte 1200F refrigerador101104104

Ponto de funcionamento B:

O termóstato de circulação do refrigerador resfria de +20°C a -20°C. Existe um requisito de carga adicional que assegura que o refrigerador resfria a 100% do desempenho. O termostato não requer qualquer energia adicional para o controle de temperatura. Apenas é necessária energia para a bomba.

Resultado: Mesmo que o refrigerador do sistema inverter resfrie continuamente a 100% do desempenho, a necessidade de energia pode ser reduzida em 150 watts em comparação com o sistema de válvula de expansão.

Temperatura do banho20 °C ....-20 °C
 Consumo de energia em Watt
MAGIO MS-1000F950 W
Parte termostato MAGIO75 W
Parte refrigerador 1000F875 W
MAGIO MS-1200F800 W
Parte termostato MAGIO75 W
Parte refrigerador 1200F725 W

Resumo:

A quantidade de poupança de energia difere dependendo da necessidade de capacidade de resfriamento. Quanto mais baixo for o requisito médio de capacidade de resfriamento, maior será o potencial de poupança de energia. Como os circuladores refrigerados muitas vezes não resfriam permanentemente a 100% na prática, uma poupança de 40-60% é um valor típico.

Período de amortização

As economias de energia significativas levam a um rápido período de amortização dos custos adicionais iniciais para circuladores de refrigeração a partir de 800 watts. A economia de custos resulta da economia de energia e do preço da eletricidade.

Como exemplo de cálculo, comparamos novamente o MAGIO MS-1200F com o MAGIO MS-1000F. Neste exemplo de aplicação, assumimos que várias rampas de temperatura e requisitos de carga são executados e que a faixa de carga parcial se estabiliza em aproximadamente 50%. Com base no exemplo superior, a poupança de energia seria de 400 watts por hora. Como as bombas de circulação refrigeradas são utilizadas em todo o mundo, são apresentados vários preços de eletricidade. O período de utilização é muito individual. Por este motivo, calculámos dois exemplos.

 Exemplo 1Exemplo 2Exemplo 3Exemplo 4Exemplo 5Exemplo 6
Poupança de energia400 watts
Preço individual da eletricidade0,10 € / kWh0,20 € / kWh0,30 €/kWh
Tempos de utilização individual
duração por dia em 
260 dias por ano
7h24h7h24h7h24h
Poupança de custos / ano73€250€146€499€218€749€

O exemplo de cálculo mostra que é possível realizar poupanças significativas de energia e, por conseguinte, de custos, graças à tecnologia de eficiência energética. Mesmo com baixos custos de eletricidade, o período de amortização já é inferior a 2 anos em muitas aplicações. Ao mesmo tempo, o menor consumo de energia significa uma contribuição positiva para a proteção do clima.

Conclusão

O uso de tecnologia de controlo de temperatura energeticamente eficiente faz todo o sentido para muitas aplicações, especialmente aquelas com uma capacidade de refrigeração de 800 watts ou mais. Os custos de aquisição mais elevados são normalmente amortizados em poucos anos graças aos custos de eletricidade mais baixos. Ao mesmo tempo, a aplicação de circuladores frigoríficos energeticamente eficientes contribui positivamente para a proteção do clima.