Durante muchos años, la tecnología de enfriamiento convencional se ha utilizado en refrigeración de grado médico. Este enfoque utiliza sistemas de refrigeración de aire forzado con compresores de capacidad fija y refrigerantes de hidrofluorocarbonos (HFC). Los potentes sistemas de aire forzado contribuyen a lograr temperaturas uniformes dentro del área de almacenamiento; sin embargo, los sistemas que utilizan compresores de capacidad fija y refrigerantes HFC tienden a consumir más energía que los enfoques alternativos más nuevos para lograr resultados aceptables. Además, los refrigerantes HFC tienen un mayor potencial de calentamiento global y rechazo de calor que los refrigerantes alternativos. Actualmente se han desarrollado avances tecnológicos que permiten lograr una gestión óptima de la temperatura y al mismo tiempo minimizar el consumo de energía, la producción de calor y el potencial de calentamiento global.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA TECNOLOGÍA
Una alternativa al compresor de capacidad fija (FCC) convencional es el compresor de capacidad variable (VCC). Los compresores de capacidad fija se apagan y encienden para mantener la temperatura dentro del gabinete. Esto significa que funcionan a máxima velocidad o se apagan por completo, lo que limita su capacidad para responder a las condiciones cambiantes. En lugar de verse obligados a apagarse o encenderse completamente, los VCC pueden funcionar a velocidades más bajas o más altas dependiendo de las condiciones de operación, lo cual es una forma mucho más eficiente de mantener la temperatura. Por ejemplo, cuando se abre la puerta de una unidad y cuando se colocan productos en el interior, el VCC funciona a mayor velocidad para lograr un rendimiento de enfriamiento óptimo. Cuando la temperatura es estable y la puerta permanece cerrada, el VCC funciona a menor velocidad, lo que resulta en un menor uso de energía (consulte la Figura 1).
Figura 1. Capacidad variable versus velocidad de funcionamiento del compresor convencional
Los VCC funcionan a velocidades variables (dependiendo de las condiciones operativas) para mantener la temperatura en lugar de simplemente encenderse y apagarse como los compresores de capacidad fija en los refrigeradores convencionales de grado médico.
Si bien el uso de un VCC en un sistema de refrigeración reduce el consumo de energía, el uso de refrigerantes naturales también mejora la eficiencia del enfriamiento, contribuye a un menor uso de energía y ayuda a respaldar la sostenibilidad ambiental. Por ejemplo, el refrigerante R600a es un refrigerante de hidrocarburo natural que no tiene ningún impacto en el agotamiento de la capa de ozono y tiene un potencial de calentamiento global (GWP) muy bajo. Esto convierte al R600a en una alternativa respetuosa con el medio ambiente a los refrigerantes HFC convencionales, como se muestra en la Figura 2.
Figura 2. Potencial de calentamiento global (GWP) del refrigerante HFC en comparación con los hidrocarburos naturales (HC)
Los refrigerantes de hidrocarburos (HC) que se encuentran en GX Solutions, como el R600a, disminuyen el potencial de calentamiento global.
Cabe señalar que los refrigerantes de hidrocarburos cumplen con el programa de Política de Nuevas Alternativas Significativas (SNAP) de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). El programa SNAP de la EPA identifica y evalúa sustitutos de sustancias que tienen efectos negativos en el medio ambiente. El potencial de agotamiento de la capa de ozono (ODP) y el potencial de calentamiento global (GWP) son dos de los criterios de riesgo explorados como parte de este programa. Con SNAP, la EPA creó objetivos para restringir sustancias que se consideran significativamente peores para el medio ambiente que una alternativa segura y eficaz identificada. Estas reglas SNAP identifican a los refrigerantes de hidrocarburos naturales como la alternativa preferida para abordar los riesgos ambientales.
CONSUMO DE ENERGÍA
Las soluciones GX de Helmer Scientific utilizan el sistema de enfriamiento OptiCool™, que incorpora tecnología VCC y refrigerantes de hidrocarburos naturales (HC) para lograr niveles más altos de eficiencia energética. Los refrigeradores profesionales GX de grado médico son entre un 50 % y un 65 % más eficientes energéticamente que los modelos convencionales, como se muestra en la Tabla 1 y la Figura 3.
Tabla 1. Comparación del uso de energía entre modelos de refrigeradores debajo del mostrador comparables
| Modelo de refrigerador (Debajo del mostrador / 5 pies cúbicos) | Energía usada (kWh/día) | Reducción del uso de energía Logrado al cambiar a las soluciones GX |
|---|---|---|
| Soluciones GX | 1.2* | N / A |
| Refrigerador convencional de grado médico | 2.38 | 50% |
| Refrigerador competitivo | 3.46 | sesenta y cinco% |
*Pruebas ENERGY STAR ® de la serie Horizon
Figura 3. Comparación del uso de energía entre modelos de refrigeradores debajo del mostrador comparables
*Pruebas ENERGY STAR ® de la serie Horizon
Los datos de consumo de energía se publican en la página web de ENERGY STAR ® para refrigeradores y congeladores de grado de laboratorio certificados. 1 Todos los modelos enumerados fueron evaluados por un tercero utilizando el método de prueba ENERGY STAR ® . El consumo de energía se midió durante un período de prueba de 24 horas. Algunos parámetros clave del método de prueba incluyen una temperatura ambiente de 24,0 °C +/- 1 °C (que refleja un entorno de laboratorio típico), un punto de ajuste de 4 °C y una serie de aperturas de puertas de 15 segundos.
DISCUSIÓN
El uso de tecnología de refrigeración más nueva, como OptiCool™, tiene múltiples beneficios. Un beneficio principal es la operación eficiente que reduce el uso de energía, lo que resulta en un menor costo de propiedad. Los beneficios adicionales incluyen la sostenibilidad ambiental debido al potencial de calentamiento global (GWP) extremadamente bajo y la ausencia de impacto en el agotamiento del ozono. Además, el nuevo enfoque de la refrigeración puede ayudar a reducir la producción de calor, lo que permitirá reducir los costos de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC).
El sistema de enfriamiento OptiCool™ se utiliza en los refrigeradores profesionales de grado médico de GX Solutions. Para ayudar a ilustrar los beneficios de reducir el Potencial de Calentamiento Global (GWP), la EPA de EE. UU. ofrece una Calculadora de Equivalencias de Gases de Efecto Invernadero. 2 Su objetivo es ayudar a los usuarios a comprender lo que significa reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) en términos cotidianos. Si una instalación convierte un refrigerador bajo mostrador que consume 3,46 kWh/día en un refrigerador bajo mostrador de GX Solutions que consume 1,2 kWh/día, el ahorro anual de energía es de aproximadamente 825 kWh/año. Esto equivale a guardar lo siguiente:
Distancia recorrida por un vehículo de pasajeros: 1.426 millas o 2.295 kilómetros
Equivalente de dióxido de carbono (CO2): 0,643 toneladas o 0,583 toneladas métricas
Además, el ahorro de 825 kWh/año reduce los costes energéticos. Para evaluar el impacto de la eficiencia energética en el costo de propiedad, se accedió a datos sobre el costo de la electricidad en los Estados Unidos de la Administración de Información Energética (EIA) de los Estados Unidos. 3 Las regiones con costos de energía promedio ahorrarían más de $88 al año. Las regiones con altos costos de energía ahorrarían más de $246 al año. Durante los 10 años de vida útil del producto, esto significa que se podrían obtener ahorros de hasta $2460. Por supuesto, si se convierte más de un refrigerador dentro de una instalación, los ahorros de energía y los beneficios adicionales se multiplican en consecuencia.
Es de suma importancia que estos beneficios se obtengan manteniendo al mismo tiempo una gestión superior de la temperatura en términos de estabilidad, uniformidad y recuperación. Los refrigeradores profesionales de grado médico GX ofrecen un perfil de rendimiento superior además de un menor consumo de energía y beneficios de sostenibilidad.
REFERENCIAS
- Buscador de productos de grado de laboratorio ENERGY STAR ® , https://www.energystar.gov/productfinder/product/certified-lab-grade-refrigeration/results
- Calculadora de equivalencias de gases de efecto invernadero de la EPA de EE. UU., https://www.epa.gov/energy/greenhousegas-equivalencies-calculator, consultado en enero de 2019.
- Tarifas de energía de EE. UU., sector comercial, disponible en la Administración de Información Energética de EE. UU. en https://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.php?t=epmt_5_6_a , consultado en diciembre de 2018.