Depuis de nombreuses années, la technologie de refroidissement conventionnelle est utilisée dans la réfrigération de qualité médicale. Cette approche utilise des systèmes de réfrigération à air pulsé avec des compresseurs à capacité fixe et des réfrigérants hydrofluorocarbonés (HFC). De puissants systèmes à air pulsé contribuent à uniformiser les températures à l'intérieur de la zone de stockage. Cependant, les systèmes qui utilisent des compresseurs à capacité fixe et des liquides de refroidissement HFC ont tendance à consommer plus d'énergie que les approches alternatives plus récentes afin d'obtenir des résultats acceptables. De plus, les réfrigérants HFC ont un potentiel de réchauffement climatique et un rejet de chaleur plus élevés que les liquides de refroidissement alternatifs. Des avancées technologiques ont désormais été développées qui permettent d'obtenir une gestion optimale de la température tout en minimisant la consommation d'énergie, la production de chaleur et le potentiel de réchauffement climatique.
APERÇU DE LA TECHNOLOGIE
Une alternative au compresseur à capacité fixe (FCC) conventionnel est le compresseur à capacité variable (VCC). Les compresseurs à capacité fixe s'éteignent et se rallument pour maintenir la température à l'intérieur de l'armoire. Cela signifie qu'ils fonctionnent à vitesse maximale ou s'éteignent complètement, ce qui limite leur capacité à réagir aux conditions changeantes. Plutôt que d'être contraints de s'éteindre ou de s'allumer complètement, les VCC peuvent fonctionner à des vitesses inférieures ou supérieures en fonction des conditions de fonctionnement, ce qui constitue un moyen beaucoup plus efficace de maintenir la température. Par exemple, lorsque la porte d'une unité est ouverte et lorsque des produits sont placés à l'intérieur, le VCC fonctionne à une vitesse plus élevée pour des performances de refroidissement optimales. Lorsque la température est stable et que la porte reste fermée, le VCC fonctionne à une vitesse inférieure, ce qui entraîne une consommation d'énergie moindre (voir Figure 1).
Figure 1. Capacité variable par rapport à la vitesse de fonctionnement du compresseur conventionnel
Les VCC fonctionnent à des vitesses variables (en fonction des conditions de fonctionnement) pour maintenir la température plutôt que de simplement s'arrêter et se rallumer comme les compresseurs à capacité fixe des réfrigérateurs conventionnels de qualité médicale.
Alors que l'utilisation d'un VCC dans un système de réfrigération réduit la consommation d'énergie, l'utilisation de réfrigérants naturels améliore également l'efficacité du refroidissement, contribue à réduire la consommation d'énergie et contribue à soutenir la durabilité environnementale. Par exemple, le réfrigérant R600a est un réfrigérant à base d'hydrocarbures d'origine naturelle qui n'a aucun impact sur l'appauvrissement de la couche d'ozone et a un très faible potentiel de réchauffement climatique (PRG). Cela fait du R600a une alternative écologique aux liquides de refroidissement HFC conventionnels, comme le montre la figure 2.
Figure 2. Potentiel de réchauffement climatique (PRP) du réfrigérant HFC par rapport aux hydrocarbures naturels (HC)
Les réfrigérants à base d'hydrocarbures (HC) présents dans les solutions GX, tels que le R600a, diminuent le potentiel de réchauffement climatique.
Il convient de noter que les réfrigérants à base d'hydrocarbures sont conformes au programme SNAP (Significant New Alternatives Policy) de l'Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis. Le programme EPA SNAP identifie et évalue les substituts aux substances qui ont des effets négatifs sur l'environnement. Le potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone (ODP) et le potentiel de réchauffement climatique (GWP) sont deux des critères de risque explorés dans le cadre de ce programme. Avec SNAP, l'EPA a créé des objectifs pour restreindre les substances jugées nettement pires pour l'environnement qu'une alternative sûre et efficace identifiée. Ces règles SNAP identifient les réfrigérants à base d’hydrocarbures naturels comme l’alternative privilégiée pour faire face aux risques environnementaux.
CONSOMMATION D'ÉNERGIE
Les solutions GX de Helmer Scientific utilisent le système de refroidissement OptiCool™, qui intègre à la fois la technologie VCC et des réfrigérants à base d'hydrocarbures naturels (HC) afin d'atteindre des niveaux plus élevés d'efficacité énergétique. Les réfrigérateurs professionnels GX de qualité médicale sont 50 à 65 % plus économes en énergie que les modèles conventionnels, comme le montrent le tableau 1 et la figure 3.
Tableau 1. Comparaison de la consommation d'énergie entre des modèles comparables de réfrigérateurs sous comptoir
| Modèle de réfrigérateur (Sous comptoir / 5 pi³) | Consommation d'énergie (kWh/jour) | Réduction de la consommation d'énergie Obtenu en passant aux solutions GX |
|---|---|---|
| Solutions GX | 1,2* | N / A |
| Réfrigérateur conventionnel de qualité médicale | 2,38 | 50% |
| Réfrigérateur compétitif | 3.46 | 65% |
*Tests ENERGY STAR® de la série Horizon
Figure 3. Comparaison de la consommation d'énergie entre des modèles comparables de réfrigérateurs sous comptoir
*Tests ENERGY STAR® de la série Horizon
Les données de consommation d'énergie sont publiées sur la page Web ENERGY STAR ® pour les réfrigérateurs et congélateurs certifiés de qualité laboratoire. 1 Tous les modèles répertoriés ont été évalués par un tiers en utilisant la méthode de test ENERGY STAR ® . La consommation d'énergie a été mesurée pendant une période de test de 24 heures. Certains paramètres clés de la méthode de test incluent une température ambiante de 24,0°C +/- 1°C (reflétant un environnement de laboratoire typique), un point de consigne de 4°C et une série d'ouvertures de porte de 15 secondes.
DISCUSSION
L'utilisation d'une technologie de refroidissement plus récente telle qu'OptiCool™ présente de nombreux avantages. L'un des principaux avantages est un fonctionnement efficace qui réduit la consommation d'énergie, ce qui entraîne une baisse des coûts de possession. Les avantages supplémentaires incluent la durabilité environnementale en raison d'un potentiel de réchauffement global (PRG) extrêmement faible et de l'absence d'impact sur l'appauvrissement de la couche d'ozone. De plus, la nouvelle approche de la réfrigération peut contribuer à réduire la production de chaleur, réduisant ainsi les coûts de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC).
Le système de refroidissement OptiCool™ est utilisé dans les réfrigérateurs professionnels de qualité médicale de GX Solutions. Pour illustrer les avantages de la réduction du potentiel de réchauffement planétaire (PRG), l'EPA des États-Unis propose un calculateur d'équivalences en matière de gaz à effet de serre. 2 Il vise à aider les utilisateurs à comprendre ce que signifie la réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO2) au quotidien. Si une installation convertit un réfrigérateur sous comptoir qui consomme 3,46 kWh/jour en un réfrigérateur sous comptoir GX Solutions qui consomme 1,2 kWh/jour, les économies d'énergie annuelles sont d'environ 825 kWh/an. Cela équivaut à sauvegarder les éléments suivants :
Distance parcourue par un véhicule de tourisme : 1 426 milles ou 2 295 kilomètres
Équivalent dioxyde de carbone (CO2) : 0,643 tonne ou 0,583 tonne métrique
De plus, économiser 825 kWh/an réduit les coûts énergétiques. Pour évaluer l'impact de l'efficacité énergétique sur le coût de possession, les données sur le coût de l'électricité aux États-Unis ont été obtenues auprès de l'Energy Information Administration (EIA) des États-Unis. 3 Les régions ayant des coûts énergétiques moyens économiseraient plus de 88 $ par an. Les régions aux coûts énergétiques élevés économiseraient plus de 246 dollars par an. Sur la durée de vie de 10 ans du produit, cela signifie que des économies allant jusqu'à 2 460 $ pourraient être réalisées. Bien entendu, si plus d’un réfrigérateur au sein d’un établissement est converti, les économies d’énergie et les avantages supplémentaires se multiplient en conséquence.
Il est de la plus haute importance que ces avantages soient obtenus tout en maintenant une gestion supérieure de la température en termes de stabilité, d'uniformité et de récupération. Les réfrigérateurs professionnels GX de qualité médicale offrent un profil de performances supérieur en plus d'une consommation d'énergie réduite et d'avantages en matière de durabilité.
LES RÉFÉRENCES
- Outil de recherche de produits de qualité laboratoire ENERGY STAR ® , https://www.energystar.gov/productfinder/product/certified-lab-grade-refrigeration/results
- Calculateur d'équivalences de gaz à effet de serre de l'EPA des États-Unis, https://www.epa.gov/energy/greenhousegas-equivalencies-calculator, consulté en janvier 2019.
- Tarifs énergétiques aux États-Unis, secteur commercial, disponibles auprès de la US Energy Information Administration à l'adresse https://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.php?t=epmt_5_6_a , consulté en décembre 2018.