Quando si lavora a soluzioni di conservazione del freddo sostenibili dal punto di vista ambientale, la scelta di apparecchiature di conservazione a bassissima temperatura (ULT) efficienti dal punto di vista energetico è un importante punto di partenza. L'avvento di standard energetici e protocolli di test per i congelatori da laboratorio, in particolare la certificazione ENERGY STAR®introdotta nel 2017, ha fornito al settore un nuovo strumento per guidare gli acquirenti di congelatori attenti all'energia verso la riduzione dei carichi di corrente e delle relative emissioni di carbonio.

Con l'espansione della certificazione energetica dei congelatori ULT, molti acquirenti hanno ora la percezione errata e generalizzata che benefici energetici/sostenibili simili si applichino all'intero campo dei congelatori "certificati", quando in realtà esiste una gamma sempre più ampia di prestazioni energetiche tra i modelli qualificati. Questo è solo uno dei motivi per cui il bioriservamento sostenibile non si esaurisce con l'acquisto di "adesivi per il parabrezza" e richiede un approccio più olistico.

Considerare gli effetti della reiezione del calore del congelatore sul sistema HVAC

Le classificazioni energetiche dei congelatori non tengono conto dell'impatto che i TLC hanno sugli spazi interni in cui lavorano le persone: dissipano molto calore per mantenere i campioni freddi. In sostanza, i congelatori a bassissimo consumo energetico sono dei riscaldatori che influiscono sull'ambiente esterno del laboratorio e sulle persone vicine che dipendono dai sistemi HVAC per mantenere un ambiente di lavoro confortevole. Secondo le linee guida dell'American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), possiamo calcolare gli effetti HVAC di questa emissione di calore per unità come segue:

(Consumo energetico del congelatore in kWh/giorno/0,024) x 3,4 = Carico di dissipazione di calore per HVAC in BTU/h

Anche se varia in base alla stagionalità e al clima, circa il 29% di energia aggiuntiva derivante dalla reiezione del calore è un fattore consequenziale, che aumenta man mano che un numero maggiore di congelatori ULT funziona 24 ore su 24, 7 giorni su 7, 365 giorni all'anno in un determinato spazio, ed è ancora più sostanziale per i sistemi tradizionali a bassissimo consumo che utilizzano molta più energia.

Oltre al motore Stirling intrinsecamente efficiente e con una bassissima reiezione di calore, il modello SU780XLE di Stirling UltracoldULT verticale offre un ulteriore vantaggio per la gestione degli effetti HVAC. Il suo esclusivo design ottimizzato del flusso d'aria dirige il calore sopra le aree di lavoro e verso le bocchette di ritorno dell'aria della stanza per il massimo comfort, a differenza di altri ULT che mescolano il calore in aumento nella stanza con lo sfiato a livello del pavimento.

Ottimizzare le temperature di stoccaggio per tipo di campione

Un metodo comprovato per ridurre il consumo energetico dello stoccaggio ultrafreddo è quello di operare a temperature di setpoint più basse, confermate sicure per diversi tipi di campioni biologici. Ciò può essere ottenuto senza mettere a rischio l'integrità del campione e comprendendo meglio gli intervalli di temperatura nella conservazione biologica. Ad esempio, da -20°C a -40°C è un intervallo sicuro per la conservazione a breve o lungo termine di DNA e RNA, a condizione che i campioni siano stati sospesi nel giusto tipo di soluzioni prima di essere conservati.

Naturalmente, questo approccio può rappresentare una sfida pratica se tutti i vostri congelatori a bassissimo consumo utilizzano la tecnologia tradizionale, che può fornire prestazioni stabili solo in un intervallo ristretto di temperature. Ora sono disponibili opzioni più flessibili rispetto all'assegnazione di tipi di campioni a più tipi di congelatori, e opzioni più sostenibili per questo dilemma rispetto alla scelta delle temperature ULT più basse per tutti i materiali biologici.

È disponibile una soluzione più pratica ed efficiente dal punto di vista energetico grazie all’applicazione della tecnologia del motore Stirling, che garantisce prestazioni termiche stabili su un ampio intervallo di setpoint. Grazie alle prestazioni pubblicate del congelatore ULT verticale a cinque setpoint di temperatura compresi tra -20 °C e -80 °C, il modello SU780XLE consente in modo unico di adattare in modo flessibile le temperature di conservazione ottimizzate in un unico modello di congelatore ULT.

Aumentare la densità di stoccaggio per congelatore

Un altro approccio per un funzionamento più sostenibile della cella frigorifera, che consente anche di risparmiare spazio, è quello di conservare più campioni per ogni congelatore, riducendo così il carico totale di corrente e l'infrastruttura di supporto. Ciò può essere ottenuto organizzando e consolidando l'inventario conservato attraverso migliori pratiche di gestione dei campioni e scaffalature. Tuttavia, nelle decisioni di acquisto degli ULT è necessario considerare anche la capacità di stoccaggio per congelatore e l'ingombro, che varia a seconda del modello.

Con la più alta densità di stoccaggio per ingombro, il sottile armadio SU780XLE può contenere fino a 700 scatole da 2 pollici. Non solo riduce l'ingombro a terra grazie alla base più piccola, alle porte più strette e alle distanze dalle pareti, ma il suo sistema di scaffalature ad alta densità massimizza la capacità di campioni per ogni congelatore in un pacchetto ULT ad alta efficienza, riducendo anche il numero di unità necessarie per conservare un determinato inventario di campioni. Ciò significa meno congelatori che occupano spazio prezioso, consumano elettricità, generano calore e tutta l'energia operativa/infrastrutturale e l'impronta di carbonio che ne consegue.

Considerare la fonte

La vera sostenibilità in qualsiasi attività tiene conto di una serie di impatti ambientali derivanti dai prodotti utilizzati, inclusi gli effetti legati alla produzione, al consumo energetico, all’uso dell’acqua, all’imballaggio e al fine vita. Per le apparecchiature da laboratorio e i congelatori, esiste un audit di verifica da parte di terzi del Fattore di Impatto Ambientale (EIF), noto come etichetta Accountability, Consistency and Transparency (ACT) di My Green Lab.

A completamento dei suoi altri vantaggi in termini di sostenibilità, lo Stirling Ultracold SU780XLE ha ottenuto il marchio ACT a conferma del suo basso EIF. Sia che si consideri l’uso da parte di questo ULT di refrigeranti naturali con un potenziale di riscaldamento globale minimo, sia che si consideri il contenuto di materiali riciclabili, ora potete essere certi che soddisfa rigorosamente gli standard di sostenibilità su più fronti.

Un approccio a 360º

È necessario un approccio completo per implementare soluzioni sostenibili di stoccaggio a freddo che affrontino molteplici impatti ambientali per tutta la durata del funzionamento. Ciò richiede che le operazioni di bioriserva applichino una combinazione di risorse, soluzioni e cambiamenti comportamentali che vadano oltre le classificazioni dei kWh/giorno del congelatore.

Contattate il vostro rappresentante Stirling Ultracold Solutions per saperne di più e calcolare/confrontare i fattori di sostenibilità nel corso dell’intero ciclo di vita della vostra prossima soluzione di conservazione biologica.