A bomba de calor natural satisfaz requisitos complexos de ventilação num laboratório médico

A Systemair Alemanha e a Menerga forneceram uma solução de ventilação sustentável adaptada aos rigorosos requisitos de higiene do laboratório IMD em Frankfurt.

Laboratório IMD, Alemanha

Papel crítico da ventilação nos laboratórios médicos.

A ventilação adequada e a temperatura ambiente exacta são cruciais para garantir resultados precisos das amostras em ambientes críticos.

Elevadas exigências em termos de higiene, desempenho e manutenção da temperatura

Os três laboratórios distintos com áreas sensíveis exigem sistemas de ventilação dedicados, cada um com um desempenho máximo.

Eficiência energética

A tecnologia de ventilação instalada tem um desempenho ambiental exemplar. Os sistemas de ventilação estão equipados com ventiladores EC com controlo de velocidade, que respondem à saída de ventilação necessária.

Sustentabilidade

A Systemair e a Menerga propuseram uma solução amiga do ambiente, utilizando refrigerantes naturais R290 (propano) e R718 (água).

Cooperação bem sucedida

A Menerga, com sede em Mülheim an der Ruhr, implementou o sistema de ventilação em estreita colaboração com a Systemair GmbH, o fornecedor do sistema de bomba de calor.

2022
Aplicação

Solução de ventilação sustentável para um grande laboratório médico

Systemair & Menerga fornecidos

3 sistemas de ventilação e uma bomba de calor

Das IMD Labor Oderland verfügt über eine der modernsten Anlagen für mikrobiologische Untersuchungen in Europa. Hier entsteht eine erheblich Menge Maschinenabwärme. Für eine konstante Raumtemperatur sorgt in erster Linie eine Lüftungsanlage von Menerga mit adiabatischer Kühlung und einem E-Chiller mit Wasser als Kältemittel.
O IMD Labor Oderland possui uma das mais modernas instalações para testes microbiológicos da Europa. Aqui é gerada uma quantidade considerável de calor residual das máquinas. Um sistema de ventilação Menerga com arrefecimento adiabático e um e-chiller com água como refrigerante asseguram sobretudo uma temperatura ambiente constante.

Ventilação especializada para laboratórios críticos

O IMD Labor Oderland, um laboratório médico de grande escala em Frankfurt, serve de ponto de contacto central para cerca de 700 consultórios médicos e estabelecimentos de saúde. Para responder ao aumento da procura, o laboratório foi ampliado de 1 700 m² para 4 000 m², através da readaptação de um antigo edifício bancário ao lado do edifício original.

Este complexo de seis andares proporcionou o espaço necessário e permitiu a instalação de três sistemas de ventilação concebidos para responder às exigências de higiene das diferentes áreas do laboratório. A Menerga forneceu as unidades de ventilação especializadas em estreita colaboração com a Systemair GmbH, que forneceu o sistema de bomba de calor.

Satisfazendo os exigentes requisitos higiénicos

Os requisitos deste projeto eram especialmente críticos. Em primeiro lugar, era fundamental que a tecnologia da fábrica cumprisse as normas ambientais da operação validada pelo EMAS, que se revelou muito exigente. Para além disso, foram essenciais três sistemas de ventilação totalmente independentes devido aos requisitos distintos das análises laboratoriais realizadas pelo IMD Labor Oderland. Cada área laboratorial - serologia infecciosa, microbiologia e biologia molecular - exigia uma ventilação completamente separada para evitar qualquer contaminação cruzada. Para responder a estas exigências, a Menerga instalou sistemas de ventilação dedicados a cada área.

O laboratório de biologia molecular, que funciona em condições de sala limpa, também exigiu uma abordagem particularmente rigorosa. Neste caso, o ar fresco de entrada deve permanecer totalmente não contaminado pelo ar de exaustão. A Menerga implementou, portanto, um sistema de ventilação hermeticamente fechado para esta área, impossibilitando a recuperação de calor convencional através de contrafluxo, utilizada nos outros dois sistemas.

A bomba de calor SYSAQUA BLUE da Systemair fornece a energia adicional de arrefecimento e aquecimento necessária para o laboratório de biologia molecular, para além do que é conseguido com o sistema de recuperação de calor em circuito fechado.

Sistema de ventilação circulante

Em vez disso, a recuperação de calor é conseguida para esta área através de permutadores de calor separados nos fluxos de ar de extração e fornecimento integrados num sistema de circuito fechado. A bomba de calor SYSAQUA BLUE da Systemair foi também ligada a este sistema, fornecendo a energia adicional necessária para além da que é fornecida pela recuperação de calor do sistema de ventilação, garantindo a eficiência durante todo o ano.

Competências técnicas em ação

Silas Jäger, Diretor de Produto para Sistemas de Arrefecimento na Systemair, descreve o sistema de circuito fechado da seguinte forma:

"Um módulo hidráulico, que faz circular uma mistura de glicol com um caudal de 1.600 l/h, transfere a energia recuperada dos permutadores de calor no fluxo de ar de extração/exaustão para o permutador de calor no fluxo de ar exterior/fornecimento. A quantidade de energia recuperável, ou entalpia, é medida utilizando sensores de temperatura e humidade dentro do fluxo de ar extraído. Se esta energia for insuficiente para atingir a temperatura desejada do ar de alimentação, é adicionada energia adicional do circuito da bomba de calor através de uma válvula.

O circuito hidráulico SYSAQUA BLUE funciona com um caudal de 3400 l/h e inclui um depósito de reserva de 100 litros para manter uma capacidade constante durante a fase de descongelação. Esta configuração assegura um aquecimento ou arrefecimento imediato e contínuo quando sinalizado pelo controlo DDC do sistema de ventilação Menerga," explica Jäger.

Também queremos salientar que os nossos sistemas de ventilação estão equipados com ventiladores EC de velocidade controlada, que reagem ao desempenho de ventilação necessário através dos controladores de fluxo de volume nas condutas. Se o fluxo de volume diminuir, a pressão da conduta aumenta. Os ventiladores regulam automaticamente a velocidade até 10% da sua potência máxima. Desta forma, a pressão da conduta mantém-se constante e não há desperdício de energia.

Gerhard Lohf
Engenheiro de serviço da Menerga
A bomba de calor SYSAQUA BLUE utiliza o refrigerante natural R290 (propano). No caso improvável de uma fuga no sistema de refrigeração fechado, qualquer fuga de propano seria diluída com ar no interior da unidade, evitando a formação de uma mistura inflamável.

Resultados notáveis obtidos com refrigerantes naturais

Thomas Herfort, Gestor Ambiental e de Projectos no IMD Oderland, manifestou particular satisfação com a utilização de refrigerantes naturais, salientando os seus benefícios ambientais e o seu alinhamento com práticas sustentáveis.

Não se trata apenas de uma contribuição valiosa para o ambiente, mas também de uma vantagem económica, tendo em conta a constante escassez de refrigerantes prejudiciais ao clima devido ao regulamento relativo aos gases fluorados.

Thomas Herfort
Gestor ambiental e de projectos no IMD Oderland
Gerhard Lohf (à esquerda), Engenheiro de Serviço da Menerga, e Silas Jäger, Diretor de Produto da Systemair, no comissionamento conjunto. A cooperação harmoniosa dentro do Grupo Systemair tornou possível a tecnologia de ventilação complexa e amiga do ambiente.

Aumento da eficiência através da utilização de fluidos frigorigéneos naturais

A utilização de refrigerantes naturais também tem um impacto positivo na eficiência. Nos sistemas de ventilação que servem os laboratórios de serologia infecciosa e de microbiologia, o arrefecimento evaporativo adiabático indireto é utilizado para arrefecer o ar exterior que entra. Se a capacidade do arrefecimento evaporativo não for suficiente, o ar de alimentação é ainda arrefecido e desumidificado na serpentina combinada de aquecimento/arrefecimento que utiliza água (R718) como refrigerante. Esta água evapora-se num circuito de refrigeração de circuito fechado sob condições de vácuo a temperaturas tão baixas como 10 °C.

A bomba de calor SYSAQUA BLUE da Systemair, ligada em circuito fechado ao terceiro sistema de ventilação do laboratório de biologia molecular, funciona com propano (R290) como refrigerante. Em comparação com as unidades padrão que utilizam R410A, a unidade à base de propano oferece uma eficiência superior e limites operacionais significativamente mais alargados.

Este projeto realça a forma como as bombas de calor eléctricas para aquecimento e arrefecimento são tecnologias essenciais na transição para o abandono dos combustíveis fósseis no sector da construção. A Systemair e a Menerga demonstraram conjuntamente as capacidades da tecnologia de sistemas avançados e eficientes em termos energéticos, utilizando refrigerantes naturais para ventilar instalações laboratoriais no IMD Labor Oderland em Frankfurt.

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POLARIX, 50-80 kW • R290  • Uma das bombas de calor mais ecológicas do mercado
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