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Thermo Scientific™ TSX 系列變頻超低溫冰箱??

--樣品保護(hù)，能量消耗

關(guān)鍵詞： 冷藏，穩(wěn)定，樣品安全，樣品保護(hù)，環(huán)境友好，快速回溫，超低溫冰箱

實(shí)驗(yàn)室的樣品無比珍貴的，它不僅代表您已經(jīng)取得的豐碩結(jié)果，而且是您開展未來工作的基礎(chǔ)。因此，實(shí)驗(yàn)室高度依賴可達(dá)-80℃超低溫的冷凍設(shè)備來儲存樣品，以減少樣品內(nèi)的生化活動(dòng)和維持其結(jié)構(gòu)完整，使樣品在化凍后保持活性。

日常的樣品保護(hù)僅僅只是故事的一部分，不僅超低溫冰箱要能夠從取放樣品造成的溫度波動(dòng)中快速恢復(fù)穩(wěn)定，而且冰箱的性能和冰箱的制造也必須要保持一個(gè)良好的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。冰箱制冷系統(tǒng)的發(fā)展史是有趣的，早期作為制冷劑使用的傳統(tǒng)化合物能耗非常高，因此節(jié)能環(huán)保，降低運(yùn)行成本就成了冰箱升級發(fā)展的一大驅(qū)動(dòng)力。

 

 

 

穩(wěn)定運(yùn)行，快速回溫

常用的超低溫冰箱在一天的工作中將會被多次開門，使用者可以便捷的存取樣品。任何 開門事件都會導(dǎo)致冰箱的熱負(fù)荷。冰箱隨后要啟動(dòng)工作盡快回溫，以維持箱體內(nèi)部穩(wěn)定 的溫度，避免任何潛在的樣品損害。這個(gè)恢復(fù)期能耗較大，壓縮機(jī)將全功率運(yùn)行以補(bǔ)償 溫度上升。

冰箱在熱負(fù)荷的情況下，箱體內(nèi)達(dá)到均一穩(wěn)定設(shè)定溫度的能力是由平均英熱單位（BTU） 的儲備能力決定的。具有低 BTU 儲備能力的冰箱比高 BTU 儲備能力的冰箱耗能低，然 而它需要更長的時(shí)間消除熱負(fù)荷回溫。Thermo Scientific TSX 系列超低溫冰箱專為克服 該挑戰(zhàn)而設(shè)計(jì)，其具有的 V-drive 技術(shù)。

 

 

 

V-drive 技術(shù)讓 TSX 冰箱的壓縮機(jī)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行變速運(yùn)行，而傳統(tǒng)的壓縮機(jī)則被迫不斷循環(huán) 啟停。V-drive 技術(shù)讓冰箱可以根據(jù)目前的熱負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié) BTU 儲備能力，即當(dāng)門開啟時(shí)壓縮機(jī) 無需被迫快速全功率啟動(dòng)。

穩(wěn)定情況下，如周末、夜晚，V-drive 壓縮機(jī)維持低速運(yùn)行而非停止，在節(jié)能的同時(shí)也可在需 要的情況下快速回溫。（如圖 1）。因此，TSX 變頻超低溫冰箱回溫快速（例如開門 60 秒僅需 24 分鐘即可快速回溫，而傳統(tǒng)制冷劑的冰箱需要 50 分鐘之久），高效節(jié)能 ¹。 壓縮機(jī)變頻驅(qū)動(dòng) 與自動(dòng)調(diào)控相結(jié)合，可有效優(yōu)化壓縮機(jī)運(yùn)行速率和節(jié)約能耗。

圖 1 與傳統(tǒng)壓縮機(jī)周期 性的啟停不同，V-drive 的壓縮機(jī)則根據(jù)當(dāng)前情 況調(diào)節(jié)壓縮機(jī)速率，例 如新機(jī)啟動(dòng)、門開啟時(shí) 壓縮機(jī)速率加快。在門 關(guān)閉的正常情況下，壓 縮機(jī)以低速運(yùn)行維持設(shè) 定的溫度值。

 

除了在熱負(fù)荷時(shí)能夠快速回溫，TSX 系列超低溫冰箱還可以為您提供水平的溫度均一性，維 持穩(wěn)定的內(nèi)部溫度并減少冰箱能耗。在高性能模式下，整個(gè)箱體內(nèi)部的溫度偏差差值小于 6℃， 與外部顯示之間的差值小于 2℃。在對溫度熱控有嚴(yán)格要求的應(yīng)用中這個(gè)精度的差值是非常重要的。

神奇的制冷劑

除了超低溫冰箱機(jī)械方面的影響，化學(xué)制冷劑的選擇也有著直接的影響，尤其是在效率和潛在的環(huán)境影響方面。90 年代中期，氯氟烴（CFC）制冷劑被廣泛應(yīng)用在商業(yè)領(lǐng)域中。CFCs，俗稱氟利昂， 最初以低毒性、低反應(yīng)性和低可燃性作為非常有效的制冷劑。然而它也被發(fā)現(xiàn)對臭氧層有嚴(yán)重的破壞作用，1990 年的蒙特利爾議定書中呼吁減少并不再使用 CFCs 作為制冷劑，2000 年時(shí)停止使用。逐漸改用氫氟碳化物作為替代制冷劑，然而最初被認(rèn)為比 CFCs 有優(yōu)勢的 HFCs 也對臭氧層有破壞作用，依然表現(xiàn)出顯著的變暖趨勢（GWP）。

近年來，超低溫冰箱的制造商紛紛把目光投向自然的碳?xì)渲评鋭N具有非常良好的熱力學(xué)性能， 已被證明是非常有效的制冷劑，低 GWP 且對臭氧層無破壞。雖然很多碳?xì)浠衔锸且兹嫉模?許多國際、區(qū)域以及國家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)到位，用于規(guī)范和最小化這種風(fēng)險(xiǎn)，并且告知銷售者，使用的 產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過充分的測試 ⁴。Thermo Scientific TSX 系列冰箱使用這種自然制冷劑，以產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計(jì)原則，幫助客戶使用的產(chǎn)品，并告知客戶詳情。

熱交換

超低溫冰箱的熱交換機(jī)制對整個(gè)箱體的效率都至關(guān)重 要。多數(shù)超低溫冰 箱，包括 Thermo Scientific TSX 系列冰箱，都使用直接熱交換的機(jī)制，膨脹的低溫制冷劑流經(jīng)纏繞在冰箱外部的銅 管蒸發(fā)器，和冰箱內(nèi)部發(fā)生熱交換，帶走熱量，冷卻樣品。

另一種是間接熱交換的機(jī)制，額外需要熱傳導(dǎo)的中間液體，作為第二種制冷劑在蒸發(fā)器冷卻然后 被推進(jìn)熱交換器（類似于一棟大樓的空調(diào)系統(tǒng)，冷水在空氣冷卻器中分布）。

Thermo Scientific TSX 系列超低溫冰箱采用直冷機(jī)制，使得制冷系統(tǒng)高效運(yùn)行，在開門和新存放 樣品增加熱負(fù)荷時(shí)可以快速回溫。

 

高度合規(guī)

超低溫冰箱不僅部件眾多，制冷技術(shù)復(fù)雜；而且儲存于其中的樣品具有更高的內(nèi)在價(jià)值，所以讓 使用者明確他們所使用的設(shè)備是否符合各項(xiàng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。現(xiàn)在大部分的冰箱都有一個(gè)直 觀的標(biāo)志可供查看。其中最的是 CE 和 UL 標(biāo)準(zhǔn)，Thermo Scientific TSX 系列冰箱都符合這兩 種標(biāo)準(zhǔn)。

字母 CE 出現(xiàn)在一系列在歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū)銷售使用的產(chǎn)品上，CE 標(biāo)志是一個(gè)自我宣告。

• 表示制造商已經(jīng)確認(rèn)這些產(chǎn)品符合歐盟安全、衛(wèi)生和環(huán)保要求

• 表示該產(chǎn)品符合歐盟法規(guī)要求

• 該產(chǎn)品允許在歐洲市場上自由交易 制造商需要有紙質(zhì)文件用以支持產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)要求。一旦發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不合規(guī)，CE 標(biāo)志可能會被撤銷。

字母 UL 表示保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室已測試過產(chǎn)品，并成功確定滿足 UL's 的要求。UL 是美國咨詢公司， 美國聯(lián)邦職業(yè)安全與健康管理局（OSHA）其進(jìn)行安全測試。UL 標(biāo)志出現(xiàn)在產(chǎn)品和其完整零 部件上表明其符合工廠和現(xiàn)場安裝的要求。此外，保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行定期審查，以確保其繼續(xù)遵守標(biāo)準(zhǔn)。

環(huán)境友好，經(jīng)濟(jì)高效

值得慶幸的是，可持續(xù)的、環(huán)保的解決方案日益成為很多科學(xué)制造業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。它正迅速成為 一個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備制造業(yè)應(yīng)該盡可能減小對環(huán)境的影響，最終的設(shè)備應(yīng)該是低能耗的、經(jīng)濟(jì) 高效的。

TSX 超低溫冰箱創(chuàng)新的設(shè)計(jì)結(jié)合的技術(shù) V-drive，使得它比現(xiàn)在使用的傳統(tǒng)冰箱更加節(jié)能。 TSX 冰箱經(jīng)測試每個(gè)凍存盒每天少使用 0.015kWh 的電，比傳統(tǒng)制冷劑冰箱少 50% 的能耗（圖 2）。 在一年的過程中，TSX 冰箱預(yù)計(jì)耗費(fèi) 3175.5kWh ，而傳統(tǒng)制冷劑冰箱則平均需要 6570kWh⁵。

節(jié)省能量也意味著節(jié)省開支（圖 3），因此 TSX600V 在 10 年的時(shí)間里可以節(jié)省高達(dá) 4412.85 美金 ⁶。

 

圖 2 市面上流行的幾款冰 箱每個(gè)凍存盒節(jié)能情況

 

圖 3 一個(gè)凍存盒儲存一年 的成本計(jì)算。根據(jù)各個(gè)制 造商 2015 年 2 月 26 日發(fā) 布的能耗數(shù)據(jù)以及每度電 0.12 歐元計(jì)算

Thermo Fisher Scientific 深知采用可持續(xù)技術(shù)的必要性，并在生產(chǎn)超低溫冰箱的工廠中采用綠色環(huán) 保方法。例如我們改用水發(fā)泡沫絕熱層，避免了其他常見泡沫容易出現(xiàn)的制冷劑氣體釋放。我們 的 TSX 超低溫冰箱屢獲殊榮，零廢物填埋排放，支持 93% 的回收和 7% 廢物的轉(zhuǎn)化為能源。

樣品儲存的更多信息

Thermo Scientific TSX 超低溫冰箱采用 V-drive 技術(shù)，可在開門取放樣品后快速回溫，減小溫度波動(dòng)， 確保您儲存的樣品安全可靠。它超越了簡單的可靠性，提供給客戶環(huán)境友好的、現(xiàn)代化的、可持 續(xù)發(fā)展的低能耗設(shè)備，是樣品安全儲存的。

欲了解更多關(guān)于 Thermo Fisher Scientific 和 TSX 系列超低溫冰箱的信息，請登錄：/tsx

參考文獻(xiàn)

1. Data on file. Thermo Scientific TSX600V tested compared to TSU600V data with highperformance mode.

2. UNEP, 1990. Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer - Article 2A: CFCs, Availableat: /en/Treaties/hb_treaties_decisions-fbb.php?sec_id=5.

3. Velders, G.J.M. et al., 2012. Preserving Montreal Protocol Climate Benefits by Limiting HFCs. Science, 335(6071), pp.922–923.

4. BRA, 2012. Preserving Montreal Protocol Climate Benefits by Limiting HFCs, Available at: https:// www.feta.co.uk/uploaded_images/files/BRA Guide to Flammable Refrigerants - Issue 1 - Oct 12.pdf.

5. Calculated based on manufacturer published energy consumption data as of 2/26/2015 and energy cost assumption of 0.12 euros / kWh. Energy consumption is based on manufacturer published energy consumption data as of 2/26/2015. Data on fi le. Thermo Scientific TSU600V data with high-performance mode.

6. Calculated using data from the European Commission’s published electricity and natural gas price statistics. http://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/Electricity_and_natural_gas_price_statistics . AccessedMarch, 2015.