Free Piston Stirling Cooler es un tipo de enfriador de levitación magnética. Es ampliamente utilizado para el control preciso de la temperatura por debajo de -100 ℃.
Este es el Stirling Cooler , al que nos referimos como FPSC (Free Piston Stirling Cooler). La versión predeterminada de los enfriadores Stirling incluye pistones, intercambiadores de calor y espacios de compresión. Pero estamos viendo los avances tecnológicos en todas las industrias, y los refrigeradores Stirling no son una excepción.
El enfriador Stirling usa helio como gas, que difiere de un compresor, es un sistema de enfriamiento que repite continuamente la compresión de gas y la expansión adiabática y usa gas helio natural como refrigerante. El helio es un gas muy seguro. Es totalmente inofensivo para nuestro medio ambiente.
El uso típico de nuestro Stirling Cooler son refrigeradores y congeladores de temperatura profunda, pero RIGID también está desarrollando una línea de productos para usar en equipos de laboratorio y otros equipos utilizados para la distribución de productos a baja temperatura.
RIGID, una de las empresas chinas líderes en innovación, diseñó un enfriador Stirling de pistón libre – FPSC. La unidad lleva todo el producto a un nivel completamente nuevo donde puede ahorrar mucha energía y mejorar significativamente la eficiencia.
Gracias a ello, estas unidades son soluciones ecológicas aptas para todos aquellos clientes particulares y empresas que quieran demostrar su cuidado por el planeta. El nuevo enfriador no contiene CFC, y es interesante notar que el papel del refrigerante lo tomó el helio. Es aún más impresionante que el uso de FPSC no necesite una gran cantidad de helio: es una pequeña cantidad la que puede enfriar.
¿Qué es un enfriador Stirling?
El Free Piston Stirling Cooler (FPSC) es un elegante sistema de transferencia de calor completamente sellado que tiene solo dos partes móviles (un pistón y un desplazador) y que puede usar helio como fluido de trabajo sin preocuparse por las fugas del sello.
El pistón generalmente es impulsado por un campo magnético oscilante que es la fuente de la energía necesaria para impulsar el ciclo de refrigeración. El accionamiento magnético permite impulsar el pistón sin necesidad de sellos, empaques, juntas tóricas u otros compromisos con el sistema sellado herméticamente.
Las ventajas reclamadas para el sistema incluyen el respeto al medio ambiente, la capacidad de refrigeración, el peso ligero, el tamaño compacto, la controlabilidad precisa y la alta eficiencia.
Los enfriadores Stirling no son más que crioenfriadores que utilizan un ciclo Stirling para funcionar. Estos sistemas de enfriamiento funcionan como unidades independientes y puede encontrarlos en varios tamaños.
En la mayoría de los casos, los enfriadores Stirling son modelos de mesa que pueden enfriar diferentes objetos y artículos a temperaturas criogénicas.
Los enfriadores Stirling de pistón libre utilizan un motor Stirling, que tiene solo dos partes que se mueven. La unidad tiene una carcasa de acero inoxidable y todos los componentes sensibles están sellados herméticamente en el interior.
- Biotecnología/Farmacéutica : puede usar bajas temperaturas para mantener productos químicos y otros productos farmacéuticos, incluidas las vacunas.
- Energía/Químico : puede crear un entorno criogénico y analizar e inspeccionar diferentes productos químicos y probar las reacciones de los productos químicos.
- Metrología : si necesita mantener una temperatura precisa y mantenerla en el nivel bajo deseado, estas unidades son la elección correcta.
- Alimentos/Logística : si realiza entregas de alimentos, puede mantener los alimentos refrigerados para mantener su frescura y su sabor. Además, los enfriadores Stirling se pueden usar en congeladores portátiles.
- Medicamentos/vacunas : puede usar el enfriador Stirling rígido para congeladores compactos y profundos. La temperatura máxima más baja puede alcanzar menos -100 ℃.
¿Cómo funciona el enfriador Stirling de pistón libre?
Dado que los enfriadores Stirling de pistón libre (FPSC) son unidades nuevas y revolucionarias, probablemente se esté preguntando cómo funcionan. Aquí hay una explicación rápida.
Tienes el cuerpo principal con una aleta o cilindro que sobresale de él. El producto utiliza un intercambiador de calor para enfriar el cilindro. El intercambio de calor implica la repetición de ciclos de compresión.
El cuerpo principal también contiene un pistón que sube y baja continuamente. El material elegido para estos pistones suele ser el acero inoxidable. El movimiento del pistón combinado con la compresión conduce a una explosión de gas.
La cámara de compresión superior del sistema de enfriamiento contiene dos pistones y flotadores de equilibrio. El fabricante utiliza gas helio para llenar la cámara y un motor lineal para impulsar el pistón.
La acción de conducción transfiere helio al flotador de equilibrio de 80 Hz. El sistema puede controlar la diferencia de temperatura a 80C.
También encontrará un espacio de expansión en la parte superior del flotador de equilibrio. Al mismo tiempo, el espacio de compresión se encuentra entre el pistón y el flotador para el equilibrio. Finalmente, un canal de flujo de gas helio es el espacio anular que rodea el flotador de equilibrio.
Ahora, concentrémonos en el pasaje de flujo. En el espacio de expansión, encontrará un cilindro del lado frío (aleta), y el espacio de compresión es donde los diseñadores colocaron el disipador de calor. También encontrará un regenerador en el espacio entre el disipador de calor y la aleta del cilindro frío.
¿Por qué necesitarías un regenerador? La idea es asegurar el intercambio de calor del helio, así como capturar ese calor, almacenarlo y devolverlo al gas helio.
En caso de que haya algo que no esté claro, puede consultar la foto de arriba. La imagen explica claramente el principio de funcionamiento de un motor enfriador Stirling, y puede usarlo para comprender mejor los párrafos anteriores.
Aquí hay otra foto que puede explicar mejor el principio de funcionamiento de un enfriador Stirling de pistón libre. Es una imagen 3D de varios componentes incluidos en el FPSC.
La frecuencia de accionamiento del pistón es de aproximadamente 80 Hz. El movimiento del pistón crea un diferencial de presión que impulsa el desplazador.
Ese diferencial pasa por el refrigerante porque necesita mantener un cierto ángulo de fase del desplazador con respecto al pistón.
En esencia, el refrigerante se expande y comprime por el motor lineal que impulsa el pistón. Gracias a eso, tienes un espacio de expansión (frío) y un espacio de compresión (cálido). Esa es la explicación básica de un ciclo de Stirling.
¿Qué hace único a un enfriador Stirling de pistón libre? El hecho de que Rigid agregó una característica de que el pistón no tiene que estar conectado físicamente con el desplazador. En cambio, tiene la libertad de moverse de forma independiente.
¿Puede un FPSC enfriar elementos de manera efectiva?
¿Se pregunta si el Free Piston Stirling Cooler es capaz de enfriar artículos de manera efectiva?
La respuesta es sí, pero es importante asegurarse de que el intercambio de calor sea una de las características que ofrece el receptor térmico del producto. Es la forma en que las FPSC logran enfriar los objetos cerca de ellas.
Ahora que hemos establecido cómo los enfriadores Stirling enfrían los objetos, hablemos de la efectividad. Puede depender de la unidad, pero el FPSC diseñado por Rigid necesita solo dos minutos para alcanzar temperaturas tan bajas como -80C. Estamos hablando de un entorno donde la temperatura sin carga es de 25C.
Si desea ver el enfriador Free Piston diseñado por Rigid en acción, le sugerimos ver este video. Es una prueba beta del producto donde el objeto que la unidad enfría alcanza -114C.
¿Quién es la empresa detrás del enfriador Stirling de pistón libre?
Hace tan solo 8 años, RIGID tiene un agente de investigación secreto en esta industria de ultracongelación. Desde el primer día, la empresa dedica el máximo esfuerzo a crear soluciones innovadoras de compresores en miniatura. La idea principal detrás de su unidad es la innovación.
La compañía está tratando de combinar una solución efectiva diseñada en un paquete portátil y compacto. La idea es reducir el tamaño de las unidades de refrigeración tanto como sea posible manteniendo su rendimiento al más alto nivel.
Rigid utiliza enfoques y tecnologías modernos y utiliza la creatividad, la habilidad y el conocimiento de sus ingenieros para diseñar soluciones únicas y personalizadas para muchas aplicaciones. La empresa busca una solución ideal de ultracongelación. Gracias a ese enfoque, Rigid logró crear unidades FPSC que tienen usos versátiles.
Estas unidades han sido diseñadas después de más de una década de innovación, liderazgo y evolución en el desarrollo de compresores de CC en miniatura.
Algunas de las aplicaciones potenciales de los DSPC incluyen la refrigeración doméstica, la biotecnología y las industrias farmacéuticas.
¿Es FPSC una mejor opción que el refrigerador de compresor?
La respuesta corta es sí, pero siempre nos gusta explicar el tema en detalle.
El tamaño compacto es la primera razón por la cual los enfriadores Stirling de pistón libre son mejores que los sistemas de enfriamiento que utilizan compresión de vapor.
Además del tamaño pequeño, también puede esperar que el sistema sea liviano. Gracias a esas dos características, básicamente obtendrá un enfriador portátil que puede transferir sin esfuerzo de un lugar a otro.
El peso total del Stirling Cooler completo es de 4,41 libras (2 kilogramos), lo cual es bastante impresionante. Podrás comprender mejor lo ligera que es esta unidad de refrigeración si te decimos que un compresor normal pesa cinco veces más.
Incluso si ignora la ventaja obvia del tamaño, FPSC es mejor que los sistemas de compresión de vapor porque son una solución más eficiente. Gracias a una mayor eficiencia y un mejor uso de la energía, también logran ser ecológicos.
Además, el fluido de trabajo de FPSC es gas helio, que también es algo positivo para el medio ambiente. Muchas otras soluciones de refrigeración utilizan R134a y otras soluciones, que pueden tener un alto potencial de calentamiento global.
¿Son silenciosos los enfriadores Stirling de pistón libre?
Podría pensar que un sistema de refrigeración debe ser ruidoso para ser eficiente. El FPSC diseñado por Rigid demuestra que es posible brindar un enfriamiento eficiente y al mismo tiempo garantizar que el sistema permanezca extremadamente silencioso.
El truco está en operar a diferentes velocidades y reducir al máximo la fricción. Además, el sistema está libre de vibraciones, lo que contribuye a reducir el nivel de ruido.
¿Se pregunta cuánto ruido puede esperar de un enfriador Stirling de pistón libre? La estimación es que estos sistemas son tan silenciosos como 48dB, lo cual es bastante impresionante para una unidad de refrigeración.
El bajo nivel de ruido hace que la unidad FPSC sea extremadamente versátil. Puede usarlo en lugares donde antes no podía imaginar colocar un sistema de refrigeración.
Por ejemplo, puede colocar una hielera Stirling en un museo y logrará enfriar los objetos sin molestar a los visitantes.
Lo mismo se aplica a los hospitales donde no molestaría a los pacientes mientras garantiza temperaturas óptimas donde sea que se necesiten.
Si bien hablamos de versatilidad e idoneidad para diversas industrias, debemos mencionar que los enfriadores Stirling de pistón libre no contienen aceite, lo que significa que no se ensuciará al transportarlos o limpiarlos.
¿Puede un enfriador Stirling ahorrar dinero y energía?
No podemos informarle sobre los ahorros de dinero exactos porque dependerán del costo de la energía en su región. Sin embargo, podemos decirle que las pruebas demostraron que estas unidades podrían asegurar un ahorro de energía promedio del 50%.
Obtendrá un rendimiento más eficiente gracias a los rodamientos magnéticos, y así es como el sistema puede generar esos ahorros.
Es crucial recalcar que el ahorro dependerá de la aplicación. Por ejemplo, la refrigeración por aire puede asegurar el mencionado ahorro del 50 % e incluso más en algunos casos.
El mínimo puede ser inferior para algunas otras aplicaciones, como la congelación de líquidos. Si necesita enfriar líquidos, puede esperar ahorrar aproximadamente un 30 % de energía en comparación con los compresores normales.
Esa eficiencia energética hace que los FPSC sean una solución ecológica mucho mejor que las unidades de refrigeración estándar. Además de eso, Rigid se aseguró de usar gas helio en los refrigeradores Stirling.
El helio tiene cero potencial para el calentamiento global, lo que significa que no es dañino para el medio ambiente.
¿Los enfriadores Stirling de pistón libre controlan con precisión la temperatura?
Ya sabes que las FPSC son efectivas. Los enfriadores diseñados por Rigid son aún más efectivos que los de la competencia porque pueden enfriar una aplicación hasta 80 °C en solo dos minutos.
Una vez que el objeto o artículo alcanza la temperatura deseada, es vital mantenerlo constantemente. Eso puede ser particularmente vital en laboratorios donde necesita mantener productos químicos, pero también para muchas otras aplicaciones.
Le alegrará saber que el FPSC de Rigid tiene la capacidad de controlar la temperatura con una precisión de +/- 0,1 °C.
Suena increíble, pero puede estar seguro de que el enfriador criogénico mantendrá la temperatura ideal para cualquier aplicación sin esfuerzo.
¿Se pregunta cuál es la temperatura más baja que pueden alcanzar los enfriadores de pistón libre? Rigid garantiza que la aplicación se pueda enfriar hasta -170C si es necesario.
¿Cuáles son las aplicaciones para el enfriador Stirling de pistón libre?
Aquí hay algunas sugerencias de diferentes formas de usar FPSC:
- Refrigeración directa con conexión conductiva
- Enfriamiento directo con salmuera
- Refrigeración directa con termosifón
- Refrigeración indirecta
Ahora, echemos un vistazo a algunas industrias donde puede usar estas unidades:
- Biotecnología/farmacéutica : puede usar bajas temperaturas para mantener productos químicos y otros productos farmacéuticos, incluidas las vacunas. La liofilización, la prevención de la formación de subproductos e incluso la crioconservación también son usos potenciales de un enfriador Stirling.
- Energía/química : puede crear un entorno criogénico y analizar e inspeccionar diferentes sustancias químicas. También puede utilizar el entorno creado por las FPSC para probar las reacciones de los productos químicos.
- Metrología : si necesita mantener una temperatura precisa y mantenerla en el nivel bajo deseado, estas unidades son la elección correcta.
- Alimentos/logística : si realiza entregas de alimentos, puede mantener los alimentos refrigerados para mantener su frescura y su sabor. Además, los enfriadores Stirling se pueden usar en congeladores portátiles.
- Vacuna/Medicina: puede usar el enfriador Stirling rígido para congeladores compactos y profundos. La temperatura máxima más baja puede alcanzar menos -100
Estas aplicaciones son simplemente algunas sugerencias de cómo puede utilizar un enfriador Stirling de pistón libre. Es un sistema de refrigeración extremadamente versátil que puede utilizar prácticamente en cualquier lugar.
Lo único importante es que necesita alcanzar y mantener una temperatura ultrabaja de un elemento, sustancia u objeto. El enfriador Stirling se encargará del resto.
¿Es difícil mantener FPSC?
No, no es nada difícil mantener estas unidades de refrigeración. Además, Rigid hizo el máximo esfuerzo para garantizar que el mantenimiento sea sencillo.
En primer lugar, los sistemas FPSC no contienen aceite. Eso eliminará el riesgo de fugas y facilitará el cuidado de la unidad. También significa que los enfriadores Stirling de pistón libre prácticamente no requieren mantenimiento.
Son unidades a largo plazo que durarán años, y durante todo ese tiempo, no tienes que poner ningún esfuerzo para mantener su longevidad. ¡Lo único que debe hacer es disfrutar de un enfriamiento rápido y eficiente!
Pero qué pasa si simplemente no te gusta, envíanoslo de vuelta. Reembolso del 100%, ¡simple! ¡Es garantía RÍGIDA!
Por qué elegir el enfriador Stirling de pistón libre RIGID
La tecnología RIGID Stirling es un gran avance en la congelación pequeña y profunda. Es ampliamente utilizado para el control preciso de la temperatura por debajo de -100 ℃. El futuro es brillante y la tecnología avanza a diario.
Es un hecho que la tecnología RIGID Stirling Cooler utilizada para la congelación rápida y profunda ha sido muy bien recibida en el mercado global.
Se puede utilizar en una gran cantidad de aplicaciones, también es una mejor alternativa al compresor de CC en miniatura. Sin embargo, a pesar de todo eso, cualquiera de las unidades podría ser la mejor siempre y cuando satisfaga las necesidades de espacio, costo, eficiencia, el tamaño de la planta de refrigeración, así como el modo de operación.
Con todo, el enfriador Stirling de pistón libre RIGID es el mejor para uso comercial y personal.