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Entwicklung eines integrierten Energierückgewinnungssystems für Dampfsterilisatoren.

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Název: Entwicklung eines integrierten Energierückgewinnungssystems für Dampfsterilisatoren. (German)
Alternate Title: Development of an integrated energy recovery system for steam sterilizers. (English)
Autoři: Beer, S., Sander, P., Hartmann, E., Göllner, G.
Zdroj: Zentralsterilisation; 2025, Vol. 33 Issue 5, p220-262, 19p
Témata: STERILIZATION equipment, PRESSURE, RESEARCH funding, PRODUCT design, ENGINEERING, ENERGY conservation, HOSPITALS, SIMULATION methods in education, STERILIZATION (Disinfection), HEAT, WATER, VACUUM, STEAM
Geografický termín: GERMANY
Abstract (German): Die Dampfsterilisation gilt als wichtigstes Verfahren zur Aufbereitung hitzebeständiger, wiederverwendbarer Medizinprodukte. Als nachteilig gelten dabei jedoch der hohe energetische Aufwand zur Dampferzeugung sowie der Kühlwasserbedarf zur Kondensation des Dampfes während der Entspannungsvorgänge. Das Ziel ist daher die Rückgewinnung eines möglichst hohen Anteils der eingesetzten Energie für die Dampferzeugung auf möglichst hohem Temperaturniveau und deren Speicherung in einem Schichtenspeicher. Eine Nutzung der Energie erfolgt durch die Aufheizung von Kaltwasser und vollentsalztem (VE) Wasser für die Reinigungsund Desinfektionsgeräte (RDG). Im geschlossenen Kühlkreislauf dient der Kondensator und der optionale Betriebswasserkühler an der Flüssigkeitsringvakuumpumpe als Wärmequelle und die Wärmeübertrager zur Aufheizung der Medien für die RDG als Wärmesenke. Zur Gewinnung von Auslegungsdaten, zum Funktionsnachweis der aufgebauten Anlage und zur Ermittlung von Einsparpotenzialen an praxisnahen Installationen wurden Versuche mit offenen und geschlossenen Kühlkreisläufen unter standardisierten Bedingungen durchgeführt. Zur Auslegung des integrierten Energierückgewinnungssystems wurde ein transientes Modell basierend auf der Modellierungssprache Modelica in der Simulationsumgebung Dymola aufgebaut und anhand der experimentellen Daten validiert. Das Modell kann zur Dimensionierung des Systems aber auch zur Berechnung von Szenarien (z.B. Variation der Speichergröße, der Wärmeübertragerflächen, Betrachtung größerer Zeiträume, Variation der Geräteauslastung, Berechnung von Energieverbräuchen) eingesetzt werden. Es konnte der Nachweis erbracht werden, dass durch Verwendung eines Schichtenspeichers in Kombination mit einem intelligenten Beladungssystem, basierend auf einer drehzahlregelbaren Ladepumpe und einer Einspeiseweiche zur Aufrechterhaltung der Temperaturspreizung im Speicher, ca. 75% des Energiebedarfs zur Aufheizung der Medien für die RDG aus der Rückgewinnung gedeckt werden kann. Durch den über den Speicher geschlossenen Kühlkreislauf kann eine erhebliche Menge an Kühlwasser oder Energiebedarf für zusätzliche Kühlaggregate eingespart werden. Zur Demonstration der Einspareffekte wurden Jahresbilanzen für 3 unterschiedlich große AEMP berechnet. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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Abstrakt:Die Dampfsterilisation gilt als wichtigstes Verfahren zur Aufbereitung hitzebeständiger, wiederverwendbarer Medizinprodukte. Als nachteilig gelten dabei jedoch der hohe energetische Aufwand zur Dampferzeugung sowie der Kühlwasserbedarf zur Kondensation des Dampfes während der Entspannungsvorgänge. Das Ziel ist daher die Rückgewinnung eines möglichst hohen Anteils der eingesetzten Energie für die Dampferzeugung auf möglichst hohem Temperaturniveau und deren Speicherung in einem Schichtenspeicher. Eine Nutzung der Energie erfolgt durch die Aufheizung von Kaltwasser und vollentsalztem (VE) Wasser für die Reinigungsund Desinfektionsgeräte (RDG). Im geschlossenen Kühlkreislauf dient der Kondensator und der optionale Betriebswasserkühler an der Flüssigkeitsringvakuumpumpe als Wärmequelle und die Wärmeübertrager zur Aufheizung der Medien für die RDG als Wärmesenke. Zur Gewinnung von Auslegungsdaten, zum Funktionsnachweis der aufgebauten Anlage und zur Ermittlung von Einsparpotenzialen an praxisnahen Installationen wurden Versuche mit offenen und geschlossenen Kühlkreisläufen unter standardisierten Bedingungen durchgeführt. Zur Auslegung des integrierten Energierückgewinnungssystems wurde ein transientes Modell basierend auf der Modellierungssprache Modelica in der Simulationsumgebung Dymola aufgebaut und anhand der experimentellen Daten validiert. Das Modell kann zur Dimensionierung des Systems aber auch zur Berechnung von Szenarien (z.B. Variation der Speichergröße, der Wärmeübertragerflächen, Betrachtung größerer Zeiträume, Variation der Geräteauslastung, Berechnung von Energieverbräuchen) eingesetzt werden. Es konnte der Nachweis erbracht werden, dass durch Verwendung eines Schichtenspeichers in Kombination mit einem intelligenten Beladungssystem, basierend auf einer drehzahlregelbaren Ladepumpe und einer Einspeiseweiche zur Aufrechterhaltung der Temperaturspreizung im Speicher, ca. 75% des Energiebedarfs zur Aufheizung der Medien für die RDG aus der Rückgewinnung gedeckt werden kann. Durch den über den Speicher geschlossenen Kühlkreislauf kann eine erhebliche Menge an Kühlwasser oder Energiebedarf für zusätzliche Kühlaggregate eingespart werden. Zur Demonstration der Einspareffekte wurden Jahresbilanzen für 3 unterschiedlich große AEMP berechnet. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
ISSN:09426086