無菌車間無菌實驗室如何節(jié)能一、 低斷面風(fēng)速設(shè)計
斷面風(fēng)速就是空氣處理部件中空氣經(jīng)過過濾器或者加熱/冷卻盤管的速度。
大部分工程師根據(jù)“經(jīng)驗”把空氣處理器設(shè)計成500英寸/分鐘。這樣的設(shè)計雖然節(jié)省時間，但是卻增加了運作費用。在低斷面風(fēng)速設(shè)計中，使用更大的空氣處理器和更小的風(fēng)機，從而降低空氣的流速，降低能耗和設(shè)壽命成本。
壓降決定了風(fēng)機的能量損耗。由“平方定則”可知壓降與速度下降的平方成正比。如果斷面風(fēng)速降低20%，那么壓降將下降36%；如果斷面風(fēng)速降低50%，壓降將下降四分之三。根據(jù)“立方定則”，風(fēng)機能耗的變化與流量變化的立方成正比。如果空氣流量降低50%，風(fēng)機能耗將下降88%。
因此，較大尺寸的空氣處理器、較大的過濾器和盤管面積消耗較少的風(fēng)機能量，可以使用比較小的風(fēng)機和馬達。小風(fēng)機給空氣添加的熱量比較少，降低了冷卻的難度。厚度小的盤管更容易清洗、工作效率更高，所以冷凍水的溫度可以更高。過濾器在低斷面風(fēng)速情況下，工作效果更好、壽命更長。
設(shè)計減少了空氣和水的壓降，減小了冷卻盤管的帶水量。流線型設(shè)計，幾乎沒有尖角，從而使壓降減少10%到15%。
設(shè)計也可以把壓降降低四分。目標是使能量損耗降低至少25%，減小變速風(fēng)機的大小。*優(yōu)的斷面風(fēng)速范圍是250-450英尺/分鐘，具體取決于使用情況和能量消耗。
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二、換氣次數(shù)
無塵車間維持一定的空氣流量來保持清潔度和顆粒數(shù)。流量根據(jù)每小時的換氣次數(shù)來確定，同時這也決定了風(fēng)機尺寸、建筑構(gòu)型和能量消耗。在保持潔凈度的前提條件下，空氣流速的降低可以降低建造及能耗成本。換氣次數(shù)降低20%就可以使風(fēng)機的尺寸降低50%。空氣潔凈度比節(jié)約能耗更重要，但是*新的研究成果已經(jīng)有降低潔凈成本的記載了。
關(guān)于*佳換氣次數(shù)還沒有達成共識。許多原則都已過時，是建立在老觀念上，采用低效的空氣過濾器。顯示，ISO第5級標準的潔凈室推薦的換氣次數(shù)變化范圍是從250到700以上。
美國的一所國家實驗室正在確定ISO第5級無塵車間的標準。研究顯示，實際換氣次數(shù)范圍是90到250――比操作規(guī)程標準低很多，而且不會影響生產(chǎn)和潔凈度。因此建議ISO第5級潔凈室的換氣次數(shù)大約是200，保守的上限是300。
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三、馬達效率
馬達消耗了潔凈室的大部分電能。連續(xù)運轉(zhuǎn)的馬達每月消耗大量的電力。 適當(dāng)?shù)靥岣咝省⑦m當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)尺寸，在翻新后，經(jīng)濟效果多半是不錯的。效率增加幾個百分點，利潤就可增加。
使用優(yōu)質(zhì)高效的馬達，不一定會花費太多。高效率意味著*小，在改變馬達的尺寸之前先盡量減小負荷。在輸出量變化時，利用變速驅(qū)動可以提高操作效率。
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四、變速驅(qū)動的冷凍機
變速驅(qū)動冷凍機能節(jié)省大量的能量和金錢。許多無塵車間的設(shè)計人員和操作人員認為，沒有必要使用變速驅(qū)動冷凍機，因為負荷通常是恒定的，多級冷凍機機組通常控制為高負荷運轉(zhuǎn)。但是負荷恒定的冷凍機通常工作在滿負荷以下。變速驅(qū)動冷凍機通常工作在全負荷的90%-95%以節(jié)省能量。一臺1000噸的冷凍機穩(wěn)定工作在滿負荷的70%，如果使用了變速驅(qū)動，每年就可節(jié)省兩萬到三萬美元。根據(jù)生產(chǎn)商的數(shù)據(jù)，電能的價格是0.05美元/千瓦時，這樣大約一年就可以回收成本。
多級冷凍機冷水式機組很少高負荷運轉(zhuǎn)。通常情況下，現(xiàn)場負荷通常不是正好匹配機組的能級變化。許多操作人員運行額外的冷凍機以求可靠，一旦某個冷凍機發(fā)生故障，其它的冷凍機可以立刻補充，接替其全部負荷，因此冷水式機組經(jīng)常是讓冷凍機在制冷能力的60%到80%運轉(zhuǎn)。
在購買新冷凍機的時候，購買變速驅(qū)動冷凍機是劃算的。用變速驅(qū)動冷凍機可降低能耗，同時讓其他冷凍機可靠性運行。有許多的研究和實驗證明，變速驅(qū)動冷凍機的效果是很好的。二十多年來，變速驅(qū)動冷凍機制造廠商制造出更可靠性的產(chǎn)品，用在新建的和升級的潔凈工廠里面。
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五、雙溫度冷凍循環(huán)
冷凍系統(tǒng)通常設(shè)計成可以承受負荷，不管負荷發(fā)生得是否頻繁。流程中處于冷凍循環(huán)的冷凍水溫度，是由所有負荷中只占一小部分的熱負荷來確定，這只是許多情況中的一兩種。這會造成冷凍能力過剩，在負荷不足的情況下效率低下。當(dāng)供給的冷凍水的溫度較低時，冷凍機的工作效率也會很低。平均來說，冷凍水的供給溫度每增加一華氏度，冷凍器效率就提高一個百分點以上。如果劃分負荷，提供兩個不同溫度的冷凍水，那么工作效率將會更高。
