第二类生物安全柜中的能量平衡

提高第二类生物安全柜的能源效率是减少实验室总体能源使用(和能源成本)的重要一步。 生物安全柜需要相对较高的能量来运行,因为它们需要气流来维持容纳和保护,并且它们通常连续地操作以保持无菌条件。 生物安全柜还影响设施的HVAC系统的能量需求,这有助于高能量消耗。 为了确定生物安全柜的总能量消耗,必须计算机柜的插头负载和HVAC系统使用的能量。

**常见的II类生物安全柜类型是A2型和B2型,由于它们的操作方式,它们的能量需求不同。 除了风险评估,在选择合适类型的生物安全柜时,考虑所有实验室的加热,冷却和空气变化要求也很重要。

如何计算生物安全柜的能耗

计算生物安全柜插头负载能量成本

运行生物安全柜所需的电能称为插头负载。 插头负载以瓦特(W)测量,并通过将电压(V)乘以操作电流(A)来计算。 机柜功率的成本仅仅是将设备运行所需的总瓦数(V×A)转换为千瓦小时(kWh)/年(W / 1000×24小时×365天)。 使用本地kWh电价,您可以计算为设备供电的总成本,并轻松比较不同类型的II类生物安全柜。

计算生物安全柜对HVAC系统的影响能源成本

HVAC系统通过提供和排出空气来维持实验室内的温度和湿度(称为“空气变化”)。HVAC系统需要能量来供应和排出空气,并且所需的能量的量取决于空气的体积和静压力。 需要足够的排气气流和静压来维持生物安全柜的正常运行。

排气和供应能源

风扇亲和修改( ACGIH,2004年 )示出了如何计算功率(马力测定)使用机柜的排气流速(CFM)的机壳的排气负的静压力用尽生物安全柜需要,和风扇效率。 然后,如上所述,将其转换为kWh和年成本。

通向房间的A2型机柜不需要任何额外的能量,因为它完全由其内部电机/鼓风机供电;然而,当其排放到室外时,产生可忽略的成本。 类型B2机柜使用更多的能量,因为它们是100%的耗尽,并且需要来自排气风扇的能量操作。

排气和供气

通过确定所需的流量(CFM),然后使用设施的每CFM平均成本确定年成本,计算提供给实验室的空气量,以便更换由于热负荷而排出和冷却空间的空气。

生物安全柜排气,实验室冷却负荷或空气变化要求将决定所需的供气量(因此,与空气调节相关的成本)。 如果实验室流量由机柜的排气要求驱动,那么冷却负荷将很可能得到满足。 如果实验室是热负荷驱动的,生物安全柜排气的成本应包括在用于冷却空间的排气的成本中。 与经调节的供应空气相关联的能量的量大约相同,无论它是用于满足机柜对实验室的热贡献还是满足机柜的进气/排气要求。

比较类型A2和类型B2生物安全柜中的能量平衡

下图显示了这些能量需求(生物安全柜排气和加热负载的插头负载,排气系统能量和机柜排气气流)如何与每种类型的生物安全柜的总运营成本相加。 确切的成本将取决于当地的电价,气候,代码要求以及什么是驱动特定实验室的空气变化,因此仅用于比较目的。

II类生物安全柜能源比较

图表显示,排到房间(类型A2)的再循环箱对实验室冷却负荷贡献**大,但是没有增加排气系统功率,因为​​所有的空气被排出到房间。 相比之下,总排气柜(类型B2)对实验室冷却负荷贡献不大,但是它显着地有助于排气系统功率,因为​​100%的空气被排出。

你可能期望在户外排气柜比排气更昂贵,但是这个分析没有显示这一点。 实际上,操作通向室外的A2型机柜成本较低,因为与室内通风相关的热负荷很大。 当通过顶盖连接到排气系统时,通过排气系统捕获和释放热量,这减少了机柜对实验室的热负荷。 因此,即使风险评估确定A2型机柜可以用于室内,也可以更加节能地向外排气。