制药厂制冷机组多数时段均处于部分负荷下运转，这不仅降低了机组的运行效率，同时也导致能源过度损耗，影响机组的平稳运行。从具体工程实例出发，介绍制药厂房空调系统主要特点，阐述冷冻机房自控改造节能技术。改造前机房整体能效水平为1.28 kW/RT 左右，节能改造后为 0.73 kW/RT 左右。
在国民经济整体获得长足发展的同时，对能源的需求也日渐增大，如空调系统在建筑结构中损耗了大量的能源，其能耗占建筑总能耗的 40%～60%。制冷机组的运行一般处于部分负荷下，这不仅造成了机组的运转速率大幅降低，也导致机组资源过度损耗，影响其正常运转，因此需对传统的制冷机房开展节能改造
01
项目概况
某制药有限公司所占面积约 18 万平方米，主要负责营养物品和医疗器械的产出，还与生产车间、办公楼以及附属性建筑物等有密切关系。该公司机房配置了 5 项冷水机组（开利活塞机和开利离心机均为 2 台、特灵离心机为 1 台）作为制冷来源，一般为二期工艺空调体系供冷（负荷起伏较大）。鉴于使用机房的时长较长，某些机组的运转时间高达 20 年，其性能和运转效率明显降低，且该系统和管道实况较为繁杂，管道内均存有较大阻力。基础内主要通过二次泵体系来引入冷却水与冷冻水，这意味着冷冻水应经由一次泵重复流动在机组之内，再以二次泵将其加压输送至管路最末的部位。由一次泵把冷却水运至水箱后，再分别以冷机冷凝器械或有关施工工艺来再次冷却。基于节能层面的考量，机房改造完备后，其 COP（水泵和冷却塔也在内）均应在预设值 0.7 kW/RT 附近轻微浮动[1]。
【5.24-26上海】2024通用能源系统节能技术与管理培训班
02
制药厂房空调系统主要特点
2.1 温度、湿度要求严
鉴于生产药品环境通常有着较为严苛的标准，与日常生活环境存在较大差异，因此在开展药品生产作业时，必须确保其湿度和温度能够符合工程标准。制药厂房净化空调系统必须高度精准地控制生产湿度和温度，这就要求系统具备多功能段的同时，也应该具备特殊的控制措施。净化空调系统和舒适性空调系统相比，后者在冬夏季开展室内参数计算时波动幅度较大。根据现有文献可知，当室内温度为 20～26 ℃、相对湿度的变化在40%～80%时，人体舒适性不会出现明显的差异[2]。
2.2 洁净度要求高
生产药品时需保持较高的洁净度，随着我国持续改进药品生产实地环境的相关施工规定，也应为各类最新研发的药品生产性能配置更高规格的洁净度。其中制药企业应注重打造生产洁净度更佳的药品环境，若未能符合预设要求便会影响产品品质，但舒适性空调系统无需考虑上述工艺要求。
2.3 新风量需求不同
制药厂房净化空调系统通常比舒适性空调系统的新风量要高，前者的新风量在符合室内人员舒适性要求的同时，还必须符合排风和正压的要求。而舒适性空调系统在调整新风量之时，主要参照 GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》规定为 10～50 m3（/ h·人）；GB/T 1883—2002《室内空气质量标准》确定室内新风量为 30 m3（/ h·人）。
03
制冷机组系统节能潜力分析
在整体分析节能潜力后，才能更好地推动检测和调研作业的开展，在工厂内部以用能系统和设施开展了检测作业和数据收集作业，并在施工现场勘察管道的分布状况，最后的技术交流活动与机组运转过程中的维护作业有关。经研究可知，该厂的中央空调系统在设计和实际运营过程中存有的节能潜力为：
（1）鉴于制冷机组效率较低，运转所需时间较长且 COP 显著低于预设额定值，其能效也得到明显提升。此外，改造前选用的制冷设备多数均处于部分负荷运转，其负荷率几乎低于50%，因此，能够及时更换制冷机的规格并引入制冷机变频技术[3]。
（2）按照实地检测的水泵效率可知，水泵的运行效率未能位于高效率的运行范围内，其效率较低，这与管道复杂导致的阻力有密切关系。因此，应该完善管道和选用一次泵，有益于提升水泵的运行效率。
（3）冷却塔运行年限过长，更换填料的次数较少，常导致循环水系统产生腐蚀、积污以及菌藻，检测到的冷却塔运行效率较低。改造前机房的耗电总量、制冷数量以及能效见表 1。
表 1 制冷机组整体运行能耗
传统机房整体效能平均为 1.28，迫切需要节能改造，该工程的制冷机房可有效地开展节能改造作业，具备较大的改造余地，包含更换制冷机、完善管道以及清洁冷却塔等。
04
节能解决方案
4.1 设备升级
通过分析体系运转的负荷实际状态，可知体系内的设施多数均在部分负荷下运行，这造成了水泵与制冷器械所需能耗变多，且运转速率变小。因此，应将旧有活塞机与运转效果较差的离心设备，替换运转成效较好的变频式螺杆冷水机组（此次引入的器械其本身便具有 0.568 kW/RT 的满载 COP，NPLV 是 0.33 kW/RT）。同时，将运转实况较差的旧水泵替换成运行效率较高的变频水泵（对水泵叶轮开展一定的优化措施）。由检测结论可知，较于固定运行频率，约克离心式冷水机组选用 VSD（变频驱动设备）后能够获得更经济的节能功效。机组选择并将 VSD 投入实地运行后，其运转负荷总量降低，也能够带动机组冷凝的施工压力随之降低（冷却水的温度低），其运转频率也相对减小，若电机的运转速度持续减小，电机的输入性电力损耗总量也会平方式下降，可减小 VSD 其电力损耗总量。在所承担的冷负荷保持一致时，VSD 机组的使用年限越长，其所需能源、电量就越小，回收周期也会相应减短。
通用能源系统节能技术与管理培训班
4.2 改进管路使空调水和工艺冷冻水的系统分离
鉴于工程内两区域间对功能温度的要求有所差异，需为其分别供应冷冻水（如某一区域供冷温度预设成 7 ℃，另一供冷温度是 10 ℃），此类状况下最好为其分开供冷，才能获得最佳的供冷效果。其中一台专门负责温度为 7 ℃的区域、另一台则负责温度为 10 ℃的区域，这就为推动温度为 10 ℃区域机组的运营效果提供了保障，进而提高系统整体的运行效率。
4.3 冷却水系统自动处理
在适宜的方位做好冷却水智能化加药器械的安全设置作业，冷却水智能化加药器械包含 SUS304 结构、计量泵和 PP 桶、电导率仪表，冷却塔在线水的品质（电导率）监测体系（若超出标准可自行排水）等。经由线上监测体系、智能化加药体系来判定最终投进循环水系统中的化学药剂总剂量，有效避免此体系中产生腐蚀、积污及藻泥等，并将冷却水流动期间生成的阻力降至适宜的范围，即可显著提高水泵运转速率。此外，为了确保机组始终处在高频运转状态，应及时处理好冷却塔水，在制冷机上加设在线清洁设备。
4.4 增加免费制冷系统
室内能效为 0.7 kW/RT，反映其整年运转能效水准的平均值，若在其过渡期间有效引入适宜的制冷器械或最新研发的风运转等，鉴于该制冷方式通常会具备较适宜的能效水准，较于原引用的供冷体系，在整体上显著地提高了其供冷功能和运行效果。
4.5 增加机房群控系统
高效机房整个项目在预设了运转需求之外，还要求最新控制策略将设备的运行区间限定在某一范围内，能源管理体系配合机房智能控制系统，即可达到较为良好的控制效果。上述选用的项目均要求系统的调试水准能够符合运行规定，最好可以及时地监测业主的真实运行战略，以免因业主未能遵循运行要求，导致系统的能效水平达不到标准。
05
节能效果实测分析
自机房推行节能改造环节后，获得了显著的节能成效，表 2是改造后的制冷机组整体层面上的运转所需能源，若将机组整个推进期间的能效水准预设成 0.73 kW/RT，即可吻合 ASHRAE Journal 所规定的机房能效所预设的较高水准。
表 2 改造后制冷机组整体运行能耗
06
结束语
制药厂制冷机组多数时段均处于部分负荷下运转，这在极大降低机组运行效率的同时，也导致了能源过度损耗，影响机组的平稳运行。本文从具体工程实例出发，阐述冷冻机房自控改造节能技术，在确保药品生产安全性后，经过减小制药厂冷冻机房空调系统的能源损耗，以推动制药事业的长足发展。
【5.24-26上海】2024通用能源系统节能技术与管理培训班
参考文献
［1］邹海燕.变水温工况下室内空调末端供热能力分析［J］.工程建设与设计，2022（15）：64-67.
［2］王秋江.通风与空调系统消声减振技术措施［J］.工程建设与设计，2022（5）：53-55.
［3］代丹，林绿渊，肖武，等.制药厂房洁净空调系统能耗监测及分析方法［J］.暖通空调，2021（10）：33，38.
［4］唐准.制药厂洁净空调新风系统应用优化研究［J］.中国设备工程，2019（24）：54-55.
近期培训
地点 时间 （点击↓链接阅读全文）
线上 5月17-18日 【线上】药品研发质量体系搭建：确保研发质量与效率的双重提升专题培训
上海 5月24-26日 【上海】2024通用能源系统节能技术与管理培训班
线上 5月25-26日 【线上】细胞治疗IIT临床研究政策落地实施及其开展的全流程解析专题培训班
线上 5月25-26日 【线上】新药非临床与临床桥接及临床药理专题培训班
线上 5月25-26日 【线上】化学原料药选题立项与合成工艺技术开发高级研修班
广州 5月30-6月1日 【广州特惠】如何科学高效建立药物质量控制的分析方法及典型案例分享培训班
杭州 6月12-16日 【杭州】微生物检测技能与消毒效果验证技术现场实操培训班
南京 6月14-16日 【南京】生物药研发项目管理与全流程实操演练实操培训班
在国民经济整体获得长足发展的同时，对能源的需求也日渐增大，如空调系统在建筑结构中损耗了大量的能源，其能耗占建筑总能耗的 40%～60%。制冷机组的运行一般处于部分负荷下，这不仅造成了机组的运转速率大幅降低，也导致机组资源过度损耗，影响其正常运转，因此需对传统的制冷机房开展节能改造
01
项目概况
某制药有限公司所占面积约 18 万平方米，主要负责营养物品和医疗器械的产出，还与生产车间、办公楼以及附属性建筑物等有密切关系。该公司机房配置了 5 项冷水机组（开利活塞机和开利离心机均为 2 台、特灵离心机为 1 台）作为制冷来源，一般为二期工艺空调体系供冷（负荷起伏较大）。鉴于使用机房的时长较长，某些机组的运转时间高达 20 年，其性能和运转效率明显降低，且该系统和管道实况较为繁杂，管道内均存有较大阻力。基础内主要通过二次泵体系来引入冷却水与冷冻水，这意味着冷冻水应经由一次泵重复流动在机组之内，再以二次泵将其加压输送至管路最末的部位。由一次泵把冷却水运至水箱后，再分别以冷机冷凝器械或有关施工工艺来再次冷却。基于节能层面的考量，机房改造完备后，其 COP（水泵和冷却塔也在内）均应在预设值 0.7 kW/RT 附近轻微浮动[1]。
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02
制药厂房空调系统主要特点
2.1 温度、湿度要求严
鉴于生产药品环境通常有着较为严苛的标准，与日常生活环境存在较大差异，因此在开展药品生产作业时，必须确保其湿度和温度能够符合工程标准。制药厂房净化空调系统必须高度精准地控制生产湿度和温度，这就要求系统具备多功能段的同时，也应该具备特殊的控制措施。净化空调系统和舒适性空调系统相比，后者在冬夏季开展室内参数计算时波动幅度较大。根据现有文献可知，当室内温度为 20～26 ℃、相对湿度的变化在40%～80%时，人体舒适性不会出现明显的差异[2]。
2.2 洁净度要求高
生产药品时需保持较高的洁净度，随着我国持续改进药品生产实地环境的相关施工规定，也应为各类最新研发的药品生产性能配置更高规格的洁净度。其中制药企业应注重打造生产洁净度更佳的药品环境，若未能符合预设要求便会影响产品品质，但舒适性空调系统无需考虑上述工艺要求。
2.3 新风量需求不同
制药厂房净化空调系统通常比舒适性空调系统的新风量要高，前者的新风量在符合室内人员舒适性要求的同时，还必须符合排风和正压的要求。而舒适性空调系统在调整新风量之时，主要参照 GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》规定为 10～50 m3（/ h·人）；GB/T 1883—2002《室内空气质量标准》确定室内新风量为 30 m3（/ h·人）。
03
制冷机组系统节能潜力分析
在整体分析节能潜力后，才能更好地推动检测和调研作业的开展，在工厂内部以用能系统和设施开展了检测作业和数据收集作业，并在施工现场勘察管道的分布状况，最后的技术交流活动与机组运转过程中的维护作业有关。经研究可知，该厂的中央空调系统在设计和实际运营过程中存有的节能潜力为：
（1）鉴于制冷机组效率较低，运转所需时间较长且 COP 显著低于预设额定值，其能效也得到明显提升。此外，改造前选用的制冷设备多数均处于部分负荷运转，其负荷率几乎低于50%，因此，能够及时更换制冷机的规格并引入制冷机变频技术[3]。
（2）按照实地检测的水泵效率可知，水泵的运行效率未能位于高效率的运行范围内，其效率较低，这与管道复杂导致的阻力有密切关系。因此，应该完善管道和选用一次泵，有益于提升水泵的运行效率。
（3）冷却塔运行年限过长，更换填料的次数较少，常导致循环水系统产生腐蚀、积污以及菌藻，检测到的冷却塔运行效率较低。改造前机房的耗电总量、制冷数量以及能效见表 1。
表 1 制冷机组整体运行能耗
传统机房整体效能平均为 1.28，迫切需要节能改造，该工程的制冷机房可有效地开展节能改造作业，具备较大的改造余地，包含更换制冷机、完善管道以及清洁冷却塔等。
04
节能解决方案
4.1 设备升级
通过分析体系运转的负荷实际状态，可知体系内的设施多数均在部分负荷下运行，这造成了水泵与制冷器械所需能耗变多，且运转速率变小。因此，应将旧有活塞机与运转效果较差的离心设备，替换运转成效较好的变频式螺杆冷水机组（此次引入的器械其本身便具有 0.568 kW/RT 的满载 COP，NPLV 是 0.33 kW/RT）。同时，将运转实况较差的旧水泵替换成运行效率较高的变频水泵（对水泵叶轮开展一定的优化措施）。由检测结论可知，较于固定运行频率，约克离心式冷水机组选用 VSD（变频驱动设备）后能够获得更经济的节能功效。机组选择并将 VSD 投入实地运行后，其运转负荷总量降低，也能够带动机组冷凝的施工压力随之降低（冷却水的温度低），其运转频率也相对减小，若电机的运转速度持续减小，电机的输入性电力损耗总量也会平方式下降，可减小 VSD 其电力损耗总量。在所承担的冷负荷保持一致时，VSD 机组的使用年限越长，其所需能源、电量就越小，回收周期也会相应减短。
通用能源系统节能技术与管理培训班
4.2 改进管路使空调水和工艺冷冻水的系统分离
鉴于工程内两区域间对功能温度的要求有所差异，需为其分别供应冷冻水（如某一区域供冷温度预设成 7 ℃，另一供冷温度是 10 ℃），此类状况下最好为其分开供冷，才能获得最佳的供冷效果。其中一台专门负责温度为 7 ℃的区域、另一台则负责温度为 10 ℃的区域，这就为推动温度为 10 ℃区域机组的运营效果提供了保障，进而提高系统整体的运行效率。
4.3 冷却水系统自动处理
在适宜的方位做好冷却水智能化加药器械的安全设置作业，冷却水智能化加药器械包含 SUS304 结构、计量泵和 PP 桶、电导率仪表，冷却塔在线水的品质（电导率）监测体系（若超出标准可自行排水）等。经由线上监测体系、智能化加药体系来判定最终投进循环水系统中的化学药剂总剂量，有效避免此体系中产生腐蚀、积污及藻泥等，并将冷却水流动期间生成的阻力降至适宜的范围，即可显著提高水泵运转速率。此外，为了确保机组始终处在高频运转状态，应及时处理好冷却塔水，在制冷机上加设在线清洁设备。
4.4 增加免费制冷系统
室内能效为 0.7 kW/RT，反映其整年运转能效水准的平均值，若在其过渡期间有效引入适宜的制冷器械或最新研发的风运转等，鉴于该制冷方式通常会具备较适宜的能效水准，较于原引用的供冷体系，在整体上显著地提高了其供冷功能和运行效果。
4.5 增加机房群控系统
高效机房整个项目在预设了运转需求之外，还要求最新控制策略将设备的运行区间限定在某一范围内，能源管理体系配合机房智能控制系统，即可达到较为良好的控制效果。上述选用的项目均要求系统的调试水准能够符合运行规定，最好可以及时地监测业主的真实运行战略，以免因业主未能遵循运行要求，导致系统的能效水平达不到标准。
05
节能效果实测分析
自机房推行节能改造环节后，获得了显著的节能成效，表 2是改造后的制冷机组整体层面上的运转所需能源，若将机组整个推进期间的能效水准预设成 0.73 kW/RT，即可吻合 ASHRAE Journal 所规定的机房能效所预设的较高水准。
表 2 改造后制冷机组整体运行能耗
06
结束语
制药厂制冷机组多数时段均处于部分负荷下运转，这在极大降低机组运行效率的同时，也导致了能源过度损耗，影响机组的平稳运行。本文从具体工程实例出发，阐述冷冻机房自控改造节能技术，在确保药品生产安全性后，经过减小制药厂冷冻机房空调系统的能源损耗，以推动制药事业的长足发展。
【5.24-26上海】2024通用能源系统节能技术与管理培训班
参考文献
［1］邹海燕.变水温工况下室内空调末端供热能力分析［J］.工程建设与设计，2022（15）：64-67.
［2］王秋江.通风与空调系统消声减振技术措施［J］.工程建设与设计，2022（5）：53-55.
［3］代丹，林绿渊，肖武，等.制药厂房洁净空调系统能耗监测及分析方法［J］.暖通空调，2021（10）：33，38.
［4］唐准.制药厂洁净空调新风系统应用优化研究［J］.中国设备工程，2019（24）：54-55.
近期培训
地点 时间 （点击↓链接阅读全文）
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上海 5月24-26日 【上海】2024通用能源系统节能技术与管理培训班
线上 5月25-26日 【线上】细胞治疗IIT临床研究政策落地实施及其开展的全流程解析专题培训班
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#6688超低价好货# 部分蜜丰收，大力度促销中！新疆是中国蜜的主要产区之一，我家有不同价位的新疆蜜很多款，都在这连接的“夏令特产”里面：https://t.cn/A6TOIlVz
好蜜要好蜜源，图片的风景都是我家十几年投资合作的蜂场及其周围。部分蜂蜜来自成片的农作物，如向日葵蜜和菜花蜜（白蜂蜜），而天山原蜜来自人迹罕至的天山深处，蜜源是野花，成本就高得多，也就贵一些，是我家新疆蜜中的高端：日本客商的定制原款。
日本人讲究“身土不二”，所以喜欢自己本土的农产品。但日本蜜产量远远满足不了需要，所以进口了不少中国蜜。他们要求比较严格，如对我家的深山原蜜这种，就指定蜜源地、要求采自野花、酿造成奶油状的。在日本一直很畅销，价格是这里的几倍到十倍。
新疆的万亩油菜花田、万亩葵花田、薰衣草花海....举世闻名，当然也成就了我们价格非常平民的纯菜花蜜和葵花蜜。新疆的伊犁河谷植物品种非常丰富，号称中亚的植物基因库，野山花、山花蜜就非常独特知名。
请放心，这只有十几年如一日的纯蜜，一滴水、一粒糖都没加。而且，国家和日本进口商都对蜜的各种指标有要求，我们过滤、灭菌、浓缩（分离多余的水分）、冷灌装、检验，一样都不少，非常干净卫生。
多数纯蜜低温时会结晶或者凝固，这是真蜜的特点。纯蜜用来抹面包、馒头、馕等等是绝配。冲泡要用50度以下的温水。
花絮：https://t.cn/A6T1oF7q
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日本人讲究“身土不二”，所以喜欢自己本土的农产品。但日本蜜产量远远满足不了需要，所以进口了不少中国蜜。他们要求比较严格，如对我家的深山原蜜这种，就指定蜜源地、要求采自野花、酿造成奶油状的。在日本一直很畅销，价格是这里的几倍到十倍。
新疆的万亩油菜花田、万亩葵花田、薰衣草花海....举世闻名，当然也成就了我们价格非常平民的纯菜花蜜和葵花蜜。新疆的伊犁河谷植物品种非常丰富，号称中亚的植物基因库，野山花、山花蜜就非常独特知名。
请放心，这只有十几年如一日的纯蜜，一滴水、一粒糖都没加。而且，国家和日本进口商都对蜜的各种指标有要求，我们过滤、灭菌、浓缩（分离多余的水分）、冷灌装、检验，一样都不少，非常干净卫生。
多数纯蜜低温时会结晶或者凝固，这是真蜜的特点。纯蜜用来抹面包、馒头、馕等等是绝配。冲泡要用50度以下的温水。
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万用智能一体化蒸馏仪的主要技术指标
蒸馏操作是化学实验中常用的实验技术，一般应用于下列几方面：
（1）分离液体混合物，仅对混合物中各成分的沸点有较大的差别时才能达到较有效的分离；
（2）测定纯化合物的沸点；
（3）提纯，通过蒸馏含有少量杂质的物质，提高其纯度；
（4）回收溶剂，或蒸出部分溶剂以浓缩溶液。
加料：将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏瓶中，要注意不使液体从支管流出。加入几粒助沸物，安好温度计，温度计应安装在通向冷凝管的侧口部位。再一次检查仪器的各部分连接是否紧密和妥善。
指标
1、实验室一体化蒸馏仪加热方式：采用进口远红外陶瓷加热炉，红外线辐射加热（无明火加热、防水）；
2、加热单元：6个,可单孔单控制；
3、 升温时间：5-8min；
4、蒸馏速度：12ml/min；
5、蒸馏终点控制：自动侦测蒸馏终点功能，采用称重和时间双重控制，蒸馏体积控制在±2ml之内，自动化程度高；
6、单炉加热功率：0-450W（单孔可调）；
7、最大加热功率：0-2700W（可调）；
8、冷却方式：封闭式内循环回流系统，无需外接冷却水源；
9、防倒吸：设有防真空电磁阀，具有防倒吸功能；
10、实验室一体化蒸馏仪时间控制：0-200min可调；
11、蒸馏瓶规格：500mlX6，250 X6 更多规格可选；
12、额定电压/频率：220V/50HZ；
蒸馏操作是化学实验中常用的实验技术，一般应用于下列几方面：
（1）分离液体混合物，仅对混合物中各成分的沸点有较大的差别时才能达到较有效的分离；
（2）测定纯化合物的沸点；
（3）提纯，通过蒸馏含有少量杂质的物质，提高其纯度；
（4）回收溶剂，或蒸出部分溶剂以浓缩溶液。
加料：将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏瓶中，要注意不使液体从支管流出。加入几粒助沸物，安好温度计，温度计应安装在通向冷凝管的侧口部位。再一次检查仪器的各部分连接是否紧密和妥善。
指标
1、实验室一体化蒸馏仪加热方式：采用进口远红外陶瓷加热炉，红外线辐射加热（无明火加热、防水）；
2、加热单元：6个,可单孔单控制；
3、 升温时间：5-8min；
4、蒸馏速度：12ml/min；
5、蒸馏终点控制：自动侦测蒸馏终点功能，采用称重和时间双重控制，蒸馏体积控制在±2ml之内，自动化程度高；
6、单炉加热功率：0-450W（单孔可调）；
7、最大加热功率：0-2700W（可调）；
8、冷却方式：封闭式内循环回流系统，无需外接冷却水源；
9、防倒吸：设有防真空电磁阀，具有防倒吸功能；
10、实验室一体化蒸馏仪时间控制：0-200min可调；
11、蒸馏瓶规格：500mlX6，250 X6 更多规格可选；
12、额定电压/频率：220V/50HZ；
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