金文英

（義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 義烏 322000）

實驗室節(jié)能降耗的研究分析與實現(xiàn)

金文英

（義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 義烏 322000）

實驗實訓(xùn)室在現(xiàn)代已經(jīng)很是普遍，在各大高校和科學(xué)研究基地都迅速發(fā)展起來，然而對實驗實訓(xùn)室的管理使用和節(jié)能降耗都沒有很好的方法和措施，迫切需要對實驗室的節(jié)能降耗進(jìn)行研究分析,本文采取了抽樣調(diào)查法和理論論證法，對實驗室中具有代表性和可依據(jù)性的各類用電設(shè)備采樣記錄，結(jié)合電路圖和excel對數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，最終得到結(jié)論：使用電加熱自控裝置對實驗室節(jié)能降耗有很大效果，同時運用科學(xué)管理順序操作管理法改善管理理念也可以為實驗室的節(jié)能降耗貢獻(xiàn)一份力量.

抽樣調(diào)查；理論論證；采樣；excel；科學(xué)管理

隨著時代發(fā)展實驗室是必不可少的，而自二戰(zhàn)以來實驗室的規(guī)模和用途也在不斷擴(kuò)大，在我國內(nèi)實驗室的管理和使用方法上并沒有很大的改進(jìn).所以本次主要是研究實驗室的節(jié)能降耗問題，進(jìn)而降低實驗室的能源消耗，使資源可以循環(huán)利用持續(xù)更久、綠色環(huán)保.這也是符合胡錦濤總書記提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，能源的有效利用與能源的有效節(jié)約已成為人們無法回避的問題,上升到基本國策的高度.

目前國內(nèi)外實驗實訓(xùn)室節(jié)能減排研究現(xiàn)狀，在西方較為發(fā)達(dá)的國家主要是對社區(qū)教育為主，一般研究人事與實驗實訓(xùn)室管理之間的關(guān)系，而較落后的國家和地區(qū)主要研究實驗室的建設(shè)成本.在我國大多是對其概念的研究，缺乏對實際用電設(shè)備的功耗和電磁輻射的測量.

實驗實訓(xùn)室的節(jié)能降耗研究是為了能改變我國目前的現(xiàn)狀，提高能源的利用率和改善實驗室的管理體制，達(dá)到在保證實驗的質(zhì)量的基礎(chǔ)減少能耗.

1 實驗研究假設(shè)

（1）實驗實訓(xùn)室的對象選取具有代表性和可依據(jù)性.

（2）實驗調(diào)查過程中所選取的數(shù)據(jù)具有正確性.

（3）實驗分析和數(shù)據(jù)處理誤差可以忽略，不影響實驗的結(jié)果.

（4）數(shù)據(jù)的測量不受環(huán)境的影響或影響很小，對實驗結(jié)果不影響.

（5）在以上條件下，實驗采取有效的管理措施和電加熱自控裝置將有效實現(xiàn)實驗實訓(xùn)室的節(jié)能降耗.

2 實驗的分析

為了能達(dá)到實驗的目的和預(yù)期結(jié)果采取以下的實驗步驟：第一，記錄實驗實訓(xùn)室各用電設(shè)施的名稱、作用和必要性.第二，測量各類用電設(shè)施的待機(jī)、開機(jī)和運行程序時的功耗、熱能和電磁.第三、對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析.通過對已知的實驗數(shù)據(jù)分析來驗證是否收到研究效果.

此次實驗實訓(xùn)室的研究以義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)中心為案例，對各類型電腦、照明器、空調(diào)及服務(wù)器的功耗記錄，用低頻率電磁波檢測工具對用電設(shè)施檢測，再把得到的數(shù)據(jù)用excel進(jìn)行分析，最后得出實驗研究分析結(jié)果，通過改善設(shè)施的使用方法和使用環(huán)境，達(dá)到實驗實訓(xùn)室節(jié)能降耗的效果.

對于此次實驗研究方法主要采用以下幾種：（1）前人借鑒法:對于以前在這方面部分已有研究就減少投入，通過比較采用前人較合理的結(jié)論，將主要精力投入設(shè)施的節(jié)能和能源循環(huán)使用上.（2）走訪調(diào)查法:通過走訪多處，使此次研究具有普遍性和正確性，比較調(diào)查的實驗實訓(xùn)室的結(jié)果在其他實驗實訓(xùn)室能否適用.通過走訪其他地方調(diào)查所有實驗實訓(xùn)室具有哪些共性和差異性.（3）抽樣調(diào)查法:由于我國實驗實訓(xùn)室眾多，不能采取逐個調(diào)查，因而我們最好是采取抽樣調(diào)查，以共性來代表眾性，一點來反映面，這樣既方便實驗研究調(diào)查，也能得到較為準(zhǔn)確的研究結(jié)果.（4）數(shù)據(jù)分析法:對實驗收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，運用excel或spss對其相關(guān)性分析，用數(shù)據(jù)來證明研究的結(jié)果是正確的.（5）理論論證法:運用我們所學(xué)習(xí)的知識和已有的理論來說明我們的實驗結(jié)論是具有可信性，通過論證來反映實驗的方法是有科學(xué)性.

3 研究結(jié)果及其分析

首先，對實驗實訓(xùn)室的照明器和空調(diào)的使用可采取一下方法，由于實驗實訓(xùn)室是的空調(diào)系統(tǒng)是封閉的，工作人員不能及時了解實驗室內(nèi)的情況如若全天加溫會造成不必要的浪費，所以在實驗實訓(xùn)室采用電加熱節(jié)能自控裝置，是空調(diào)操作系統(tǒng)實現(xiàn)自動化管理.其工作原理分為發(fā)射機(jī)原理和接受電路原理.發(fā)射機(jī)裝置是利用實驗室里得照明燈為指示控制信號，如實驗室工作人員離開時關(guān)閉照明燈，光敏感應(yīng)器就將無人信號送給放大器，關(guān)閉對應(yīng)的與門；如實驗室有人進(jìn)來時，打開照明燈，光敏感應(yīng)器再將信號送給放大器，打開對應(yīng)的與門.這樣送信號有三個優(yōu)點:一是減少受控振蕩器第一、第二次振蕩的過渡過程和不可靠的干擾;二是相對減少發(fā)送信號的時間,以便在接收機(jī)中采取相應(yīng)的措施，信息化技術(shù)與控制減少干擾;三是由于發(fā)送信號的時間只占整個時間不到4％,所以可將電源污染減少到最低程度.

接收電路原理是由選頻放大器在電網(wǎng)選出載波信號將其檢波出包括,限幅、整形,又經(jīng)頻電選擇器,將脈沖亮度不夠的干擾信號濾除.

為了解決無人在實驗實訓(xùn)室時，實驗室內(nèi)的溫度變化不宜過大，實驗室也可達(dá)到恒溫溫度的下限以上，而且這樣的裝置還具有開機(jī)延時電路，即再開啟空調(diào)設(shè)施后10分鐘內(nèi)延時執(zhí)行電路可以不受記數(shù)器的信號控制，并且在關(guān)閉后1小時自動開啟一段時間的電加熱器，這樣就可以保證恒溫室內(nèi)的溫度下限.為了進(jìn)一步提高控制水平，還可以在裝置加一個定時器，可定時開啟、關(guān)閉送風(fēng)機(jī)等空調(diào)設(shè)施，還應(yīng)該在裝置中加入自檢設(shè)備，定時檢查各個設(shè)施是否正常工作，如有問題會自動發(fā)出警報，通知工作人員，這樣可以保障設(shè)施的安全.

如果才有這樣的裝置在實驗室后，我們可以根據(jù)數(shù)據(jù)計算看是否有利，根據(jù)市面上價格，安裝這樣的裝置大概需要2000元左右，如果實驗實訓(xùn)室房間面積為1000m2，再由目前電業(yè)部門對巔峰在峰值期0.975/kw/h，這樣每天大概需要花費700320元；如歌按照電加熱自控裝置算，每天大概可以節(jié)省50kw/h左右，如果每月有20個工作日，那么一年可以節(jié)約355875元，通過計算可以發(fā)現(xiàn)安裝了這樣的裝置可以大大的提高節(jié)能降耗的效果.

第二方面我們研究實驗實訓(xùn)的用電設(shè)施的節(jié)能降耗，用電源監(jiān)控系統(tǒng)對義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)中心用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控觀察，見圖1：

圖1 電源監(jiān)控一次配電圖

將得到的數(shù)據(jù)用excel進(jìn)行處理，我們可以的到圖2：

圖2 用電設(shè)備不同狀態(tài)下的功耗

此圖為我們對義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院實訓(xùn)中心的各類用電設(shè)施統(tǒng)計得到的圖標(biāo)，該圖是各類用電設(shè)備的功耗圖，從圖中我們可以看出，各類用電設(shè)備在待機(jī)狀態(tài)下功耗很小，尤其是照明設(shè)施和空調(diào)在待機(jī)下功耗降低比較明顯.基于在功耗方面我們可以根據(jù)上面解說的電加熱自控裝置相結(jié)合，可以很明顯達(dá)到節(jié)省電耗和延長各類用電設(shè)備的壽命，也從另一方面為國家和實驗室節(jié)省花費.

此圖為我們在義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)校實訓(xùn)中心的部分?jǐn)?shù)據(jù)，由于采取過程有大量的數(shù)據(jù)，這里為體現(xiàn)實驗結(jié)果更明顯采取了抽樣提取數(shù)據(jù)的方法，運用電腦自動產(chǎn)生隨機(jī)數(shù).在實驗研究中，我們還對義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)校的實訓(xùn)中心的各用電設(shè)備在各個狀態(tài)下的熱能產(chǎn)生量做了測量和統(tǒng)計得圖3：

圖3 用電設(shè)備不同狀態(tài)下的熱能

從這張圖我們可以看到很明顯的現(xiàn)象，在開機(jī)和運行狀態(tài)下各類用電設(shè)備產(chǎn)生的熱能都很大，尤其是空調(diào)類的幅度變化最為顯著.而產(chǎn)生的這些熱量就會造成浪費，所以我們在實驗室如能減少這些能量的產(chǎn)生就可以更進(jìn)一步的節(jié)能降耗的效果.首先，我們運用上述的方法即可減少不少的熱能的產(chǎn)生，其次，我們可在實驗室內(nèi)安裝一個溫感系統(tǒng)，當(dāng)溫度在一定范圍內(nèi)，空調(diào)和部分用電設(shè)備就處于待機(jī)狀態(tài)，來減少電耗和熱能的產(chǎn)生.

4 結(jié)語

本次實驗研究具有一定的科學(xué)性和可實現(xiàn)性，研究方法采取了多種方法，避免單個方法具有的局限性，實驗采取隨機(jī)抽樣的方法，減少了處理的復(fù)雜性，使研究具有可實現(xiàn)性.而且本次研究達(dá)到了預(yù)期的效果，對實驗實訓(xùn)室的節(jié)能降耗起到一定的作用.但實驗還是有不少缺陷，未能做到更深入的研究，在設(shè)施的更新和技術(shù)的提升沒有研究.

對實驗實訓(xùn)室的節(jié)能降耗研究基本解決了預(yù)期假設(shè)的問題，對實訓(xùn)基地的建設(shè)和管理、實驗室的安全與環(huán)保和一起設(shè)施的管理做了研究.實驗實訓(xùn)室的管理可采用自控智能管理方式，人工管理輔助相結(jié)合，對實驗實訓(xùn)室應(yīng)制定合理的管理條例和事故處理措施.實驗室的儀器采用了警報裝置，對實驗室的安全有所提高，實驗室的資源使用按照實驗條例執(zhí)行，可達(dá)到實訓(xùn)室的安全與環(huán)保循環(huán)使用.實驗研究的電加熱自控裝置在實驗中已得到驗證，是符合預(yù)期的假設(shè)，實現(xiàn)了節(jié)省電能的消耗和多余熱能的產(chǎn)生，實驗室內(nèi)的資源也得到了循環(huán)使用.

〔1〕黃廷彪，徐曉梅，武海波，等．對計量恒溫實驗室節(jié)能降耗的思考[J]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

〔2〕王奇志．影響高校實驗室儀器設(shè)備利用率的幾個重要因素中國現(xiàn)代教育裝備[J]．北京：電子工業(yè)出版社，2006.[J]．北京：清華大學(xué)出版社，2011.

G642.423

A

：1673-260X（2013）01-0203-02

浙江省2011年度高校實驗室工作研究項目（Y201133）