实验室节能降耗的研究分析与实现

金文英

（义乌工商职业技术学院，浙江 义乌 322000）

实验室节能降耗的研究分析与实现

金文英

（义乌工商职业技术学院，浙江 义乌 322000）

实验实训室在现代已经很是普遍，在各大高校和科学研究基地都迅速发展起来，然而对实验实训室的管理使用和节能降耗都没有很好的方法和措施，迫切需要对实验室的节能降耗进行研究分析,本文采取了抽样调查法和理论论证法，对实验室中具有代表性和可依据性的各类用电设备采样记录，结合电路图和excel对数据统计分析，最终得到结论：使用电加热自控装置对实验室节能降耗有很大效果，同时运用科学管理顺序操作管理法改善管理理念也可以为实验室的节能降耗贡献一份力量.

抽样调查；理论论证；采样；excel；科学管理

随着时代发展实验室是必不可少的，而自二战以来实验室的规模和用途也在不断扩大，在我国内实验室的管理和使用方法上并没有很大的改进.所以本次主要是研究实验室的节能降耗问题，进而降低实验室的能源消耗，使资源可以循环利用持续更久、绿色环保.这也是符合胡锦涛总书记提出的可持续发展战略，能源的有效利用与能源的有效节约已成为人们无法回避的问题,上升到基本国策的高度.

目前国内外实验实训室节能减排研究现状，在西方较为发达的国家主要是对社区教育为主，一般研究人事与实验实训室管理之间的关系，而较落后的国家和地区主要研究实验室的建设成本.在我国大多是对其概念的研究，缺乏对实际用电设备的功耗和电磁辐射的测量.

实验实训室的节能降耗研究是为了能改变我国目前的现状，提高能源的利用率和改善实验室的管理体制，达到在保证实验的质量的基础减少能耗.

1 实验研究假设

（1）实验实训室的对象选取具有代表性和可依据性.

（2）实验调查过程中所选取的数据具有正确性.

（3）实验分析和数据处理误差可以忽略，不影响实验的结果.

（4）数据的测量不受环境的影响或影响很小，对实验结果不影响.

（5）在以上条件下，实验采取有效的管理措施和电加热自控装置将有效实现实验实训室的节能降耗.

2 实验的分析

为了能达到实验的目的和预期结果采取以下的实验步骤：第一，记录实验实训室各用电设施的名称、作用和必要性.第二，测量各类用电设施的待机、开机和运行程序时的功耗、热能和电磁.第三、对测量的数据进行统计分析.通过对已知的实验数据分析来验证是否收到研究效果.

此次实验实训室的研究以义乌工商职业技术学院实训中心为案例，对各类型电脑、照明器、空调及服务器的功耗记录，用低频率电磁波检测工具对用电设施检测，再把得到的数据用excel进行分析，最后得出实验研究分析结果，通过改善设施的使用方法和使用环境，达到实验实训室节能降耗的效果.

对于此次实验研究方法主要采用以下几种：（1）前人借鉴法:对于以前在这方面部分已有研究就减少投入，通过比较采用前人较合理的结论，将主要精力投入设施的节能和能源循环使用上.（2）走访调查法:通过走访多处，使此次研究具有普遍性和正确性，比较调查的实验实训室的结果在其他实验实训室能否适用.通过走访其他地方调查所有实验实训室具有哪些共性和差异性.（3）抽样调查法:由于我国实验实训室众多，不能采取逐个调查，因而我们最好是采取抽样调查，以共性来代表众性，一点来反映面，这样既方便实验研究调查，也能得到较为准确的研究结果.（4）数据分析法:对实验收集的数据进行处理，运用excel或spss对其相关性分析，用数据来证明研究的结果是正确的.（5）理论论证法:运用我们所学习的知识和已有的理论来说明我们的实验结论是具有可信性，通过论证来反映实验的方法是有科学性.

3 研究结果及其分析

首先，对实验实训室的照明器和空调的使用可采取一下方法，由于实验实训室是的空调系统是封闭的，工作人员不能及时了解实验室内的情况如若全天加温会造成不必要的浪费，所以在实验实训室采用电加热节能自控装置，是空调操作系统实现自动化管理.其工作原理分为发射机原理和接受电路原理.发射机装置是利用实验室里得照明灯为指示控制信号，如实验室工作人员离开时关闭照明灯，光敏感应器就将无人信号送给放大器，关闭对应的与门；如实验室有人进来时，打开照明灯，光敏感应器再将信号送给放大器，打开对应的与门.这样送信号有三个优点:一是减少受控振荡器第一、第二次振荡的过渡过程和不可靠的干扰;二是相对减少发送信号的时间,以便在接收机中采取相应的措施，信息化技术与控制减少干扰;三是由于发送信号的时间只占整个时间不到4％,所以可将电源污染减少到最低程度.

接收电路原理是由选频放大器在电网选出载波信号将其检波出包括,限幅、整形,又经频电选择器,将脉冲亮度不够的干扰信号滤除.

为了解决无人在实验实训室时，实验室内的温度变化不宜过大，实验室也可达到恒温温度的下限以上，而且这样的装置还具有开机延时电路，即再开启空调设施后10分钟内延时执行电路可以不受记数器的信号控制，并且在关闭后1小时自动开启一段时间的电加热器，这样就可以保证恒温室内的温度下限.为了进一步提高控制水平，还可以在装置加一个定时器，可定时开启、关闭送风机等空调设施，还应该在装置中加入自检设备，定时检查各个设施是否正常工作，如有问题会自动发出警报，通知工作人员，这样可以保障设施的安全.

如果才有这样的装置在实验室后，我们可以根据数据计算看是否有利，根据市面上价格，安装这样的装置大概需要2000元左右，如果实验实训室房间面积为1000m2，再由目前电业部门对巅峰在峰值期0.975/kw/h，这样每天大概需要花费700320元；如歌按照电加热自控装置算，每天大概可以节省50kw/h左右，如果每月有20个工作日，那么一年可以节约355875元，通过计算可以发现安装了这样的装置可以大大的提高节能降耗的效果.

第二方面我们研究实验实训的用电设施的节能降耗，用电源监控系统对义乌工商职业技术学院实训中心用电设备进行监控观察，见图1：

图1 电源监控一次配电图

将得到的数据用excel进行处理，我们可以的到图2：

图2 用电设备不同状态下的功耗

此图为我们对义乌工商职业技术学院实训中心的各类用电设施统计得到的图标，该图是各类用电设备的功耗图，从图中我们可以看出，各类用电设备在待机状态下功耗很小，尤其是照明设施和空调在待机下功耗降低比较明显.基于在功耗方面我们可以根据上面解说的电加热自控装置相结合，可以很明显达到节省电耗和延长各类用电设备的寿命，也从另一方面为国家和实验室节省花费.

此图为我们在义乌工商职业技术学校实训中心的部分数据，由于采取过程有大量的数据，这里为体现实验结果更明显采取了抽样提取数据的方法，运用电脑自动产生随机数.在实验研究中，我们还对义乌工商职业技术学校的实训中心的各用电设备在各个状态下的热能产生量做了测量和统计得图3：

图3 用电设备不同状态下的热能

从这张图我们可以看到很明显的现象，在开机和运行状态下各类用电设备产生的热能都很大，尤其是空调类的幅度变化最为显著.而产生的这些热量就会造成浪费，所以我们在实验室如能减少这些能量的产生就可以更进一步的节能降耗的效果.首先，我们运用上述的方法即可减少不少的热能的产生，其次，我们可在实验室内安装一个温感系统，当温度在一定范围内，空调和部分用电设备就处于待机状态，来减少电耗和热能的产生.

4 结语

本次实验研究具有一定的科学性和可实现性，研究方法采取了多种方法，避免单个方法具有的局限性，实验采取随机抽样的方法，减少了处理的复杂性，使研究具有可实现性.而且本次研究达到了预期的效果，对实验实训室的节能降耗起到一定的作用.但实验还是有不少缺陷，未能做到更深入的研究，在设施的更新和技术的提升没有研究.

对实验实训室的节能降耗研究基本解决了预期假设的问题，对实训基地的建设和管理、实验室的安全与环保和一起设施的管理做了研究.实验实训室的管理可采用自控智能管理方式，人工管理辅助相结合，对实验实训室应制定合理的管理条例和事故处理措施.实验室的仪器采用了警报装置，对实验室的安全有所提高，实验室的资源使用按照实验条例执行，可达到实训室的安全与环保循环使用.实验研究的电加热自控装置在实验中已得到验证，是符合预期的假设，实现了节省电能的消耗和多余热能的产生，实验室内的资源也得到了循环使用.

〔1〕黄廷彪，徐晓梅，武海波，等．对计量恒温实验室节能降耗的思考[J]．北京：机械工业出版社，2008.

〔2〕王奇志．影响高校实验室仪器设备利用率的几个重要因素中国现代教育装备[J]．北京：电子工业出版社，2006.[J]．北京：清华大学出版社，2011.

G642.423

A

：1673-260X（2013）01-0203-02

浙江省2011年度高校实验室工作研究项目（Y201133）