摘要：化学实验室作为重要的人才培养和科学研究的主要阵地，每年高校对其资金投入很大，如何高效、不浪费地利用好这部分经费，又能很好地完成教学和科研任务，越来越受到高校工作者的关注和重视。能源方面的制约是我国经济社会发展的重要制约，节能是国家政府一直以来大力推动的重要措施，实现节能环保的发展模式是建设生态文明社会，确保社会稳定，提升中国经济重要、紧迫、持续的任务。
关键词：有机化学；实验室；能耗分析；节能措施
1基础有机化学实验室的整体布置
1.1安全防护措施
安全防护是有机化学实验室的关键环节。在实验室的安全防护中，必须首先配备消防工具。因此，每个基础分析化学实验室应配备至少一个防火毯、至少一桶灭火砂和至少两个灭火器，灭火器应放置在通风方便的地方，当存在风险时可立即采取。此外，液体飞溅也是有机化学实验中常见的伤害。进入实验室时，除要求学生提前准备好实验服和防护眼镜外，实验
室还必须配备洗眼器等。实验室外的楼梯应安装应急淋浴器，进入实验室前，教师应教会学生安全防护专用工具的合理操作方法，使学生能够及时有效地应对其他风险。
1.2实验台面布置
基础分析化学实验室设有侧平台和试验平台。侧平台主要用于存储和携带公共产品。侧平台上的物体相对移动。因此，侧平台的布置是确保实验室干净、整洁、有序的根本。在选择原材料和取放专用工具时，学生应根据木柜和抽屉柜的标记进行有效分类，存放原材料和道具的衣柜上的标记应标明原材料和道具的编号和名称，使学生在使用相关原材料和专用工具后，能立即将其放回原点，从而提高实验室的管理效率。测试台是学生进行测试的地方，经常使用。因此，在进行试验台布置时，有必要使试验台上的物体尽可能少，以便学生更好地进行试验，在一定程度上避免安全隐患。 1.3实验室废弃物存放
基础有机化学实验包含多种化合物，也涉及到许多化学实验操作的实际操作。因此，有很多废物。实验室应对废物进行分类和储存，将其分为四类：一般废物、玻璃渣、空玻璃烧
杯和有机化工废水，并设置相应的器具。玻璃渣和有机化工废水可能存在风险。因此，应设置一条应急电话，提醒学生确保安全。此外，实验室可要求学生携带一般废弃物，其他废弃物可由专业技术人员解决，提高生活垃圾处理效率。
1.4实验器材管理
由于基础有机化学实验涉及面广，所使用的设备种类和数量也比较丰富多彩。检测设备的监控也是实验室管理方法中的核心和难点问题。根据其使用频率和是否很容易被破坏，可将设备分为独立设备和应用设备。独立设备是指将被多次重复使用的对象及其一些更耐用的设备，而应用设备是指在特定测试中使用的设备或价格相对较高的设备，如真空泵、汽油泵等，应用设备必须由专业人员进行分类整理，并在申请前存档，并在申请后偿还。这种方法可以大大降低仪器设备的损坏率。 2能耗分析与节能措施
鉴于上述研究背景，我们认为需要从研究实验室的具体情况出发，选择具有代表性的用电场景，根据其特点设计节电手段，并通过定量统计比较节电措施前后的数据。在节电方法
的细节方面，尽量确保它们简单易操作，而不影响研究工作的效率。基于这些原则，我们以南京大学化学与化工学院为例，报告了我们在节能措施方面的探索。
南京大学化学与化学工程学院化学实验室分为无机化学实验室、分析化学实验室、物理化学实验室、聚合物化学实验室、有机化学实验室和化学与应用化学实验室。虽然各个化学实验室的研究重点不同，导致能耗略有差异，但一般包括以下几点：药品和试剂的使用和保存、仪器设备运行和维护的能耗、通风系统和室内空调的能耗，这里我们以低温循环泵为冷却设备，水浴、油浴和烤箱为加热设备，油泵为真空获取设备，通风柜为实验室通风系统。
2.1低温循环泵
低温循环泵是实验室常用的通用冷却设备。它通过压缩机冷却冷水浴，并为循环泵提供冷却液。它是一个外部循环冷却模块，支持低温反应器、旋转蒸发器等。压缩机的常用制冷功率为500~1000W。在设备的日常使用中，如果低温循环泵的外循环始终处于开启状态，则冷却剂始终处于热交换过程中。即使在没有制冷需求的情况下，低温泵仍会频繁启动制冷，造成大量的电耗。如果我们在没有冷却需求的情况下及时关闭外循环，热交换将显著
减慢，压缩机的启动频率将大大降低。以一台1000W低温循环泵为例，制冷剂的工作温度为-10℃，在实验室工作12小时，常开和按需开式外循环的能耗比较如表1所示。
表1低温循环泵不同状态能耗对比导出到EXCEL
外循环工作状态 | 一天能耗(kWh) | 单次节电操作消耗时间 | 对实验进程的影响 |
电厂脱硫滤布常开 | 10 | 汽结构 | |
按需开启 | 织物整理剂5 | 1秒 | 间隔后开启，冷却外部设备(如旋转蒸发仪)约需要30秒 |
| 工艺相框 | | |
可以看出，可以在可忽略不计的时间成本下实现50%的节能。一个实验室一般有1~2台低温循环泵。通过按需开放外循环，每年可节省约300~600千瓦时的电力。同时，降低了仪器的启动频率，延长了部件的使用周期，节约了维护成本。
t型铝型材2.2旋转蒸发器水浴
旋转蒸发器又称旋转蒸发器，主要用于回收和蒸馏挥发性溶剂。它由加热锅、电机、冷凝管、蒸馏瓶等组成。加热锅通常是打开的，导致热量白白流失。
研究发现，添加耐高温塑料浮球可节省45%的电能，大大减少热损失，防止水浴与旋转瓶发生共振，导致热水飞溅，无需额外人力。
2.3油浴加热
油浴加热是化学实验室中最常见的反应设备之一。以南京大学化学与化学工程学院有机化学实验室为例，每个研究小组的每个实验室大约有20套，每天大约需要加热10套。虽然每个油浴在100℃下加热24小时，耗电量约为2度，能耗较小，但油浴上的实验室每天耗电量约为20度，一个月的累计电费也相当可观。
研究发现，使用油浴锅时，用防火布覆盖，每天可以节省24%的电力消耗。此外，这种防火布可以长期承受200℃的高温，价格便宜，耐有机和酸碱物质，可以随意切割，不会像石棉那样对人体有害。
2.4真空设备不粘胶
实验室使用的真空泵以德国雷宝泵和国产精制真空泵为例。虽然标记的功耗为200W，但测量的功耗一般在1kW左右，而且实验室中的一些设备很容易长时间启动。
为了解决这个问题，实验中采取的对策是使用小功率、小体积的真空泵，使用后及时关闭真空泵。用Michaelis真空计和Pirani真空计测量后发现，只要泵油相同，无论是德国还是中国制造的真空度基本相同（约30Pa），排量越大，功耗越高。
2.5烘箱
烘箱是供高校科研、医疗单位等各类实验室烘干、干燥、熔腊、灭茵用的常见设备。使用时应及时关闭，防止持续干烘，耗电的同时造成后续人员无法及时使用。
实验发现，如果是水洗的玻璃仪器，实验室采用晾干而不是烘干的方法，实验室在通风处集中设一个架子专门用来晾干玻璃仪器，实验者可以同时使用，一般12～24小时，玻璃仪器就可以达到空气的湿度，或者采取“先长晾再短烘”的方法也可达到烘干效果。
结论
实验室的节能省电属于绿化学的重要组成部分，具有重要意义。对实验室各个用电器的使用做了一番排查，电费在没有采用节电措施的初期可以占到科研经费支出的40%～60%,非常惊人，经过采取节电措施之后可以节省至20%左右。化学实验室是高校学生学习化学知识与开展科学探究的重要场所，随着现代教育改革的不断深化，化学实验和化学实验室的建设也开始朝着绿化方向发展。
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