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實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜能源損耗分析
當(dāng)今國(guó)內(nèi)，將近800,000臺(tái)通風(fēng)柜運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)室。每年有近30,000到40,000臺(tái)新的通風(fēng)柜會(huì)被安置在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室和新建實(shí)驗(yàn)室里。
對(duì)環(huán)境的影響和能耗是什么？
一臺(tái)常見通風(fēng)柜每天工作8-10小時(shí)如果不是24小時(shí)的話，每小時(shí)會(huì)向外排出1200-1500立方米的實(shí)驗(yàn)室空氣。實(shí)驗(yàn)室必須要配備空調(diào)系統(tǒng)來保證實(shí)驗(yàn)室內(nèi)恒溫和恒濕以確保實(shí)驗(yàn)的，但經(jīng)空調(diào)制造的冷暖風(fēng)往往被管道系統(tǒng)輕易地向外排放掉。那么平均每臺(tái)通風(fēng)柜每年的損耗約為17,000人民幣。也就是說，中國(guó)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室若都配備空調(diào)系統(tǒng)的話，每年的損耗共計(jì)136億人民幣！一些高瞻遠(yuǎn)矚的公司和研究機(jī)構(gòu)（例如：醫(yī)院，研究中心，大學(xué)）都設(shè)有質(zhì)檢實(shí)驗(yàn)室和研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，這對(duì)他們來說是巨大的能源浪費(fèi)。在過去，能源的消耗很便宜，沒有人去真正的關(guān)心。但現(xiàn)在的情形已經(jīng)今非昔比了，實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜的能源消耗值得大家去密切關(guān)注。
另外，外排式的通風(fēng)柜也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生直接或間接的破壞。直接破壞是因?yàn)楹芏鄬?shí)驗(yàn)室附近的住宅區(qū)和辦公樓往往要遭受通風(fēng)柜管道排出的化學(xué)品廢氣的污染。間接原因是，中國(guó)發(fā)電的主要能源是煤。美國(guó)的一項(xiàng)研究表明實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜（在美國(guó)大約為750萬臺(tái)，與中國(guó)的數(shù)量大致接近）的能源消耗等同于至少12家250兆瓦特的發(fā)電廠不斷發(fā)電所產(chǎn)生的能源，而電廠燃煤發(fā)電會(huì)釋放出二氧化硫（產(chǎn)生酸雨）和二氧化碳（形成溫室效應(yīng)）。所以發(fā)電使通風(fēng)柜運(yùn)作所產(chǎn)生的污染相當(dāng)于300萬輛汽車所產(chǎn)生的污染。
一種解決方法是減少通風(fēng)柜外排的排風(fēng)量。此種方法的運(yùn)用主要是借助于VAV系統(tǒng)（變風(fēng)量控制系統(tǒng)），主要是在操作過程中盡可能降低前門板的高度，即通風(fēng)柜的前門板開得越低，排到室外的空氣體積就越小，并且需要的補(bǔ)風(fēng)量就越少。相反，通風(fēng)柜的前門板開得越高，排到室外的空氣體積就越大，需要的補(bǔ)風(fēng)量就越大。對(duì)于裝有VAV系統(tǒng)的通風(fēng)柜，為了保障實(shí)驗(yàn)人員安全，無論門板處于何高度，面風(fēng)速都必須達(dá)到0.5m/s。安裝VAV系統(tǒng)是非常復(fù)雜和昂貴的，并且，要通過其帶來的節(jié)約能耗來回收安裝的成本要花費(fèi)很長(zhǎng)的周期。重要的是，如果實(shí)驗(yàn)人員沒有養(yǎng)成良好的習(xí)慣來注意開門高度的話，VAV系統(tǒng)將失去其節(jié)約能耗的作用。
另一種解決方法是使用無管凈氣型通風(fēng)柜。此類通風(fēng)柜配有活性炭過濾器，能夠吸附操作過程中產(chǎn)生的化學(xué)氣體，過濾完畢后，潔凈的空氣將在室內(nèi)循環(huán)，而不是排到室外。此類無管凈氣型通風(fēng)柜可以稱作為“綠色通風(fēng)柜”，它有兩大突出優(yōu)點(diǎn)：一是不外排室內(nèi)空氣，從而節(jié)約了大量能耗；二是不污染環(huán)境。此外，它的靈活性也是很突出的，只需要一個(gè)電源插座，可以將其放置于實(shí)驗(yàn)室任何一個(gè)位置。目前，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的70%的操作可以在無管凈氣型通風(fēng)柜內(nèi)進(jìn)行，這主要取決于操作所用到的化學(xué)品種類，數(shù)量及頻率。在無管凈氣型通風(fēng)柜內(nèi)進(jìn)行的操作，通常而言，過濾器的平均壽命是1年，而每年消耗的過濾器成本是外排通風(fēng)柜每年浪費(fèi)的能耗的1/10。無管凈氣型通風(fēng)柜在發(fā)展的歷史已有36年，并且在不斷的技術(shù)革新過程中，其過濾效率和過濾器吸附能力已大大提升。使用無管凈氣型通風(fēng)柜的重要前提是：此類產(chǎn)品必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如NFX 15-211及ANSI-AIHA Z9.5-2003，此類安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)面風(fēng)速，泄露濃度，過濾效率及用戶信息手冊(cè)上的過濾器吸附能力等重要參數(shù)有嚴(yán)格規(guī)定?；跓o管凈氣型通風(fēng)柜的突出特點(diǎn)，它將成為未來化學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行化學(xué)操作的主要保護(hù)工具
