制冷空調設備焓差性能實驗室在教學中的應用探討

張忠斌，鄧青青，蔡丹丹,張道明，曾建國

（1.南京師范大學能源與機械工程學院；2.南京冠福建設工程技術有限公司，江蘇 南京 210000）

隨著科學技術的飛速發展以及社會的不斷進步，中國偌大的市場對人才的需求也越來越大。實驗室建設不斷加強，實驗裝置不斷更新，為培養學生掌握專業知識能力，實際操作能力，發現、分析和解決問題能力，提供了平臺和條件。制冷空調設備焓差性能實驗室是暖通專業學生的重要實驗基地，在案例庫實踐教學中有著舉足輕重的作用，對于學生的全面發展也是必不可少的。以案例為基礎和先導，對于學生普遍關心的深層次理論問題進行實驗，用先進的實驗裝置模擬現實環境，用精確的儀表測量實驗數據，得出實驗結果。通過實驗，學生可以驗證自己的猜想，可以對未知的問題進行探索，可以發現問題中隱藏的實踐價值。從文獻的查閱、實驗方案的擬定與實施、儀器的使用、實驗操作、數據處理到論文的寫作，學生既滿足了自己的好奇心，又為科研盡了一份力。

1 案例庫教學及焓差實驗室介紹

1.1 案例庫教學

學生在已經具有較扎實的理論基礎和較高的實踐操作能力的前提下，給出案例開展科研設計，并在已知的基礎上開拓創新，在此過程中，實驗性質由驗證型向研究創新型過渡。具體地講，就是通過引入一個案例，讓學生對理論知識、已知案例的學習，并進行相應的實驗研究、創新研究。研究生案例庫和焓差實驗室的結合，是服務于專業教學，服務于發展需求，能夠解決未能解決的專業問題，培養學生的創業創新思維。

1.2 焓差實驗室

制冷空調設備焓差實驗室給暖通專業的學生提供了一個很好的實踐平臺，是大學生的實踐基地、創業孵化基地，是學校校級重點實驗室、中國制冷學會科學普及教育基地。基于實驗室條件，本科生和研究生在老師的帶領下進行實驗研究，學生在實驗室的條件支持和老師們的指導下參加了各類競賽并連續獲得標志性成果。焓差實驗室常用于提供所需要的工況條件，如一定溫度、一定相對濕度等環境條件，來測量空調產品的水流量、風量、耗電量、制冷（制熱）能力等，是現代空調檢測裝置和設計的重要檢測場所。具體原理圖如圖1、圖2。

圖1 室內間被試機性能測試原理圖

圖2 室外間被試機性能測試原理圖

2 焓差實驗室在案例庫實踐教學中的應用實踐

要完成案例庫實踐教學，首先要有一支專業的科研團隊，能夠帶領剛踏入實驗室的學生完成一些實驗，以便他們以后能夠獨立地進行實驗操作；其次，要有一個設備完善的實驗室，使學生能夠充分實施自己的想法，并且能夠使實驗室的安全得到保障；最后，要有一個開放的實驗室，使學生能夠靈活地支配自己的時間，可以在課余時間進入實驗室進行自己的實驗。

2.1 案例1#數據中心熱環境研究

焓差實驗室不僅為教學服務，也要為科研服務。數據中心機房具有高密度的電子設備，屬于高密度耗能電子設備集成區。為了保證設備安全穩定的運行,創造良好的數據中心熱環境顯得尤為重要。數據中心內氣流組織的運行效果是通過熱環境來呈現的，優化出合適的氣流組織形式,不僅有利于減少數據中心局部熱點產生,改善熱環境,還能提高冷量的利用率。

學生結合案例內容，通過數值模擬，得出幾種最優的空調風道結構。通過焓差實驗室模擬數據中心的室內條件，進行不同風道結構下，測量室內溫度場、速度場以及穩定性，并在最優模型基礎上，調節送風溫度，進一步優化機房氣流組織。通過實驗將一組數據衍生到多組數據，從一方面發展到多方面考慮問題。針對本案例，讓學生充分發揮其自主學習和思考的能力，思考了除了優化風道的結構外，還可以從哪些方面來優化機房的氣流組織，并把自己的想法在焓差實驗室內進行實測檢驗。

3 結語

在經濟全球化的今天，中國尤其注重在基礎教育中融入創業教育，這就對培養學生的創業創新思維提出了新的較高要求。案例庫實踐教學方法符合學生的認識規律和實際水平，是實現以學生自我訓練為主的實驗教學新模式。它能夠使學生脫離書本的禁錮，開拓思維，大膽提出質疑，勇于挑戰權威，不放過任何存在疑慮的地方，用事實證明自己的觀點。學生通過對部分熱點研究問題進行檢索以及查閱相關資料，并借助焓差實驗室中大型機械設備及測量儀器，對理論知識進行實證，不僅可以在專業學習上取得巨大的進步，甚至還可以在有國際影響的期刊上發表研究論文。焓差實驗室給了暖通專業學生很好的發展空間，在實驗過程中可以很好地拓展大學生的智力和思路，培育其創新潛意識，提高專業技能、實踐能力及科學精神。合理地利用實驗室的資源，不僅能夠使學生得到全面發展，使學校教學質量得到提升，還能促進國家科研水平的進步、社會經濟水平的提高。這是高等教學的需要，也是時代的需要。