【分　 类】 教育科学
【关 键 词】 科研成果在本科教学中的转化；自然通风；膜式全热换热器
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正文：
、分别表示新风进、出口及排风进口的焓值[kJ/kg(干)]；与分别表示显热效率的权重系数和潜热效率的权重系数；表示新风量（m³ /h）；m表示台数；表示新风密度（kg /m³）。
显热和潜热权重系数由新排风进口处温度与湿度决定，在分析全热换热器性能时它们之间的相对大小反应显热与潜热的回收比重，从而可以帮助学生做更好的分析。

2.实验方案

2.1实验工况 

学生应首先了解实验工况。进入室内的新风温湿度由室外的实际情况决定，而室内的温湿度则由中央空调来控制。名义工况不同，全热换热器的热、质交换效率不同。换热效率的实验必须依照有关标准的规定进行，对不同的产品比较时，条件也必须相同。表1中即为《空气-空气能量回收通风装置》（标准征求意见稿）规定的全热换热器名义工况。

项目			温度/℃
制冷	室内	干球温度	27
		湿球温度	19.5
	室外	干球温度	35
		湿球温度	28
制热	室内	干球温度	21
		湿球温度	13
	室外	干球温度	5
		湿球温度	2

 
 

 
 
 
 
 
 
 
表1 全热换热器名义工况

2.2具体实验方案

在本实验系统中，由模式全热换热器、风机和风管及微压差计组成，如图2所示。该系统在新风与排风的进口出口管路上分别设置温湿度测量点1、2、3和4，其值采用WS301A温湿度测量仪测得；在排风进出口管路上分别设置压力测点5和6，通过WQ-1151电容式压差变送器测得新排风的通风阻力，以保证实验的顺利进行；在新风与排风进口处分别装有风机及设置风速测点7和8，通过Testo425精密型热敏风速仪对其风速进行测量，进而通过风机调速开关来实现系统风速调节，使新风与排风的风量相等。实验测量应在系统连续稳定运行30min后进行。 

图2 实验系统图
（1）学生熟悉实验装置并调节风速之后，在名义工况下首先确定迎面风速对换热效率的影响。本实验迎面风速范围为0.74～3.2m/s，学生需在此范围内设置风速测量点，在各个风速测点上分别测量新排风进出口的温度与湿度，确定显热效率、潜热效率和全热效率。通过对实验数据比对可以得出最大全热换热效率为70.3%，还易得出，随着风速的提高，使换热效率降低。可以让同学们试着分析这种现象产生的原因，学生充分动脑讨论后老师在参与其中给予讲解。
（2）确定温度差对换热效率的影响。试验中保持室内外湿度差不变，在不同风速下改变室内外的温差，从而分析在不同风速下温差对显热效率及权重系数的影响。通过对实验数据的比对，会发现在风速小且高温差的条件下，显热效率最高达70%，而且显热换热效率随着室内外温差的增大而显著提高。在北京夏季工况条件下，新风中潜热能耗权重远大于显热能耗权重，但随着室内外温差的增大，显热能耗的比例在逐渐增大。
（3）确定湿度差对换热器潜热效率的影响。试验中保持新排风温度差不变，在不同风速下改变室内外的湿度差，从而分析在不同风速下湿度差对潜热效率及权重系数的影响。通过对实验数据的分析，在低风速且高湿度差的条件下，潜热回收效率可达70%以上，而且潜热换热效率随湿度差的增大而提高。在北京夏季工况下，室内外温差为5℃时，新风中潜热能耗权重远大于显热能耗权重，但随着室内外湿度差的增大，潜热能耗的比例在逐渐增大至成为新风能耗的主要组成部分。
（4）新风中回收冷（热）量的计算。在标准的实验工况下测量新风进出口的温度与湿度，通过计算则可以得到单位时间内新风中回收的冷（热）量，继而可以得出单位时间内空调系统新风负荷的减少量大约为50%~80%。

3.教师引导设计性实验

以上的实验过程基本上都属于验证性实验。先要求学生分组完成整个实验，目的是为了让学生了解小温差气-气模式全热换热装置热回收原理及特点，掌握设备的构成以及仪器的使用方法，熟悉气-气换热器性能的综合评价方法及节能效果。细心的学生可能会有疑问通过对风速、温差以及湿度差的改变，换热效率及权重系数为什么会有不同程度的改变？而且在标准工况下什么样的条件能够使膜式全热换热器的全热换热效率达到最大？喜欢动脑的学生必定会提出这样的疑问。老师应该留意这些学生提出的问题然后帮助学生通过实验去寻找答案，让学生成为实验室的主体，培养学生提出问题并解决问题的能力。让验证性实验上升成为设计性实验。老师还可以引导学生通过新风中回收冷（热）量的计算来估算此系统的节能效益，进而得出经济性分析，让学生领略科研的强大力量。
通过学生自己的思考与老师的引导，学生可以更加深入的理解气-气换热器性能的评价方法，不仅对课本上知识的学习更加深入了，而且还训练学生了实践能力。这套实验系统中包含的科研技术与实验方法对学生思维与技能的训练能起到非常好的启迪作用。

4.结论

本实验包含多个技术及热点问题，比如气-气膜式全热换热器技术，室内空气调节方法，建筑节能技术等，这些知识的扩充对于学生来说是再好不过的教材了，平时课上所接触到的生硬知识全部转化到实际应用中，极大的激发了学生学习的兴趣，让学生了解到知识转化为生产力的途径与方法。具体来说通过本次实验，学生可以掌握多种精密仪器的使用方法，充分理解自然通风理论，让本科教学课堂活跃起来，充分调动了学生学习的积极性，在实践中充分锻炼学生的逻辑思维，让学生在实践中理解科学成果，让科研与教学真正的结合起来，此举是培养高素质人才的必然趋势。在实验过程中学生还可以提出很多问题与建议，然后自行设计设计实验，充分锻炼了学生发现问题解决问题的能力。所以教学可以依赖科研，科研可以促进教学，二两相互结合而共同发展，两者的综合是发展教育与科技和优化资源配置的最佳方式。

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