CN103258470B - 一种立体结构运行可视化半集中式空调***教学实训装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体结构运行可视化的半集中式空调***教学实训装置。该实训装置模拟设置了半集中式空调***，通过各种设备、附件、部件及管道模型的组合来模拟空调***中的新风***、风机盘管***、冷冻水***、热水***、冷却水***和冷凝水***。在代表水管的透明有机玻璃管中敷设各种颜色的发光导线，用以模拟区分各种水***，用各色发光箭头的方向模拟各***中的水流方向。整个空调***的风***和水***组成完整，可模拟实现冬夏季工况分别运行，冬夏季工况的切换通过电气回路***的开关启闭方便实现。整个装置具有***分明、直观明了、运行可视、使用方便、结构紧凑、价格低廉、无能耗的特点。

Description

一种立体结构运行可视化半集中式空调***教学实训装置

技术领域

本发明专利涉及一种教学实训装置，尤其涉及一种立体结构运行可视化的半集中式空调***（包括风***和水***）教学实训装置。

背景技术

半集中式空调***原理是各高校建筑环境专业及相关专业的主要讲授内容之一。该部分内容较多,包括完整的风***（新风***和风机盘管***）和水***（冷冻水***、热水***、冷却水***和冷凝水***）。为了使学生能够很好地掌握半集中式空调***原理，通常采用的教学手段有PPT展示和认识实习两种。但这两种教学手段都有缺陷：PPT虽然能够展示整个***的组成，但学生觉得比较抽象，不好理解；认识实习虽然能看到实物，但由于整个***分别处于建筑物的不同部位，学生又觉得只看到了片段，没看到***。因此，需要提出一种新的教学实训装置，使该部分内容的教与学变得更简单，不仅能够极大地增加教学的灵活性，提高教学质量，同时还可以降低教学成本。

发明内容

本发明的目的是针对半集中式空调***包括风***和水***，且***具有完整性和复杂性的特点，提出一种立体结构且冬夏季运行可视化的半集中式空调***教学实训装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种立体结构运行可视化的半集中式空调教学实训装置，包括透明有机玻璃仿真平台、新风***、风机盘管***、冷冻水***、热水***、冷却水***、冷凝水***和电气回路***。

所述透明有机玻璃仿真平台模拟一栋二层建筑物，平面尺寸为1.2m×1.2m,总高度为1m，一层为设备机房，内有制冷机、锅炉以及水泵等设备模型，二层设有六个标准间模型，内设风机盘管模型，在屋顶上设置冷却塔模型，采用透明有机玻璃的目的是使整个***立体化并且可见。

所述新风***由带对开多叶调节阀的新风口、新风过滤器、新风机组、***、风管软接头、防火阀、风管、蝶阀、新风送风口等模型组成，用以展示新风***的组成、部件所处的位置以及各部件的作用。

所述风机盘管***由风机盘管、风管、回风口和送风口等模型组成，用以展示风机盘管的空气运行原理，展示房间新风、回风和送风之间的相互关系。

所述冷冻水***的水管采用透明有机玻璃管，由制冷机、冷冻水泵、橡胶软接头、闸阀、止回阀、过滤器、温度计、压力表、水管等模型组成，用以展示冷冻水的来源、冷冻水的去向、与冷冻水管相连接的空气处理设备以及冷冻水***中各种供水附件的位置和相互关系等。

所述热水***的水管采用透明有机玻璃管，由锅炉、热水泵、橡胶软接头、闸阀、止回阀、过滤器、温度计、压力表、水管等模型组成，用以展示热水的来源、热水的去向、与热水管相连接的空气处理设备以及热水***中各种供水附件的位置和相互关系等。

所述冷却水***的水管采用透明有机玻璃管，由制冷机、冷却塔、冷却水泵、橡胶软接头、闸阀、止回阀、过滤器、温度计、压力表、水管等模型组成，用以展示冷却水的来源、冷却水的去向、以及冷却水***中各种供水附件的位置和相互关系等。

所述冷凝水***的水管采用透明有机玻璃管，用以展示冷凝水的来源、冷凝水的去向以及与冷凝水管相连的空气处理设备等。

所述电气回路***，用电池盒作为电源，在上述各水***的透明有机玻璃管中布置各种颜色的发光导线，沿管相隔一定间距布置一些相应颜色的箭头指示灯，用各种颜色以区别冷冻水***、热水***、冷却水***和冷凝水***，用箭头表示各***中水流的方向。所述电气回路***可分别模拟夏季运行工况和冬季运行工况，工况的选择可由相应的开关控制（如夏季工况，代表冷冻水回路的开关设置为开，代表热水回路的开关设置为关，冬季工况相反），无论是哪种工况，代表冷凝水回路的开关都应该设置为开。

本发明优点在于将复杂的半集中式空调***所包含的风***和水***立体化，运行可视化，用各色发光导线代表不同的水***，用各色发光箭头代表不同水***的水流方向，将难以理解的空调原理与简单明了的实物模型相结合，可以极大地增加教学的灵活性，提高教学质量，降低教学成本。具有***分明、直观明了、运行可视、使用方便、结构紧凑、价格低廉、无能耗的特点，是一种非常有效的教学实训装置。对于培养学生空调***施工图的识读能力、空调***计量计价能力和编制施工材料计划控制施工成本等能力具有重要意义。

附图说明

本说明包括如下附图：

图1是风***模型平面图

图2是水***模型平面图

图3是机房模型平面图

图4是屋顶模型平面图

图5是水***图

图中1—新风机组2—***3—风机盘管4—风管5—送风口6—回风口7—新风送风口8—带对开多叶调节阀的新风进风口9—新风过滤器10—风管软接头11—蝶阀12—防火阀13—制冷机14—锅炉15—闸阀16—水管过滤器17—冷冻水泵18—橡胶软接头19—止回阀20—压力表21—温度计22—冷热水供水立管23—冷热水回水立管24—冷凝水立管25—冷却水供水立管26—冷却水回水立管27—冷冻水供水管28—冷冻水回水管29—绿色发光导线30—绿色发光箭头31—热水供水管32—热水回水管33—红色发光导线34—红色发光箭头35—冷却水供水管36—冷却水回水管37—紫色发光导线38—紫色发光箭头39—冷却塔40—冷凝水管41—蓝色发光导线42—蓝色发光箭头43—电动二通阀44—透明有机玻璃仿真平台45—冷热水供水管46—冷热水回水管47—电池盒48—开关49—热水泵50—冷却水泵。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明做进一步的描述：

图1中，在透明有机玻璃仿真平台（44）的第二层设置了新风***和风机盘管***。新风***的主要设备为新风机组（1），新风具体的运行路线为：设在外墙上的带有对开多叶调节阀的新风进风口（8）吸入新鲜空气，经过新风过滤器（9）将经净化的空气送入新风机组进行冷热处理，新风达到所需的温度后进入***（2）消除机组产生的噪声，然后经过风管软接头（10），防火阀（12）送入风管（4），然后通过支风管将新风分别送到六个模拟的房间，在各支风管上设置有蝶阀（11），用以调节支风管的风量，各支风管将新风通过新风送风口（7）送入房间。风机盘管***的主要设备为风机盘管（3），其作用是对房间的空气进行冷热处理，将经处理的符合要求的空气送入风管（4），再通过送风口（5）送入房间，与房间空气进行热交换后经回风口（6）又回到风机盘管进行下一次循环。

图2中，在透明有机玻璃仿真平台（44）的第二层设置了半集中式空调***的冷冻水***、热水***和冷凝水***，所有水管用透明有机玻璃管代表。由此图可见，本***采用了二管制，冷冻水和热水共用一根水管。冷热水由冷热水立管（22）从一层引来，沿着冷热水供水管（45）送至新风机组（1）及各房间的风机盘管（3），与空气处理设备（1）（3）中空气换热后流入冷热水回水管（46），然后经冷热水回水立管（23）送回一层。在透明的冷热水管中敷设有两种颜色的发光导线及发光箭头，一根发光导线为绿色（29）代表冷冻水，其上绿色箭头（30）代表冷冻水的水流方向；另一根发光导线为红色（33）代表热水，其上红色箭头（34）代表热水的水流方向。冷凝水管（40）从空气处理设备（1）（3）中接出，用以排除热空气经过盘管冷表面时析出的冷凝水，在透明的冷凝水管中敷设有蓝色发光导线（41）和蓝色箭头（42），分别代表冷凝水和冷凝水的水流方向，所有冷凝水汇集后由冷凝水立管（24）送至一层。同时在本层有冷却水供水立管（25）和冷却水回水立管（26），用以连接一层和屋面的设备。

图3中，在透明有机玻璃仿真平台（44）的第一层设置了设备机房，涉及到冷冻水***、热水***和冷却水***，主要设备有制冷机（13）和锅炉（14），所有水管用透明有机玻璃管代表。制冷机（13）在夏季运行，用于制取冷冻水，将冷冻水送入冷冻水供水管（27），在冷冻水供水管上设有闸阀（15），温度计（21）和压力表（20），然后接入冷热水立管（22）；释放冷量后的冷冻水从冷热水回水立管（23）流回冷冻水回水管（28），经过冷冻水泵（17）回到制冷机（13）进行下一次循环，在回水管上设有闸阀（15）、水管过滤器（16）、橡胶软接头（18）、止回阀（19）温度计（21）和压力表（20），同时回水管设有旁通管，在透明的冷冻水水管中敷设有绿色的发光导线（29）和绿色的发光箭头（30），分别代表冷冻水和冷冻水的水流方向。与制冷机（13）相连的还有冷却水***，冷却水沿冷却水供水管（35）接入冷却水供水立管（25），释放热量后的冷却水从冷却水回水立管（26）流回冷却水回水管（36），经过冷却水泵（50）接至制冷机（13）进行下一次循环，冷却水供回水管上的附件设置同冷冻水***。在透明的冷却水水管中敷设有紫色的发光导线（37）和紫色的发光箭头（38），分别代表冷却水和冷却水的水流方向。锅炉（14）在冬季运行，用于制取热水，将热水送入热水供水管（31），然后接入冷热水立管（22）；释放热量后的热水从冷热水回水立管（23）流回热水回水管（32），经过热水泵（49）回到锅炉（14）进行下一次循环，热水供回水管上的附件设置同冷冻水***。在透明的热水水管中敷设有红色的发光导线（33）和红色的发光箭头（34），分别代表热水和热水的水流方向。

图4中，在透明有机玻璃仿真平台（44）的屋顶设置了冷却塔（39），只涉及冷却水***，水管用透明有机玻璃管代表。冷却水沿冷却水供水立管（25）接入冷却水供水管（35），然后接入冷却塔（39），释放热量后的冷却水从冷却塔（39）沿冷却水回水管（36）流回冷却水回水立管（26）；在透明的冷却水水管中敷设有紫色的发光导线（37）和紫色的发光箭头（38），分别代表冷却水和冷却水的水流方向。

图5中，全面展示了冷冻水***、热水***、冷却水***和冷凝水***的组成、各水***与设备的相互连接关系以及各水***的动态运行可视化原理。冷冻水由制冷机（13）制取，沿冷冻水供水管（27）流入冷热水立管（22）接至冷热水供水管（45），为新风机组（1）和风机盘管（3）提供冷量；释放冷量后的冷冻水经电动二通阀（43）沿冷热水回水管（46）汇入冷热水回水立管（23）流回冷冻水回水管（28），经过冷冻水泵（17）回到制冷机（13）进行下一次循环。热水由锅炉（14）制取，沿热水供水管（31）流入冷热水立管（22）接至冷热水供水管（45），为新风机组（1）和风机盘管（3）提供热量；释放热量后的热水沿冷热水回水管（46）经冷热水回水立管（23）流回热水回水管（32），经过热水泵（49）回到锅炉（14）进行下一次循环。冷却水由冷却塔（39）制取，沿冷却水回水立管（26）流入冷却水回水管（36），经冷却水泵（50）接至制冷机（13），释放冷量后的冷却水沿冷却水供水管（35）经冷却水供水立管（25）回到冷却塔（39）进行下一次循环。冷凝水由新风机组（1）和风机盘管（3）产生，沿着冷凝水管（40）经冷凝水立管（24）接至一层近地面处排出。为各水***动态运行可视化提供“动力”的为电池盒（47），透明有机玻璃管中敷设有各色发光导线和发光箭头，绿色（29）（30）代表冷冻水及水流方向，红色（33）（34）代表热水及水流方向，紫色（37）（38）代表冷却水及水流方向，蓝色（41）（42）代表冷凝水及水流方向。冬夏季运行工况由开关（48）的切换来实现，在夏季，最上方和最下方的开关设置为开，中间的开关设置为关，可见参与夏季运行的设备有制冷机（13）、冷却塔（39）、新风机组（1）和风机盘管（3）；在冬季，最上方和中间的开关设置为开，最下方的开关设置为关，可见参与冬季运行的设备有锅炉（14）、新风机组（1）和风机盘管（3）。

Claims (2)

1.一种便携式立体结构冬夏季运行可视化的半集中式空调***教学实训装置，其特征在于：采用透明有机玻璃仿真平台模拟一栋二层建筑物，在此建筑物内设置了半集中式空调***，新风***由新风进风口模型、新风过滤器模型、新风机组模型、***模型、风管软接头模型、防火阀模型、风管模型、蝶阀模型和新风送风口模型组成，新风***的主要空气处理设备是新风机组；风机盘管***由风机盘管模型、风管模型、送风口模型和回风口模型组成，风机盘管***的主要空气处理设备是风机盘管；冷冻水***由制冷机模型、冷冻水供回水管模型、闸阀模型、温度计模型、压力表模型、冷冻水泵模型、水管过滤器模型、橡胶软接头模型和止回阀模型组成；热水***由锅炉模型、热水供回水管模型、闸阀模型、温度计模型、压力表模型、热水泵模型、水管过滤器模型、橡胶软接头模型和止回阀模型组成；冷却水***由制冷机模型、冷却水供回水管模型和冷却塔模型组成；冷凝水***由新风机组模型、风机盘管模型和冷凝水管模型组成；在夏季工况下，参与运行的水***有冷冻水***、冷却水***和冷凝水***，参与运行的主要设备有制冷机、冷却塔、新风机组和风机盘管；在冬季工况下，参与运行的水***有热水***和冷凝水***，参与运行的主要设备有锅炉、新风机组和风机盘管，所有模型均采用透明有机玻璃制成，***的运行状态通过包含发光导线和发光箭头的电气***来模拟实现，整个装置具有较好移动性和展示性，携带方便。

2.根据权利要求1所述的便携式立体结构冬夏季运行可视化的半集中式空调***教学实训装置，其特征在于：在代表水管的透明有机玻璃管中敷设各种颜色的发光导线，用以模拟区分各种水***，各色发光箭头的方向模拟各***中的水流方向，此电气回路***能够形象地反映半集中式空调***运行时风***和水***中各设备间的相互连接关系，能动态化地展示所参与运行水***的种类、水的流向及各水***之间的关系，整个电气回路用电池盒作为***的电源，通过电气回路上的开关启闭方便实现冬夏季工况的切换。