(白云校区)
供稿：机电工程学院
1. 基本组成及功能定位
以建设和进一步发展特色学科为宗旨，在总结热能与动力专业办学十多年的经验基础上，经过机电工程学院能源与动力工程系全体的集中讨论，从满足现实要求和适当超前发展的规划思想，考虑到能源与动力工程问题已经成为当今世界及今后世界格局的一个最重要的战略问题，决定申请建设“能源与动力工程实验中心”。
本实验中心初期规划的基本组成及功能定位系统如下所示。
图1能源与动力工程实验中心基本组成
其中，该中心由“专业基础实验室”与“专业综合实验室”组成，其功能定位上分为三大方面：
（1）以更高起点满足热能与动力工程专业的“制冷与空调”、“建筑环境与设备”两个已开设专业方向的教学实验要求；
（2）从适当瞻前的视野，为能源与动力类新专业的建设提供必要硬件框架；
（3）针对当前科研热点及发展趋势定位，建立必要、较为先进的科研硬件条件。
2．实验中心建立的重要意义
2.1 将彻底改善本学科的教学与科研实验条件
我院自1993年开办制冷与空调技术专科班，经过5年的建设与不断完善，于1998年开办冷冻冷藏工程本科专业，1999年按国家教委对学科专业调整的要求将专业名称改为热能与动力工程。
热能专业实验室承担专业基础课和专业课的实验教学。虽然经过十多年的实验室建设，但由于多种原因，现有实验设备条件仅能满足教学实验的基本要求，其中现有实验设备总数101台（件），其总值只有约53万元（而且包含了热能校内实习基地的设备与资产）。按照教学大纲的基本要求，虽然想方设法使实验开出率达到 90 %，但由于实验设备较落后，因而较难开出综合性与设计性实验，几乎无法用于科研活动，在较大程度上局限了本学科的发展。
若能按规划实施从而使实验设备总值达到500万，不但可满足现有专业实验教学要求，可使综合性与设计性实验的比例提高到30％，大大改善实验教学条件的同时，而且可使本学科的科研实验硬件条件跃居全国先进行列，为申请省、国家能源与动力工程研究中心奠定坚实基础，将为我院科研水平迈向新的台阶起着强劲推动力。
2.2 将为建立特色名牌专业起不可估量的作用
能源与动力类学科是属于“老学科”，许多专业也属“古老专业”，随着能源紧张局势及节能的迫切需求以及交叉学科的日益发展，进入新世纪以来，该学科及这类“古老专业”迎来了前所未有的新机遇，学科发展速度加快，社会对该类人才、技术需求量猛升，从而使得高校开办该类专业的速度和质量增加较快，从90年代末的70多家发展成目前我国超过105家高校设有该类学科本科专业，其中广东有6家，我院是目前开办能源与动力类专业全国唯一的“农林口”高校。
由于我院定位较具特色，使得我院的本科毕业生连续6年供不应求，为了保持和进一步提高我院这个特色学科的发展，建立特色名牌专业，“能源与动力工程实验中心”的建设就显得非常重要，一旦建设达到预期目标，该中心将起不可估量的作用。主要体现在以下三大方面：
（1）该中心的初期规划将在制冷与空调装置的节能、新能源利用和果蔬保鲜、低温环境与生物等方面建立实验平台，顺应了社会的发展和高素质人才培养教学的需要。
（2）节能与新能源有效利用是当今社会的研究热点课题。随着社会与经济的迅速发展和人类对建筑与设施内环境的要求不断提高，人工环境技术研究和应用领域不仅涵盖建筑环境及其传统的供热通风和制冷空调技术，同时包括工艺环境、农业生物环境、运载体环境和极端环境等方面，其控制对象也从以包括温度、湿度、风速为代表指标的物理环境扩展至化学生物微环境。而人工环境控制与改善产生的能源消耗持续增长并在在社会总能耗中所占的比例呈增高趋势，能源节约与综合利用以及新能源开发成为实施可持续发展战略的关键环节。
（3）农业是国民经济的命脉。农产品的保鲜、储运与加工的研究，对于提高农产品的产值、提高农民的收入、以及对社会的稳定与发展有着积极的贡献。
该中心从以上三大方面特色功能定位，是非常有利于人才培养目标实现及特色名牌专业的建设。
就以目前的热能与动力专业设置、发展规划来说，因为：
（1）其培养目标是：培养具备热能与动力工程专业的基础理论知识和实践技能，掌握专业理论技术，受到现代工程师的基本技能训练，能从事暖通空调、建筑电气、建筑给排水、建筑自动化系统、各类制冷产品开发、设计与制造，制冷工程和空调工程的设计、施工、运行调试、管理等方面的高级工程技术人才。
（2）专业规划和建设原则：以厚基础、宽专业、重实践为原则。特别是根据新世纪人才培养的要求结合本专业的特点，以创新能力培养、综合素质培养为宗旨，结合广东省的经济发展与需要，重视学生应用能力的培养，加强学生实践能力的训练，培养应用型人才。近年来，热能专业的就业率达到100%。毕业生主要从事制冷与空调装置的开发、设计与制造，制冷空调系统的设计安装、维护和运行管理等工作，在广东省制冷空调行业已具有一定的知名度和影响力。
显然，热能与动力工程专业的开办及教学到目前为止是基本成功的。但是，若要使之成为广东省的名牌专业，还需要作极大的努力，在此，特别强调对实验设施的落后与欠缺问题是需要迫切改善的，为此建立实验中心具有重要意义，它对人才的培养目标的实现与特色名牌专业的建设起着不可估量的作用。
2.3 将为申硕与重点学科建设奠定厚实基础
申硕是我院的重要工作。我院所在的广东省属于热带亚热带农业气候区，农业资源丰富且农产品加工生产技术发展迅速。设施农业生物环境调控技术重点研究设施农业系统中的环境因素及其调控手段与工程设施，是现代化高效农业科技发展水平的重要标志，也是农业发展中最具有活力的新兴产业之一。当前我校在多科性教学研究型大学的总体目标下大力开展充实农工特色的内涵建设，我系也正在负责申报具有鲜明农工结合优势的“农业生物环境与能源工程”专业硕士学位点。
实验室及其试验平台的建设是学科建设的关键环节。为了加强专业学科的发展，由于果蔬冷藏保鲜及相关领域在我校已初具前期研究应用基础并体现出较明显的学科交叉优势，我系积极筹备与申报了“制冷与低温工程”专业校级重点学科，并已获批准立项。
为此，该实验中心的建设无疑为“农业生物环境与能源工程”专业硕士学位点的申报成功奠定厚实的基础。
3实验中心建设规划方案
3.1 平面布局及总体方案说明
图2能源与动力工程实验中心平面布局
按洁净、有序、实用又不失高档气氛的原则进行布局。
总面积约400m2，其中基础实验室约160m2，综合实验室200m2，实验准备室及贵重仪器保管室40m2。
实验中心动力总配电负荷：95Kw（三相五线制）， 其中工程热力学、传热学实验室10kw，流体力学及热工测量实验室30Kw，实验准备室及贵重仪器保管室5Kw，综合实验室40Kw。
实验中心初期建设规划费用安排汇总：
序号
实验室及实验平台名称
预算(万元)
备注
1
工程传热学、热力学实验室
56
参见表2
2
工程流体力学及热工测量实验室
48
参见表3
3
工程热物理仿真实验平台
23
参见表4
4
制冷空调系统优化与节能实验平台
73
参见表5
5
高、低温环境实验平台
138
参见表6
6
低温环境与低温生物
28
参见表7
7
能源有效利用实验平台
47
参见表8
8
果蔬保鲜实验平台
46
参见表9
9
升华与吸附干燥实验平台
32
参见表10
3.2 热工基础实验室
3.2.1工程热力学、传热学实验室
表2实验平台经费预算（万元）
序号
实验室及实验平台名称
预算
备注
1．1
CO2 PVT关系实验平台
3(已购买部分，需继续增加)
详细见后续招标预算及说明
1．2
定压比热测量实验平台
4(已购买部分，需继续增加)
1．3
系统及循环实验平台
12
1．4
相变换热实验平台
8
1．5
热管性能实验平台
4.5
1．6
换热器性能实验平台
5
1．7
两相流实验平台
13
1．8
准稳态导热实验平台
3
1．9
备用实验平台
3.5
共计
54
可满足工程传热学及热力学教学实验外，可进行换热器换热效率强化实验、循环效率强化实验等研究。
3.2.2流体力学及热工测量实验室
表3实验平台经费预算（万元）
序号
实验室及实验平台名称
预算
备注
2．1
压缩机、泵与风机模型
10
详细见后续招标预算及说明
2．2
流体阻力实验平台
7
2．3
风机性能实验平台
9
2．4
水泵性能实验平台
8
2．5
热工测量实验平台A
5
2．6
热工测量实验平台B
3
2．7
备用实验平台
6
共计
33
可满足流体力学及热工测量教学实验外，可进行流体机械效率强化实验、热工测量方法及系统优化实验等研究。
3.2.3工程热物理仿真实验平台
表4实验平台经费预算（万元）
序号
实验室及实验平台名称
预算
备注
3．1
Fluent基础实验平台
12
详细见后续招标预算及说明
3．2
流体动力仿真模块
3
3．3
场分布仿真模块
3
3．4
专业仿真设计实验平台
5
共计
23
增加仿真教学实验的同时，作为高效率的仿真手段研究多场耦合理论研究。
3.3 能源与动力综合实验室布局
3.3.1制冷空调系统优化及节能实验平台
表5实验平台经费预算（万元）
序号
实验室及实验平台名称
预算
备注
4．1
制冷系统优化实验平台
8.5
详细见后续招标预算及说明
4．2
小型压缩机性能实验平台
12
4．3
冷水机组性能评价实验平台
5.4
4．4
水系统变频流量调控实验平台
3.6
4．5
空气集中处理系统优化实验平台
12.4
4．6
气流组织及空调室内环境质量评估实验平台
5
4．7
风系统消防安全调控实验平台B
5.7
4．8
空调系统智能测控系统实验平台
8
4．9
空调管道施工质量监控系统实验平台
5
4．10
空调末端施工及调控实验平台
3.8
4．11
全热交换节能系统实验平台
3.6
共计
73
把基础实验室、综合实验室作为实验对象，充分利用基础实验室、综合实验室上部空间，采用立体空间式实位布置所有设备。
可满足《制冷原理与设备》、《空气调节》、《制冷装置自动化》、《压缩机原理》、《暖通空调工程设计》、《制冷空调实用技术》、《空气洁净技术》等专业课程的实验教学需要，同时，可展开制冷空调系统优化与节能技术实验研究。
3.3.2高、低温环境实验平台
本实验平台是该中心建设的核心这一，
表6实验平台经费预算（万元）
序号
组成部分及名称
预算
备注
5．1
环境维护结构部分（已购，需完善）
18.2
详细见后续招标预算及说明
5．2
环境空气处理部分（已购，需完善）
26. 7
5．3
风量测试部分
9.1
5．4
恒温水系统部分
10.1
5．5
实验设备部分
2.7
5．6
测量控制部分
32
5．7
电控制部分（已购，需完善）
9.2
5．8
技术及商务实施部分
30
共计
138
本实验平台主要是建立高、低温（高焓、低焓）两类参数比较精确的环境空间，利用空气焓差法测量原理，通过测定试验室温湿度、风量、压力以及电气性能等参数，对各类空调装置的制冷量、制热量、制热水量及其它各种性能进行测试。它不但可以满足专业课程的实验教学，最主要它作为少有的先进科研设备对各种制冷、空调产品的研发及应用理论研究提供了良好的实验手段。它被行业中公认为本学科中科研硬件水平的“标志性实验设备”。
3.3.3低温环境及低温生物实验平台
表7实验平台经费预算（万元）
序号
组成部分及名称
预算
备注
6．1
超低温试验箱（已购，需配冷却塔）
8.2
详细见后续招标预算及说明
6．2
小型超洁净实验室
4. 8
6．3
真空冷冻干燥试验箱
9
6．4
电动真空控制部分
6
共计
28
本实验平台作为学科交叉基础研究平台，主要从学科发展的角度及申硕要求出发，但它同样可为专业教学实验提供开拓性综合实验。
3.3.4能源有效利用实验平台
表8实验平台经费预算（万元）
序号
组成部分及名称
预算
备注
7．1
火力发电厂系列模型
1.8
详细见后续招标预算及说明
7．2
新能源利用模型
2
7．3
热流计
2.5
7．4
高温温度测量仪
2.2
7．5
烟气分析仪
10
7．6
不完全燃烧试验箱
5.2
7．7
太阳能辐射强度采集仪
1.3
7．8
红外辐射摄像分析仪
22
共计
47
3.3.5果蔬保鲜实验平台
表9实验平台经费预算（万元）
序号
组成部分及名称
预算
备注
8
湿冷不锈钢冷藏库体
5.3
详细见后续招标预算及说明
8．2
湿冷冷风机部分
2.8
8．3
压缩冷凝机组部分
3.8
8．4
蓄冰制冰器
3.6
8．5
湿冷冷库专用PLC控制器
7.8
8．6
保鲜在线监控
6.7
8．7
溴氧发生及浓度控制器
2.5
8．8
气调试验库
9.2
8．9
CO2、乙烯、O2浓度分析仪
4.3
共计
46
3.3.6升华与吸附干燥平台
表10实验平台经费预算（万元）
序号
组成部分及名称
预算
备注
9．1
低温低湿干燥试验器
13.2
详细见后续招标预算及说明
9．2
吸附干燥性能测试实验机
9.5
9．3
常温深度干燥实验箱
9.1
9．4
精密电子天平
1.2
9．5
在线干燥摄像系统
3
共计
32
1.洁净实验室位置和环境的选择洁净实验室在位置选择方面要遵从洁净等级的设计要求，应选择大气含尘浓度较低，自然环境较好的区域和地段，要远离落叶和空气异味的场所，(如河边、食堂周围、动力区域等)，还要尽量避开振动或噪声干扰的区域。
选择实验室周围的位置、地形、环境时，要与精密设备、精密仪器、仪表等允许环境振动值进行分析权衡。
2.洁净实验室墙体围护的标准
洁净实验室的污染源一般主要是大气中含尘、含菌、尘粒和微生物以及实验人员的发尘、实验设备和实验 *** 作过程中的产尘等。因此建筑围护结构质量和建筑施工方法对保持和提高洁净实验室的标准具有重要意义。
洁净实验室的外围护结构如门窗、墙板、吊顶板、高效过滤器、电器灯具等方面要充分考虑其保温、隔热、防火、防潮、密闭性能好的要求，做到不产尘、无裂痕、可擦洗、耐潮湿，板缝平齐密封，压缝条平直缝隙小。地面则力求做到耐磨、耐冲击、耐火、耐侵蚀性好，不易产生静电，表面不易附着尘粒。
3.洁净实验室的整体布局设计
洁净实验室的平面和空间设计，应将洁净实验区和人员净化、设备材料净化和其他辅助用房进行分区布置。同时应考虑实验 *** 作、工艺设备安装和维修、气流组织型式、管线布置以及净化空气调节系统等各种技术设施的综合协调效果。
实验室内各种固定技术设施(如送风口、照明器、回风口、各种管线等)的布置，宜首先考虑净化空气调节系统的要求。
洁净室空气洁净度等级的检验，验收时应以动态条件下测试的尘粒数为依据。对于空气洁净度为5级的洁净室内大于等于5微米尘粒的计算应进行多次采样。当其多次出现时，方可认为该测试数值是可靠的。
确定洁净实验室空气洁净度等级时，首先要满足实验内容和实验仪器设施对空气洁净度的要求，然后还要根据实验 *** 作步骤和实验程序布局综合考虑各个实验区域的不同净化等级要求，从而做到既满足净化要求又节约成本支出。
4.洁净实验室的空气净化调节系统
一般情况下，5级、6级洁净区控制温度为20℃～24℃，相对湿度为45%～65%7级、大于7级洁净区控制温度为18℃～28℃，相对湿度为50%～65%。对洁净室温、湿度无特殊要求时，温度应控制在18℃～26℃，相对湿度控制在45%～65%。
此外，空气气流速度、送风量和新风量要符合净化室实验设施和人员的要求。因为净化实验室是一个相对独立密闭的空间，在保持温度、湿度、空气流速流量的同时，还要采取措施补偿室内排风和保持室内正压（或负压）值所需的新鲜空气量。
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