课题申请书-化学驱和微生物驱提高石油采收率的基础研究.doc

项目名称：化学驱和微生物驱提高石油采收率的基础研究首席科学家：袁士义 中国石油天然气股份有限公司勘探开发科学研究院起止年限：2005.12至2010.11依托部门：中国石油天然气集团公司一、研究内容(1) 分子设计理论及高效廉价低/无储层伤害驱油剂合成以化学驱为重点，研究油水界面层分子结构和化学剂分子结构-性能的定量关系，发展定量化分子设计理论，开展适合弱碱/无碱体系的新型高效表面活性剂分子设计与合成，研制出对储层低/无伤害的表面活性剂体系，使界面张力达到超低水平（10-3mN/m）或高效乳化启动残余油之后采出原油。开展适宜中低渗储层的中分子量聚合物和耐温抗盐聚合物分子设计与合成，研制出适合中低渗储层的高效聚合物和耐温80120、抗盐30000-100000mg/L的新型聚合物产品。（2）化学驱油和破乳机理及物理化学复杂渗流理论研究开展弱碱/无碱复合化学体系与原油形成超低界面张力机理研究，研制出高效稳定的驱油配方体系；开展弱碱/无碱体系乳化、结垢和化学剂吸附规律研究，搞清主要影响因素，保持驱油体系在油藏中的长期有效性；通过复杂产出液组成对乳化程度的影响以及界面膜破裂机理研究，提供高效产出液分离方法；开展物理化学非线性渗流和微观渗流规律研究，发展物理化学渗流等复杂渗流理论，为驱油过程的描述、预测和优化设计提供理论基础。（3）剩余油分布数字化定量描述及精细模拟方法研究开展数字化油藏精细描述方法和精度研究，在地质知识库的基础上建立储层数学描述方程，提高井间储层描述和剩余油饱和度分布数字化描述精度，为化学驱油和微生物驱油提供可靠的油藏地质基础；通过室内和油藏条件下化学驱模拟对比研究，找出结果差异的主要影响因素，提出合理模拟方法；进行考虑物理化学渗流的数值模拟研究，形成复杂系统精细数值模拟方法，为化学驱优化设计和矿场应用提供可靠的模拟方法和手段。（4）微生物驱油机理及适宜菌种培育方法研究进行油藏条件下微生物资源分布及对驱油效率的影响研究，搞清油藏内原生菌的分布类型及对外加微生物菌种的影响，为选择适合驱油的微生物提供指导；针对主要类型油藏和原油情况，搞清微生物菌种驱油的主要机理及影响因素；研究利用基因工程、地下激活等方法培育微生物有效菌种的方法，培育出具有特定功能的微生物菌种，探索微生物驱提高采收率新方法。二、预期目标1、总体目标 在基础理论重大发展的基础上，使复合化学驱具备工业化应用的条件，在实施地区提高采收率515（如果全国已开发油田平均提高采收率1%，就可增加石油可采储量1.8亿吨，可增加产值2000亿元以上），同时探索微生物驱提高石油采收率新方法。2、五年预期目标 本项目将围绕一个目标、发展两个理论、合成两类驱油剂、建立和探索四个方法，为“十一五”后形成提高采收率技术系列提供理论基础和科学依据。 围绕一个目标：提高石油采收率，在应用地区提高515。 发展两个理论：u 发展定量化分子设计理论：通过化学剂结构与性能定量关系研究，发展定量化的化学驱油剂分子设计理论，为低/无储层伤害驱油剂合成提供理论指导。u 发展物理化学渗流理论：通过化学驱油过程中物理化学非线性渗流和微观渗流特征研究及其数学描述，发展物理化学渗流理论，为正确描述化学驱复杂渗流机理和驱油过程及其优化设计奠定基础。 合成两类驱油剂：u 低/无储层伤害的表面活性剂：在分子设计理论指导下，合成出适合弱碱/无碱体系的低/无储层伤害新型表面活性剂体系，为化学驱矿场应用提供高效驱油表面活性剂。u 适合中低渗储层和耐高温高盐的高效聚合物：在分子设计理论指导下，合成出适合中低渗透油藏的中分子量高效增粘聚合物及耐温（80-120）耐盐（30000-100000mg/l）聚合物，为化学驱矿场应用提供高效聚合物。建立和探索四个方法：u 剩余油分布数字化定量描述方法：建立数字化油藏精细描述方法和定量预测剩余油分布方法，为化学驱和微生物驱方法的应用提供地质基础。u 化学驱精细模拟方法：建立考虑复杂物理化学渗流的物理模拟和数值模拟方法，为化学驱应用提供科学的模拟方法和手段。u 复杂产出液高效分离方法：通过复杂产出液组成特征、界面膜强度及其破裂机理研究，合成出新型高效破乳剂，建立产出液高效分离方法；u 探索微生物提高采收率方法：搞清微生物主要驱油机理，通过基因工程等方法培育有效菌种，探索微生物驱提高采收率新方法。三、研究方案1.项目总体研究思路和技术路线 提高石油采收率研究主要包括认识油藏和开采油藏两大方面。认识油藏主要是认识长期注水开发后油藏非均质性的变化及剩余油的分布形态和分布规律，这是提高采收率方法应用的地质基础，决定着提高采收率方法的选择，也决定着油田现场实施的效果。为此需要建立数字化油藏描述方法。在宏观上，将根据我国的沉积储层类型，开展数字化油藏精细描述方法和精度研究，提高井间储层纵向描述精度和剩余油饱和度分布定量化精度，使储层精细研究由定性、半定量向定量化方向发展；在微观上，通过先进的科学手段及可视化技术，在孔隙级别上深入研究剩余油的分布形态及其特殊的物理化学性质和受力情况，分析将其采出的物理化学因素。通过宏观和微观相结合，为化学驱和微生物驱方法的应用提供可靠的地质基础。在开采油藏方面，首先从驱油体系入手，发展定量化的分子设计理论，针对我国油藏特点和原油特性，进行化学剂分子结构设计，合成出高效、廉价、适合弱碱/无碱驱油体系的低/无储层伤害化学驱油剂；除了利用工业副产物作为化学剂初始合成原料的做法以外，考虑利用精细化工的思路生产质量稳定可靠的化学驱油剂，为提高石油采收率方法提供驱油剂物质基础；在微生物驱油研究中利用生物工程技术，主动培育出具有优良驱油性能并能适应不同油藏环境的微生物菌种；通过各种机理研究以及深入的界面物理化学研究，使驱油体系在地层内长期保持高效的驱油性能；通过复杂产出液形成机理研究，给出产出液高效分离方法；研究地下流体及驱油体系在孔隙介质内的物理化学渗流过程，使驱油体系在孔隙介质内有效地传输和驱替；在物理化学渗流规律指导下，研究不同油藏特点和不同流体的渗流规律，建立相应的物理模拟和数值模拟方法。通过上述系统的研究和成果集成，形成低/无储层伤害的高效化学驱方法，探索微生物驱油新方法。上述研究思路和技术路线是根据我国油藏资源的特点，在2004年结题验收的国家973项目“大幅度提高石油采收率的基础研究”的基础上提出的，有很好的工作积累，有较完善的设备和条件，已形成一支稳定的科研队伍和富有特色的“产学研”一体化的组织模式，经过上个973项目的运行，证明这一模式非常成功，可以大大加快基础研究为产业部门服务的步伐。因此，本项目的研究思路和技术途径是可行的，通过多学科联合深入研究，可望在化学驱和微生物驱基础理论、方法和驱油剂方面获得重大突破。2.创新点（1）定量化分子设计理论及新型驱油剂。目前驱油用化学剂的分子设计还停留在以实验化学为基础的水平上，发展定量化分子设计理论可以大大促进胶体界面化学和高分子化学学科的发展，同时在此理论的指导下，针对我国油藏和原油特点，研制出高效、廉价、低/无储层伤害的驱油表面活性剂和新型聚合物。（2）物理化学渗流理论及精细模拟方法。化学驱油过程涉及大量的物理化学反应，目前的渗流理论主要考虑物理渗流过程，尚未深入考虑化学反应及分子变形对渗流的影响。另外，国内外对孔隙尺度的微观渗流研究甚少。物理化学渗流和微观渗流是目前国际前缘性研究课题，发展该理论将为合理描述化学驱过程中复杂的渗流机理奠定基础；建立考虑物理化学渗流过程的精细模拟方法，为化学驱提高采收率研究及应用提供科学的模拟方法和手段。（3）复杂产出液高效分离方法：复杂产出液分离是目前国内外尚未解决的基础难题，通过研究化学剂结构、类型及浓度对复杂产出液组成特征的影响，了解界面膜形成及破裂机理，在此基础上有针对性地研制高效破乳剂，进而建立复杂产出液高效分离方法。（4）储层数学描述方程及剩余油数字化预测方法。目前的研究精度尚不能满足化学驱应用的需要，通过在地质知识库的基础上建立数学方程，实现水驱后油藏特征及剩余油分布的精细定量化描述，为化学驱和微生物驱提高采收率提供定量数字化的油藏基础。（5）微生物驱油机理及适宜菌种培育方法。目前微生物菌种普遍采用从地层原生菌中筛选培育的方法，本研究将探索通过基因工程等方法主动培育适宜高效驱油的微生物菌种及其主要驱油机理和有效提高采收率方法。3.课题设置（1）低/无储层伤害表面活性剂分子结构设计及合成研究内容：以弱碱/无碱表面活性剂体系为重点，研究油水界面层分子结构和超低界面张力的关系，化学剂分子结构和性能的定量关系，在分子设计理论的指导下进行驱油用表面活性剂的分子设计与合成。研究目标：发展定量分子设计理论，研制出适合弱碱/无碱体系的廉价高效低/无储层伤害的新型表面活性剂，与原油达到超低界面张力或高效乳化启动残余油之后开采原油。承担单位：中科院化学所、大庆石油学院、中国石油勘探开发研究院课题负责人：王毅琳经费比例：16.5。（2）新型高效聚合物分子设计及合成研究内容：开展耐温、抗盐、抗降解聚合物分子设计、合成及性能研究，研究适宜中低渗透储层的中分子量高效聚合物溶液性质及驱油性能。研究目标：发展新型聚合物分子设计理论，设计出适合大庆中低渗透储层的抗污水抗降解系列聚合物和耐温80120、抗盐30000100000mg/L的新型聚合物，在驱油聚合物的高效、功能化和新颖性方面取得创新成果，为聚合物驱和复合化学驱现场应用提供新型高效聚合物材料。承担单位：西南石油学院、中国石油勘探开发研究院、中科院化学所课题负责人：罗平亚经费比例：14.2。（3）新型驱油体系驱油机理研究研究内容：弱碱/无碱复合驱体系与原油超低界面张力形成机理，碱在复合驱中降低界面张力的机理以及弱碱对地层的溶蚀作用；驱油过程中复合体系与原油形成乳状液的机理及控制方法，乳化程度对提高采收率的定量影响。研究目标：搞清复合驱油体系中各化学剂对形成超低界面张力主要作用及机理，发展界面化学理论，明确乳化作用对提高采收率的影响，确保新型化学剂驱油体系在地层内驱油性能的长期有效性，为驱油体系的高效化提供理论依据。承担单位：石油大学（北京）、中国石油勘探开发研究院课题负责人：李秀生经费比例：9.5。（4）物理化学渗流特征和规律研究研究内容：开展宏观及微观化学驱物理化学非线性渗流室内实验及渗流规律研究，给出化学驱物理化学非线性渗流特征及其数学描述。研究目标：通过化学驱油过程中物理化学非线性渗流特征及其数学描述，发展物理化学渗流理论，为合理描述化学驱复杂渗流机理奠定基础。承担单位：中国石油勘探开发研究院、中科院力学所课题负责人：沈平平经费比例：12.4。（5）复杂产出液形成机理及高效分离方法研究研究内容：复杂产出液组成、结构及特性，碱/表面活性剂/聚合物类型、结构以及乳化作用对复杂产出液组成和特性的影响；研究液/液界面聚并机理和复杂产出液分离方法。研究目标：通过对复杂产出液特性及分离方法研究，搞清复杂产出液形成机理，建立产出液高效分离方法。承担单位：大庆油田有限责任公司、中科院化学所课题负责人：程杰成经费比例：10.1。（6）剩余油分布数字化定量描述基础研究研究内容：开展数字化油藏精细描述方法和精度、剩余油分布形态、受力状况及精细定量化分布描述研究，使储层精细研究逐渐向数字化油藏的方向发展。研究目标：在地质知识库的基础上建立典型储层物性参数描述方程，提高井间储层描述精度和剩余油饱和度分布定量化精度，为化学驱油提供可靠的地质基础。承担单位：中国石油勘探开发研究院、大庆油田有限责任公司课题负责人：贾爱林经费比例：9.5。（7）化学驱精细模拟方法研究研究内容：开展室内和油藏条件下物理模拟对比研究，给出产生差异的主要影响因素及合理模拟方法，进行考虑物理化学渗流的数学模型及精细数值模拟方法研究。研究目标：形成复杂系统物理模拟和精细数值模拟方法，为形成提高石油采收率技术提供可靠的模拟方法和手段。承担单位：中国石油勘探开发研究院、北京应用物理与计算数学研究所课题负责人：袁士义经费比例：17.7。（8）微生物提高石油采收率基础研究研究内容：进行油藏条件下微生物资源分布及对驱油效率的影响研究，开展微生物基因工程方法、微生物地下激活方法研究；研究在不同油藏和油水情况下微生物代谢及驱油机理。研究目标：搞清油藏内原生菌的分布类型及对外加微生物菌种的影响，培育出高效微生物菌种，搞清微生物菌种的主要驱油机理，使微生物驱成为提高石油采收率的有效方法。承担单位：清华大学、中国石油勘探开发研究院课题负责人：吴晓磊经费比例：10.1。4.各课题之间的相互联系本项目所设课题的有机联系是，通过（1）（2）课题的基础研究，合成出高效廉价低/无储层伤害的化学剂和驱油体系；（3）（5）课题对（1）、（2）课题研制的驱油体系进行与油藏环境的综合研究，确保驱油体系在油藏内的长期稳定性和产出液的高效分离；（6）（7）课题提供应用该驱油体系的地质基础和驱油过程的模拟手段；（8）课题探索微生物驱提高采收率新方法。通过上述课题研究，可以确保项目总体创新目标的实现。 四、年度计划研究内容预期目标第一年1、文献调研。2、在分子设计理论和驱油剂合成方面，合成系列模型化合物，对产品进行提纯分离和结构表征，研究界面张力与模型化合物分子结构的关系；开展耐温抗盐聚合物单体的合成工作。3、研究复合体系与原油超低界面张力形成机理，碱、表面活性剂和聚合物类型及浓度对乳状液形成的影响规律研究，开展物理化学渗流实验研究。4、开展数字化油藏精细描述方法研究、三维油藏物理模拟实验研究和弱碱/无碱体系物理化学现象的数学描述研究。5、进行典型油藏条件下微生物资源分布及对驱油作用的影响研究。1、完成调研，给出调研报告。2、合成两个系列6种以上结构明确的表面活性剂模型化合物，得到纯度大于95的样品；合成4种以上耐温抗盐单体，基本确定新型聚合物分子设计思路和具体合成路线。3、了解碱、表面活性剂和聚合物类型及浓度对油水超低界面张力、乳状液类型、液滴大小分布及稳定性的影响规律，建立化学驱物理化学渗流实验方法。4、初步建立数字化油藏精细描述程序方法、油藏温度和压力下的三维物理模拟实验方法和弱碱/无碱体系物理化学现象的数学描述方法。5、初步分离纯化5株能够对石油和石油组分进行作用的微生物。第二年1、开展界面张力与表面活性剂分子结构的关系研究、适合弱碱/无碱体系的表面活性剂合成、表面活性剂复配机理以及新型单体对聚合物耐温抗盐性能的影响研究。2、研究碱对降低界面张力的机理、乳化程度对驱油效率的影响、复杂产出液组成与微观结构的表征及性能评价研究，开展物理化学渗流实验研究和理论研究。3、利用数字化油藏精细描述程序方法研究剩余油分布规律，开展油藏条件下与室内条件物理模拟结果对比和考虑物化渗流的数学模型研究。4、微生物群落基因组DNA提取，进行功能基因片断的扩增，油藏功能微生物群落基因指纹图谱分析。1、基本了解驱油用表面活性剂、聚合物结构与性能的关系，室内得到适合弱碱/无碱体系的表面活性剂样品和耐温抗盐聚合物样品。2、明确碱在复合体系中对降低界面张力的贡献机理以及乳化程度对驱油效率和产出液分离的影响，了解物化渗流主要机理，初步给出物理化学渗流规律。3、在地质知识库的基础上初步建立典型油藏储层物性参数描述方程，给出油藏及室内条件下物理模拟结果的对比差异，初步建立考虑物化渗流的数学框架模型。4、分离纯化和鉴定20株功能微生物，建立典型油藏功能微生物群落结构信息库。第三年1、开展弱碱/无碱体系表面活性剂界面性质研究，新型水溶性高分子合成以及结构与溶液行为表征研究。2、进行驱油体系界面层结构与界面性质研究、油水界面膜结构与性能评价研究；开展物理化学渗流和微观孔隙尺度内渗流规律数学描述方程研究。3、长期水驱后油藏描述及剩余油数字化分布预测方法研究，新型驱油体系物理模拟研究，考虑物化渗流规律数学模型及解法研究。4、适宜微生物菌种培育方法研究。1、明确化学剂分子结构与性能关系，室内得到针对大庆原油适合弱碱/无碱体系的表面活性剂和针对中低渗储层的新型聚合物系列样品。2、了解油水界面层结构特征以及与油水界面性质的关系，明确化学剂组成与产出液乳化关系，初步建立物理化学渗流表征方程。3、了解长期水驱后油藏物性参数变化和剩余油分布规律，提供物理模拟实验结果，建立考虑物化渗流规律的数学模型及解法。4、确定针对主要驱油机理的微生物培育方法。第四年1、弱碱/无碱体系表面活性剂合成条件的优化与中试，新型聚合物聚合工艺的优化及产品中试研究。2、弱碱/无碱表面活性剂驱油体系吸附与乳化性能研究，高效破乳剂的合成研究，开展物理化学渗流理论研究。3、提高油藏描述和剩余油分布预测精度方法研究，复合化学驱合理物理模拟方法研究，考虑物理化学渗流的数值模拟方法和软件研究。4、克隆微生物相关的功能基因，并进行分析和鉴定，研究微生物在油藏介质中的迁移转化和新陈代谢过程。1、优化出适合弱碱/无碱体系的表面活性剂和新型聚合物合成工艺条件，得到合格的中试样品。2、明确驱油过程中复合体系与原油形成乳状液的机理及控制方法，合成出高效破乳剂样品，发展物理化学渗流理论。3、初步建立数字化油藏精细描述方法和剩余油分布预测方法、合理物理模拟方法，初步研制出考虑物化渗流的数值模拟软件。4、室内得到针对主要驱油机理的2种以上适宜微生物菌种。第五年1、化学驱油剂分子设计理论总结，适合弱碱/无碱体系的表面活性剂和新型聚合物系列化研究；2、弱碱/无碱体系驱油机理总结，物理化学渗流和微观渗流理论总结，产出液高效分离方法研究。3、提高数字化油藏和剩余油分布预测精度方法集成研究，复合驱物理模拟方法和精细数值模拟方法集成研究。4、针对目标油藏油水情况的微生物代谢及驱油机理研究。1、发展定量化分子设计理论，合成出高效、廉价、低/无储层伤害的驱油表面活性剂和新型聚合物。2、明确弱碱/无碱体系驱油机理，发展物理化学渗流理论，建立复杂产出液高效分离方法。3、建立数字化油藏精细描述和定量预测剩余油分布方法、考虑复杂物理化学渗流的物理模拟和数值模拟方法。4、培育出高效微生物菌种2种以上，探索微生物驱提高采收率新方法。制冷系统故障诊断关键问题的研究Study on Key Point of Fault Detection and Diagnosis for Refrigeration System摘要：关键词：制冷系统，故障诊断（一） 立项依据与研究内容1、 项目的立项依据近年来，室内空气的污染已经直接影响到人们的健康甚至生命安全。特别是2003年SARS的暴发流行以及长期存在的“空调病”已引起了全球各地学术界的高度重视。室内空气污染给社会造成的严重后果给暖通空调领域提出了新的挑战，如何从源头上更有效地防止室内环境被污染并保障公共环境卫生安全已成为刻不容缓的任务和课题。HVAC（heating, ventilation and air conditioning）系统建造和存在的最主要目的是为人类提供健康和舒适的环境，然而随着HVAC系统的长期应用状况及生物医学方面的发现，HVAC系统已经成为导致建筑室内环境污染的主要根源之一。特别是近年来对HVAC系统过分强调其节能的要求，HVAC系统从设计开始，到其日常的运行及维护等方面，都几乎忽略了它的原始目的之一提供健康、卫生的室内环境。欧洲在上世纪90年代中期就开始注重HVAC系统对室内环境的影响特性，研究人员通过一个项目名为“European IAQ-Audit project”1的工作，调查了56个办公楼。结果发现所有大楼的室内空气品质都较差，而且室内人员对室内环境的不满意率都较高。这个项目的最重大发现是：HVAC系统本身就是污染室内空气的两个最大根源之一（另一个是众所周知的建筑及装饰材料），而通常所认为的室内人员对室内空气品质的污染影响则远远小于它们。在同时进行的另一个项目名为“European Database on Indoor Air Pollution Sources in Buildings”2也获得了几乎完全相同的结论：整个HVAC系统，包括其部件和设备，都是污染室内环境的罪魁祸首之一。尽管这些项目的研究以及其他类似的研究3,4,5,6都报道证实了HVAC系统及其部件和设备在传输空气的同时也污染了空气，但是，HVAC系统污染空气的过程、污染途径和机理，至今还未有完全明了的解释。近几年来，无论是国内还是国外，无论是政府部门还是HVAC生产商及研究机构，都对HVAC的健康问题十分重视，因此一些净化室内空气的装置和设备，如光触媒、高压静电等，都大有推广应用的趋势。但是，如何正确、合理和恰当地应用这些装置和设备，其前提条件在于获知污染源之所在及污染之机理。否则，一方面可能会造成HVAC建造和运行成本的增加，而且净化效果不明显；另一方面还有可能造成室内环境的二次污染。而解决问题的关键所在，就是要完全了解HVAC系统污染空气的途径和机理，只有这样才能在设计和运行维护中采取包括增加净化设备在内的各种有效措施，保持室内环境的健康性和卫生性。而当前还未有相关方面的研究报道。当前，来自于欧洲7国的12个大学、研究所和公司开始了一个简称为AIRLESS（Design, Operation and Maintenance Criteria for Air Handling Systems and Components for Better Indoor Air Quality and Lower Energy Consumption, Pre-Normative Research）7的项目，针对欧洲当前HVAC系统的设计和使用状况，该项目希望获得目的在于提高和改进HVAC系统及其设备和部件性能的应对策略以及相应的理论和规范，其最终目的是为了建立HVAC系统设计和运行维护的统一标准和协议。基于国外的研究进展状况，我们建议目前我国也应开展相应的研究，其主要原因有二：(1). 我国近年来的经济快速发展使我国进入了一个电力十分紧缺的阶段，这使得当前国内的建筑空调系统从设计到运行维护方面，都以简化和节能为首要考核指标，这无疑会使HVAC系统在恶化室内空气品质和影响人们身体健康方面埋下隐患。研究HVAC系统污染室内环境的途径，了解其机理，就可为找出解决问题的方法提供先决条件，同时，也可为HVAC系统合理的节能设计和恰当的节能运行控制策略提供理论基础。(2). 基于建筑空调的迅猛发展趋势和健康节能的要求，从自主知识产权角度出发，在未来的几年里，我国应制定自己的HVAC系统的健康评判标准及相应的技术规范和协议。该建议项目的研究将会给今后的评价方法和技术协议提供坚实的理论基础；正是基于上述原因，本研究确立以“空调系统污染建筑室内环境的途径及机理的研究”为课题内容，集建筑环境与设备、工程热物理等学科的基础知识和研究方法，揭示HVAC系统的各个设备和部件在污染室内空气中的作用，从而深入地了解其污染途径和机理，为解决HVAC系统的健康和卫生问题提供理论依据。参考文献2、 项目的研究内容、研究目标，以及拟解决的关键问题。（1）.研究内容在影响室内环境的各种污染物中，微尘、可挥发性有机组份（VOCs, volatile organic compounds）和微生物是影响人们健康的三大祸根，而HVAC系统及其部件正是这三大污染物初始的产生源之一或者传播（抑制/加剧）的主要途径。因此，本研究确立这三种污染物作为污染室内环境的对象，研究和分析HVAC系统在空气输送过程中它们的产生机理、传播（抑制/加剧）途径以及相关的影响因素，项目研究的主要内容包括以下三个部分：A. 研究HVAC系统的多个部件在微尘、VOCs和微生物的产生和传递中的贡献。着重于空气过滤器、风管、加湿器、翅片管换热器和转轮热湿交换设备等部件，分析和研究它们在材料选用和结构设计上对三种污染物的产生或传递的影响；B. 研究HVAC系统部件所处的物理/化学环境工况对微尘、VOCs和微生物产生或传播的影响因素。着重于温度、相对湿度和空气流速等参数对三种污染物影响室内环境的抑制/加剧作用；C. 结合各部件及其环境工况对输送空气的污染机理，对两种结构型式的HVAC系统（集中式和半集中式），从系统设计方面以及系统运行和维护方面对微尘、VOCs和微生物的产生机理或传递（抑制或加剧）途径进行分析和研究。在系统设计方面着重于研究和分析系统布局和部件设置以及工况设计等因素；而在对系统运行和维护方面则着重于研究和分析运行控制工况以及维护保养周期和方法等因素。（2）.研究目标A. 通过实验研究和理论分析相结合，找出HVAC系统及设备和部件在微尘、VOCs和微生物三种污染物的产生和传递中起重要作用的各种因素，并获知这些因素的影响关系以及关联特性，从而揭示HVAC系统污染室内环境的途径和机理，为使HVAC系统能够维持良好健康的室内环境在设计、运行和维护等方面提供科学基础和理论指导，并可以为今后相关标准和技术规范的制定创造必要的理论依据；B. 在国际著名期刊上（如“Building and Environment”，“Indoor Built Environment”等）发表研究论文5-8篇，在国内一级学报期刊上发表研究论文10-15篇；C. 培养博士生、硕士生10-15名。（3）.拟解决的关键问题A. 探明HVAC系统部件的材料和结构型式与微尘、VOCs和微生物等三种污染物的产生和传递之间的关系；B. 揭示部件的各种工况环境（温度、湿度和风速）对微尘、VOCs和微生物等三种污染物产生和传递的影响。3、 拟采取的研究方案及可行性分析。（1）.研究方案A. 实验研究拟采用如下图所示的实验方法进行实验。实验研究和分析的内容包括：实验方法原理示意图a) 相同运行工况及参数下，空气过滤器的类型、材料、等级及新旧程度对三种污染物的影响；在相同的过滤器情况下，运行工况的状态或参数（温度、相对湿度、空气流速、有无预热等）对三种污染物的影响；b) 风管长度、材料和制造工艺以及温度、相对湿度和空气流速等因素的影响；c) 加湿器的类型（喷嘴式、蒸汽式和超声波式）、加湿器的开停周期、水的新鲜与洁净程度等因素的影响；d) 翅片管换热器翅片表面是否有亲水膜、干与湿状况、翅片间最小窄面风速及翅片管壁面温度等因素的影响；e) 转轮热湿交换设备的材质及密度、转换周期、风速和温湿度状况等因素的影响；B. 实验结果的理论总结通过实验结果及分析，运用相关理论对各影响因素及其相互之间的关联特性进行数学化总结，以获得多种影响因素与三种污染物之间以及影响因素之间的关系式或逻辑关系表等；C. HVAC系统运行及维护管理方式的现有情况调研获得并总结出典型结构型式HVAC系统的一些常规的运行及维护管理方式和方法；D. 仿真分析将获得的污染物与影响因素的关系式或逻辑关系表数字化入HVAC系统仿真器中，利用仿真器模拟各种系统结构和布局、设备设置、工况以及运行和维护管理方式，研究和分析它们对室内环境污染状况的影响；E. 现场实验和实验室实验相结合的方式，验证理论与仿真分析的结果。（2）.项目的可行性A. 项目申请人及其课题组近十年来一直从事于HVAC系统设备、系统运行分析以及控制与仿真等方面的研究工作，在国内外学术刊物上发表的相关学术论文四十余篇；通过与国际知名大公司（如美国Honeywell，日本Yamatake等）在基础项目研究等方面的合作，已在HVAC系统及其设备的应用与分析方面积累了相当丰富的知识和经验。因此，已具备了完成项目的能力。B. 项目申请人及其课题组在完成2003年上海市科委科研基金（NK2003-006）“中央空调系统中空气清洁灭病毒病菌装置研究”的项目中，已建立了较为完善的实验平台（如下图所示），因此，已为项目研究大量实验工作的实施和完成创造了良好的实验基础；C. 在“拟采取的研究方案”中所叙述的技术路线，都是在现有工作条件下提出的，是可行的而且科学合理的。已建立的实验平台4、 本项目的特色与创新之处。A. 将HVAC系统对室内环境污染的影响归纳为三类可能的因素：（i）.部件的型式和材料；（ii）.部件所处的工况状态或参数（温度、相对湿度、空气流速等）；以及（iii）.系统结构、布局、运行和维护管理方式。其中前两类因素采用实验的方法进行研究，后一类采用仿真与实验相结合的方法进行研究；B. 通过实验和数学模型相结合的方法获得HVAC系统各种因素对室内环境影响的关系以及各种因素之间的关联特性。5、 年度研究计划及预期研究结果。（1）.第一年度（2006年）研究计划：A. 实验研究空气过滤器的类型、材料、等级及新旧程度等因素在各种运行工况及环境参数下对室内环境污染的影响；B. 实验研究加湿器的结构型式、加湿器的开停、水的新鲜或洁净程度等因素在各种运行工况及环境参数下对室内环境污染的影响；C. 实验研究翅片管换热器的翅片结构、表面亲水膜、干湿状况、空气流速及翅片管壁面温度等因素对室内环境污染的影响。预期研究成果：A. 总结空气过滤器、加湿器和翅片管换热器的各种因素与微尘、VO