暖通空调系统专业课程教学大纲汇编

暖通空调系统专业课程教学大纲汇编一、课程体系概述暖通空调（HVAC）专业教育以培养建筑环境控制、能源高效利用、人工环境营造领域的复合型工程技术人才为核心，课程体系需兼顾理论深度与工程实践，形成“基础理论-专业核心-实践创新”的递进式结构。本大纲汇编围绕“知识传授、能力培养、素质塑造”三维目标，整合热力学、流体力学、传热学等基础学科，衔接暖通空调工程设计、制冷技术应用、建筑节能等专业方向，为高校相关专业教学提供系统性指导框架。二、核心课程教学大纲（一）工程热力学1.课程目标掌握热力学基本定律与工质热力性质，建立能量转换与传递的工程思维，为分析空调制冷循环、热泵系统等提供理论支撑。2.教学内容基础理论：热力学基本概念（系统、状态、过程）、热力学第一定律（能量守恒与转换）、热力学第二定律（熵与不可逆过程）；工质特性：理想气体与实际气体（水蒸气、制冷剂）的热力性质，压-温-熵图的应用；循环分析：动力循环（朗肯循环）、制冷循环（逆卡诺循环、蒸汽压缩式循环）、热泵循环的能量分析与优化。3.学时分配理论教学32学时，实验教学8学时（含水蒸气定压发生过程、制冷剂压焓图应用实验）。4.教学方法与考核教学方法：结合工程案例（如热电厂能量转换、空调热泵系统）开展问题导向教学，利用热力过程仿真软件辅助理解；考核方式：过程性评价（实验报告、课堂讨论）占30%，终结性评价（闭卷考试，侧重循环分析与工质特性应用）占70%。（二）流体力学1.课程目标掌握流体静力学、动力学基本规律，具备分析管道流动、通风管网阻力特性的能力，为暖通空调系统水力计算奠定基础。2.教学内容流体基本性质：粘性、压缩性、表面张力，流体静压力分布与应用（如液柱式测压计）；流动基本方程：连续性方程、伯努利方程、动量方程的推导与工程应用（如风机选型、管道阻力计算）；流动阻力与管网：层流与湍流的判别，沿程阻力与局部阻力计算，通风空调管网的水力平衡分析。3.学时分配理论教学36学时，实验教学12学时（含管流阻力测试、风机性能曲线测定实验）。4.教学方法与考核教学方法：采用案例教学（如高层建筑给水系统、空调风管系统设计），结合流体力学仿真软件（Fluent）演示流动过程；考核方式：过程性评价（实验操作、课程作业）占40%，终结性评价（开卷考试，侧重方程应用与管网计算）占60%。（三）传热学1.课程目标掌握导热、对流、辐射三种传热方式的基本规律，能够分析建筑围护结构传热、空调设备换热过程，为热工设计与节能分析提供理论工具。2.教学内容对流传热：边界层理论，强制对流与自然对流的换热系数计算（如空调换热器、散热器换热分析）；辐射传热：黑体与实际物体的辐射特性，角系数与辐射换热网络法（如建筑外窗遮阳、太阳能集热器设计）。3.学时分配理论教学40学时，实验教学10学时（含稳态平板导热、对流换热系数测试实验）。4.教学方法与考核教学方法：融入工程场景分析（如建筑外墙保温设计、热泵蒸发器换热优化），利用传热学软件（如ANSYS）进行数值模拟；考核方式：过程性评价（课程设计、案例分析报告）占35%，终结性评价（闭卷考试，侧重传热过程分析与计算）占65%。（四）暖通空调工程1.课程目标系统掌握暖通空调系统的设计、运行与调控技术，具备编制空调负荷计算、系统选型、施工图设计的能力，对接工程实践需求。2.教学内容负荷计算：建筑热湿负荷计算方法（谐波反应法、冷负荷系数法），室内外气象参数的选取与应用；系统设计：空调水系统（异程/同程系统、水力计算）、风系统（风管布置、风机选型）的设计流程；设备选型：冷水机组、空气处理机组、冷却塔的性能分析与选型计算，空调自控系统的基本原理；工程实践：结合实际工程项目（如商业建筑中央空调系统、洁净室空调设计）开展方案比选与优化。3.学时分配理论教学48学时，课程设计16学时（完成某建筑空调系统设计任务书，含负荷计算、系统选型、施工图绘制）。4.教学方法与考核教学方法：采用项目式教学，分组完成实际工程设计任务，邀请行业工程师参与方案评审；考核方式：过程性评价（设计方案、小组汇报）占50%，终结性评价（开卷考试，侧重系统设计与设备选型）占50%。（五）制冷技术1.课程目标掌握制冷循环原理与设备构造，具备制冷系统设计、调试与故障诊断能力，适应冷链、工业制冷等领域的技术需求。2.教学内容制冷循环：蒸汽压缩式制冷（单级/多级压缩、热泵循环）、吸收式制冷（溴化锂吸收式机组）的工作原理与性能分析；制冷设备：压缩机（活塞式、螺杆式、离心式）、冷凝器、蒸发器、节流装置的结构与选型；系统应用：冷藏库制冷系统设计，空调用冷水机组的运行调控，制冷系统的节能与环保技术（如制冷剂替代）。3.学时分配理论教学36学时，实验教学12学时（含制冷循环性能测试、冷水机组故障模拟实验）。4.教学方法与考核教学方法：结合虚实结合实验（实体设备操作+虚拟仿真调试），邀请企业技术人员开展案例分享；考核方式：过程性评价（实验操作、故障诊断报告）占40%，终结性评价（闭卷考试，侧重循环分析与设备选型）占60%。三、实践教学环节设计（一）实验教学实验教学贯穿基础课程与专业课程，分为验证性、综合性、创新性三个层次：验证性实验：如流体静压力测量、导热系数测定，巩固理论知识；综合性实验：如空调系统全工况性能测试（含负荷、风量、能耗分析），整合多学科知识；创新性实验：如太阳能驱动制冷系统设计、相变储能材料在空调中的应用，鼓励自主选题与探索。实验教学需配套《暖通空调实验指导书》，明确实验目的、原理、步骤与数据处理要求。（二）课程设计核心课程设计包括流体管网设计（通风/空调水系统）、空调系统设计（建筑负荷计算与系统选型）、制冷系统设计（冷藏库或冷水机组设计），要求学生独立完成从方案设计到施工图绘制的全流程，培养工程设计能力。设计成果需通过答辩与评审，重点考察方案合理性、计算准确性与图纸规范性。（三）生产实习实习分为认识实习（第3学期，1周）、生产实习（第6学期，4周）、毕业实习（第8学期，2周）：认识实习：参观空调设备制造厂、商业建筑中央空调系统，建立工程认知；生产实习：深入设计院、安装公司或运维企业，参与实际项目的设计、施工或调试；毕业实习：结合毕业设计选题，在企业导师指导下开展专项技术研究，为毕业设计积累工程经验。（四）毕业设计毕业设计选题需紧扣工程实际，涵盖空调系统设计（如绿色建筑暖通设计）、制冷系统优化（如冷链物流制冷节能）、建筑节能技术（如地源热泵系统应用）等方向。要求学生完成文献调研、方案设计、计算分析、图纸绘制与论文撰写，通过答辩检验综合应用能力。四、教学实施与考核建议（一）教学方法创新1.项目式教学：以实际工程项目为载体（如“校园图书馆空调系统改造”），分组完成负荷计算、系统设计、造价分析等任务，培养团队协作与工程思维；2.案例教学：引入行业典型案例（如冬奥会场馆暖通设计、数据中心冷却系统），分析技术难点与解决方案，增强理论联系实际的能力；3.虚拟仿真教学：利用BIM技术进行建筑暖通系统建模，通过VR/AR模拟空调系统运行与故障排查，弥补实体实验的局限性。（二）考核方式优化采用多元化考核体系，打破“一考定终身”的模式：过程性评价（40%~60%）：包括实验操作、课程作业、小组汇报、设计方案等，侧重能力与素质考核；终结性评价（40%~60%）：闭卷/开卷考试、毕业设计答辩等，侧重知识体系与综合应用能力；行业认证衔接：鼓励学生考取“注册公用设备工程师（暖通空调）”相关科目，将备考内容融入教学，提升职业竞争力。五、教学资源建设（一）教材与参考资料核心教材：《工程热力学》（沈维道）、《流体力学》（龙天渝）、《传热学》（陶文铨）、《暖通空调》（陆亚俊）、《制冷技术》（李红旗）；参考资料：《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB____）、《实用供热空调设计手册》、ASHRAEHandbook（国际暖通空调与制冷协会手册）；行业动态：关注《暖通空调》《制冷学报》等期刊，跟踪“双碳”目标下的热泵技术、光伏建筑一体化等前沿方向。（二）实验与实践平台基础实验平台：建设流体力学实验室（管流实验台、风机性能测试台）、传热学实验室（导热/对流/辐射实验装置）；专业实验平台：搭建空调系统综合实验台（含负荷模拟、设备选型、自控调试）、制冷系统实验台（冷水机组、吸收式制冷机组）；校外实践基地：与设计院、设备厂商、运维企业建立长期合作，提供稳定的实习与就业渠道。（三）在线教学资源慕课资源：中国大学MOOC平台的《工程热力学》《暖通空调工程》等国家精品课程；虚拟仿真资源：国家虚拟仿真实验教学项目（如“建筑空调系统运行调控虚拟仿真”）；行业数据库：AccessEngineering、中国知网（CNKI）的暖