科研成果轉化為教學資源的探析——以空調系統冷凝水回收利用技術研究為例

曹振華

科研成果轉化為教學資源的探析——以空調系統冷凝水回收利用技術研究為例

曹振華

（陜西國防工業職業技術學院 西安 710302）

以空調系統冷凝水回收利用技術研究科研項目為背景，介紹了該科研項目的基本情況、搭建的實驗平臺及最終的科研成果。探析了將該科研成果轉化為優質教學資源的過程及方法，通過將科研成果轉化為教學資源，有力的促進了學生的創新能力，大大增強了學生的動手能力，有力的促進了高職院校的教育教學質量的提高，為高職院校的教育教學發展開辟了一片新天地。

空調系統冷凝水回收利用技術；實驗平臺；科研成果；教學資源

0 引言

科學研究和教育教學是高職院校工作中相輔相成的兩個不可分割的部分。教學工作是教師把已知的已經成熟的知識傳授給學生，主要是把已有的知識講解清楚，讓學生能夠理解整個的知識體系以及相應的知識點，做到能夠熟練運用所學知識；科學研究則是老師引導學生對未知領域的探索研究，重在培養學生在遇到問題時如何去分析以及如何去解決的思路和能力。如果能夠將科研成果較好的轉化為教學資源，將會對學生以后走上工作崗位自行解決實際問題起到不可估量的作用。同時，在學校期間也可以吸引學生的學習興趣，激發學生的創新意識，培養學生的自我學習習慣和鉆研能力，從而培養了學生在今后的工作崗位上鉆研并解決問題的基本能力。對學校來說，也可增加科研項目設備儀器一次性投入的重復利用，提高了科研項目的收益率，節約學校對實驗設備的投資成本。因此，如何將科研成果有效地轉化為教學資源值得所有高職院校教師的思考和探索。

1 科研成果簡述

1.1 項目簡介

隨著人們節能節水的意識不斷提高和我國節能減排政策的大力提倡和堅決貫徹，空調系統產生的大量冷凝水的有效回收利用進入了大眾的視野，經空調行業相關研究人員分析研究探索，已經取得了一定的碩果，但目前而言，人們對空調系統產生的冷凝水認知還不是很足，對其回收利用技術不認可及不接受、對其回收的冷凝水水質問題的懷疑等原因，真正將其付諸于建筑實際工程中的并不多。

伴隨著我國經濟的大力發展，中央空調系統已經遍布于我國各個建筑中，中央空調系統的特點是制冷量特別大，因此其產生的冷凝水量也大，如果能設計出一套冷凝水回收利用系統，那么經濟效益將會顯而易見。例如，我國深圳機場候機樓的中央空調系統冷凝水回收利用的設計，其由何志豪[1]等人對該系統進行了相關分析研究，對該系統進行了冷凝水量的計算，根據其分析計算結果對該空調系統冷凝水提出了回收利用設計的方案，根據設計方案對該空調系統進行了相關的工程改造。首先將冷凝水集中收集起來，然后將其通過水泵和管道與冷卻塔相連，將空調系統產生的冷凝水送入冷卻塔集水池中，從而將冷凝水作為冷卻水的補水進行回收利用，并且經這樣的改造當年就收回了成本，可見經濟效益明顯。該空調系統冷凝水回收利用方案也可推廣到其他候機樓空調系統中。再譬如，青島即墨某大型超市的中央空調系統冷凝水回收利用的設計，其由李景帥[2]等人對該商場的空調系統產生的冷凝水進行了數據分析，通過工程實例分析了其空調系統產生冷凝水量的大小和其影響產生量大小的因素等兩個方面，發現將其冷凝水作為冷卻塔的補水系統，具有初投資較小、經濟效益見效快等一系列優點。

在國外，空調冷凝水的回收利用技術研究也早已經取得了很大的進展，并已經廣泛應用在多個領域。例如，在德國，基本所有的家用空調產生的冷凝水都回收用于直接冷卻室外的冷凝器，這個技術已經相當成熟。而在美國，關于空調冷凝水回收利用技術研究已經取得很多的發明專利，譬如，Kevin Teller教授發明了一種將空調系統產生的冷凝水直接送入新風機組的回收利用裝置，用來直接調整新風溫度，起到了一定的節能效果。在1996年，Michael Charles L發明了將空調系統產生的冷凝水作為制備飲用水的原水的回收利用裝置，該裝置將空調冷凝水經過過濾和再凈化，從而作為辦公樓、住宅等地方的飲用水，大大節約了水資源。

在全球，大部分地區都水資源及其短缺，那么空調系統冷凝水回收利用技術的研究和應用就意義尤為重要，例如，在中東國家伊朗，其僅國際機場一個地方每年就能回收利用104m3左右的中央空調系統產生的冷凝水，他們將回收來的冷凝水用來灌溉機場周圍的花草樹木、沖刷機場周邊廁所等，這樣不僅合理的回收并充分的利用了空調產生的大量冷凝水，而且給國際機場節約了大量的水資源，對這些水資源短缺的國家該技術具有重要的借鑒意義[3]。

因此，本科研項目以空調系統冷凝水回收利用技術作為研究的對象，進行深入研究，以探討空調系統冷凝水回收利用的技術方法、可行性分析及產生的經濟效益等問題。

本項目研究及擬解決的核心問題：

（1）根據空調系統實驗和相關空調工程實例，對其產生的冷凝水進行特性分析研究，對其水質進行化學分析，對不同空調系統產生的水量進行分析計算，根據這兩個方面，設計出空調冷凝水的水處理工藝流程。

（2）通過實驗分析探索各種空調系統冷凝水的回收利用方法，并與校外空調工程公司合作，根據實際工程實例，進行相關空調系統的冷凝水回收利用工程技術的設計研究。

（3）根據空調公司安裝的實際工程實例對冷凝水回收利用系統進行其經濟效益分析和可行性分析，其分析結果將會對空調系統冷凝水的回收利用技術有一定的參考意義。

1.2 本項目研究需搭建的實驗平臺

課題組通過搭建了一下幾個實驗平臺很好地對該項目涉及的幾個問題進行了研究：

（1）建立制冷系統試驗臺。要研究空調冷凝水系統的回收利用技術，首要問題就是搭建一個合理的制冷系統，本課題將通過查閱大量相關文獻及走訪相關專家來建立一個合理的制冷系統。

（2）搭建戶式中央空調系統冷凝水回收試驗臺，分析其運行節能效果。

（3）搭建中央空調冷凝水系統回收實驗臺，分析其運行節能效果。

1.3 項目研究最終科研成果

該項目通過對戶式中央空調和中央空調系統（新風加風機盤管）的冷凝水產生量進行分析計算，并加以利用分析，得出以下三個研究結論：

（1）本項目對戶式中央空調和中央空調系統（新風加風機盤管）的冷凝水發生量進行了理論計算，并以西安某高級辦公樓為例，計算出單位空調面積上產生的冷凝水量為1.93×10-5kg/(m2·s)。其中新風處理過程中產生的冷凝水量占74%，室內人員散濕產生冷凝水量占19%，室內空氣產生冷凝水量占7%[4]。

（2）空調中回收的冷凝水可以作為冷卻塔補充水，城市綠化用水和景觀用水。經實踐運行計算分析，結果表明，投資的回收系統設備一年即可收回成本，其節能和節水效果明顯[5]。

（3）空調冷凝水是一種高度純凈的水，腐蝕性強，必須考慮采用防腐蝕材料；同時也可能攜帶污染物和細菌，應根據具體情況對冷凝水進行消毒處理[6]。

2 本科研成果轉化為教學資源的應用

項目組全體人員團結合作，投入了大量的精力，在廣泛調研查閱有關文獻的基礎上，高水平、高質量地完成了本項目的研究，并在隨后的實驗教學中不斷地充實完善，取得了滿意的成果。

（1）在某些課程的理論和實驗教學中，可以利用本科研成果進行理論和實驗教學。比如，制冷技術、空氣調節工程技術這兩門專業核心課，在教學中如果能很好的利用此研究成果，將會起到事半功倍的效果。例如，在制冷技術課程教授過程中，在有關空調四大件工作原理、運行等理論時，以前在課堂上只是理論講解，對教師來說，很費勁，但學生還不理解，現在可以直接利用此項目的實驗平臺進行功能演示，其區別和相同點很直觀的顯示出來了，對學生來說，大大地加深了制冷系統的理解力和印象，學習本課程的興趣也會大大提高。在空氣調節工程技術課程授課中，在有關戶式中央空調系統和風機盤管加新風系統兩個系統的特點講解過程中，同樣存在這個問題，教師在課堂上用理論講兩種空調的組成及工作過程、特點等，學生同樣理解不深。那么，現在利用本科研項目搭建的中央空調平臺可直觀的將其呈現給學生，其教學效果明顯提高。通過在理論課程中融入科研成果的講解，也可以表現出教師本人的科研能力和專業素養，這將大大提高教師個人的教學魅力，大大提高課堂教學吸引力，對教學質量的提高將會產生巨大的影響[7]。

（2）在中央空調課程設計中可以讓學生利用此項目平臺來設計一個空調冷凝水回收系統。課程設計是普通高等職業院校教育實踐環節的一個重要組成部分，是對學生工程實踐教學能力的重要一環[8]。通過課程設計，不僅可以提高學生的理論聯系實際的能力，培養學生對所學專業課程進行全角度的總結分析的能力，而且可以培養學生解決實際工程中遇到的問題的本領，因此課程設計在高職院校中是非常重要的教學環節。科研成果研究本身就是解決工程中遇到的一些實際問題，通過學生借助其項目的實驗平臺進行課程設計，讓學生能夠體會到在進行實際工程設計的感覺，大大增加學生對課程設計的興趣，提高了課程設計的質量。

（3）空調專業的學生畢業設計可利用此項目研究平臺進行畢業設計研究。高職院校畢業設計是培養學生獨立分析和解決實際問題的能力。學生通過三年的大學學習，運用所學專業知識，應獨立完成本畢業設計。通過畢業設計情況可以反應學生在校學習和掌握專業知識情況，是學生對所學專業知識的匯總、分析、運用、創新的一個綜合過程，將會對學生以后走上工作崗位獨立分析和解決問題起到重要的作用[9]。此科研成果是解決空調工程實際問題的項目，因此引導學生結合該科研成果選題，貼合實際，鼓勵學生查閱文獻，學習研究已經成熟的研究方法，并在此基礎上，對該科研成果項目進一步進行創新和改進，也可不斷完善實驗研究成果，實現學習和改進實驗平臺雙贏。

（4）在實驗實訓過程中可充分利用此研究成果。充分發揮本科研項目搭建的三個實驗平臺，將所有搭建的實驗平臺都可應用于實驗實訓教學中，不僅可以很好地培養學生，鍛煉學生的動手能力，而且可以讓教師本人參與進來，可以有針對性地解答學生提出的問題，整個實驗實訓過程教師可以進行有效的控制[9]。通過將本科研成果有效轉化為實驗實訓教學內容，不僅可以利用自身的科研優勢，提高了實驗實訓的教學能力和水平，而且還實現科研向教學方面的逐步滲透，大大地增加了科研項目設備儀器一次性投入的重復利用，從而提高了科研項目的收益率。

（5）項目科研成果可有效的激發學生的創新意識，在校學生在該課題的研究基礎上可通過自己的不斷探索和改進實驗方法，進一步優化實驗環境，對該課題的研究成果進一步優化設計方案，不斷促進該成果的進一步改良和發展。從而不但培養了學生的創新能力，而且也有可能在不斷地實踐實驗和檢驗下促進本行業的技術發展。

（6）在各級各類制冷技能大賽中可充分利用此項目試驗平臺進行實操訓練。目前各級各類技能大賽基本涵蓋了戶式中央空調系統的組裝與調試、制冷與空調設備組裝與調試、制冷設備安裝與調試等幾種大賽。而這幾種大賽都可以利用本項目的三種試驗平臺進行實操訓練。大大的提高了學生的實操能力，并且為學校節約了投資購買大賽設備的資金。本校學生就是利用該項目的試驗平臺進行刻苦訓練，在2017年全國機械行業職業院校技能大賽——“三向杯”制冷設備安裝與調試技能大賽中獲得全國二等獎的優異成績。

3 結論

據相關數據統計，在我國大量高職生畢業后，在走向工作崗位時，并不能立即轉正，都要經過一段時間的企業或公司的培訓，是什么原因導致這樣的現象屢見不鮮呢？原因有很多，其中最主要的原因是學生在校期間所學到的理論課程與社會上所需要的能力相脫節。隨著社會科技的發展，市場競爭不斷地加劇，就業壓力也越來越大，如何提高高職畢業生的就業競爭力已經是目前各個高職院校迫切需要解決的問題。因此，我們應該改變人才培養模式，使培養出的人才具有一定市場競爭力。那么如何能將高校具有前沿的科研項目很好地轉化為教學資源，讓其學生沒有出校門前就能接觸并熟練掌握了本行業的前沿知識，讓學生真正能達到出了校門就能上崗工作，這些問題值得我們所有從事高職教育人的思考和探索。

[1] 何志豪,王龍.中央空調冷凝水回收利用工程實例與分析[J].建筑節能,2008,36(12)22-24.

[2] 李景帥.淺述商場中央空調冷凝水回收利用[J].建筑技術研究,2012,(10):62.

[3] 曹振華.空調系統中冷凝水作為水資源的回收利用技術研究[J].制冷與空調,2019,(5):509-512.

[4] 趙若焱,曹振華.空調系統中冷凝水作為水資源的回收利用技術研究[J].系統仿真技術,2019,(2):156-160.

[5] 李建堯.某酒店夏季空調冷凝熱回收系統技術經濟分析[J].制冷與空調,2016,(4):423-426.

[6] 張麗潔,楊晚生.空調系統冷凝水的回收利用分析[J].暖通與空調,2011,39(8):14-29.

[7] 歐陽生春,張文宇,蔡龍俊.空調冷凝水作為水資源的回收利用[J].建筑科學,2006,(5):39-42.

[8] 李琦,翁榮華.夏季空調冷凝水回收利用方案的實施[J].能源工程,2006,(2):59-61.

[9] 曹振華.科研成果轉化為教學資源的探索——以地源熱泵空調控制系統的設計與研究為例[J].制冷與空調,2020,(1):104-107

Research on the Transformation of Scientific Research Achievements into Teaching Resources——A Case Study of Recycling Technology of Condensed Water in Air Conditioning System

Cao Zhenhua

( Shaanxi Institute of Technology, Xi’an, 710302 )

Based on the research project of condensate recycling technology in air conditioning system, the basic situation of the research project, the experimental platform and the final research results are introduced. The process and method of transforming the scientific research achievements into high-quality teaching resources are discussed. By transforming research achievements into teaching resources, students' innovative ability has been effectively promoted, the practical ability of students has been greatly enhanced, and the quality of education and teaching in higher vocational colleges has been effectively promoted, thus opening up a new world for the development of higher vocational education and teaching.

Recycling technology of condensed water in air conditioning system System; Experimental Platform; Scientific Research Achievements; Teaching Resources

TU831.6

A

1671-6612（2021）02-272-04

陜西省教育科學“十三五”規劃2020年度立項課題：“職業院校科研成果有效轉化為教學資源的探索與實踐”（課題批準號：SGH20Y1578）

曹振華（1978.02-），男，研究生，副教授，E-mail：106741438@qq.com

2020-08-04