实验教学对于提高学生的综合素质、培养学生的实践动手能力和创新意识具有特殊的作用。然而传统的实验教学难以实现对学生实践能力和综合素质的培养。教育部明确提出，要增加综合性与创新性实验，要建立大学生尽早进入实验室研究的基本制度和运行机制，提高大学生的创新能力。为此，高校需“引入集成信息技术等现代技术，改造传统的实验教学内容
和实验技术方法，加强综合性、设计性、创新性实验”（教高［２００５］８号文件）。在充分认识到实践教学的重要性的基础上，“一定要系统地落实措施：给学生实践以足够的时间，足够的空间，良好的环境与条件，合适的要求、内容与方法以及正确的评价标准与激励措施，使得学生的个性、主动性、创造性得以有效培养与健康发展”。为满足“三性”实验需要，加强学生实践能力和创新能力培养，在全国建筑环境与设备工程专业指导委员会制定的总体框架下，结合自身特色，总结多年实验教学经验，参考兄弟院校做法，设计研制了暖通空调多功能综合实验台，实验台实践效果良好，在提高人才质量方面发挥了重要作用。
1、多功能实验台设计思路
按照教学和科研相结合、服务人才培养和学科建设、搭建高水平服务平台的总体思路，开发以综合创新实验项目为主体、突出实践和创新能力培养、满足现代高等教育对人才培养的需要，兼顾经济和效益的实验系统。多功能综合实验台充分体现综合性、开放性和先进性的特点。
（１）综合性。体现在将多个实验项目共用的设备集成在一个综合实验平台上，实验资源共享，满足不同层次的实验需求，提高资源的利用率，同时通过综合性实验项目的训练达到锻炼学生分析和解决问题的能力，提高探索和创新的能力。
（２）开放性。将该实验台设计为基础平台，为暖通空调专业的相关教学和科研提供基本的检测装置、仪表和环境，还可为学生探索性实验和教师的科学研究以及设计开发提供支撑，具有良好的扩展功能。开放性还体现在该实验台具有模块化的特点，可面向全体学生开放，实施开放性实验教学和管理，如可提供本专业常用的冷热源模块、热湿环境处理模块、检测和控制模块等，学生可根据兴趣和需要，自行设计实验方案，组合不同模块、搭建不同系统，完成相应的探索性、设计性实验。
（３）先进性。先进性要求测试手段先进、参数控制精度高，能满足科学研究和国家标准对设备性能检测的要求。设计时，应充分考虑被测对象、测试要求等各方面因素，采用合理的、先进的测试技术和高精度测试设备。

图１　暖通空调综合实验台构成原理
2、多功能实验台组成
基于上述思路，多功能综合实验台主要由冷热源模块、测试用恒温恒湿小室模块、空气处理模块、参数测量和采集模块、电气控制模块、管路系统模块和被测换热设备７大部分组成，该实验台的构成原理如图１所示。
图１暖通空调综合实验台构成原理
（１）冷热源模块。可同时集中制备恒温冷热水，用来向空调换热设备提供冷热介质。主要组成有１台制冷量为３０ｋＷ 水冷冷水机组和２台１５ｋＷ 风冷热泵机组、冷水箱、热水箱、冷却塔、不锈钢电加热器、搅拌器等组成。冷热水箱为双层不锈钢保温水箱，大小为８００ｍｍ×８００ｍｍ×１０００ｍｍ，内均设置手动加热器和ＰＩＤ自动加热器，通过温度设定自动控制加热功率，实现冷热水温恒定。
（２）测试用恒温恒湿小室。本实验台共有３个小室，外围护为保温彩钢板，小室尺寸和气流分布参考国家相应标准进行建设，能够满足规范要求的温湿度精度要求和调节范围，分别用于散热器、风机盘管和房间空调器热工测试用，还可扩展实现其他功能，比如：通过对室内热电偶布置，可以研究室内气流组织分布情况；在室内放置相应污染源，研究室内污染物释放规律和空气质量测定等。
（３）空气处理模块。根据实验要求，空气处理模块通过对空气加热、加湿、冷却、去湿等功能提供恒定的温湿度气流，保证测试小室达到要求的测试环境。该模块主要由２台多功能组合式空调器构成，含有新回风混合段、一次加热段（手动＋ＰＩＤ自动）、中间段、加湿段（手动＋ＰＩＤ自动）、表冷段、喷淋段、二次加热段（手动＋ＰＩＤ自动）、风机段等组成。２台组合式空调器的风机均为变频风机，可根据需要调节风量。通过ＰＩＤ加热器和ＰＩＤ加湿器自动控制被处理空气的温湿度精度，保证实验环境所要求的空气参数。
（４）参数测量和采集模块。参数测量包括温度、功率、流量和压差的测定。温度测定和控制选取高精度的ＰＴ１００温度传感器，共设置３０个。为提高测试精度，空气干湿球温度均采用取样装置测定，该装置由取样管、测量管、取样盒、取样风机及自动补水器组成。取样风机保证测量湿球温度时流过湿球温度传感器的空气流速在３．５～１０ｍ／ｓ之间。风机盘管、冷水机组、房间空调器的功率测量采用３台数字功率计直接显示。风机盘管、冷水机组、表冷器水流量采用３台涡轮流量计测量，同时设置称量法加以校核，保证实验测量精度。空气流量参照国家标准，采用喷嘴流量计测量（配用２个Ф７０ｍｍ、１个Ф８０ｍｍ、１个Ф１５０ｍｍ喷嘴流量计），风量测量范围为２５０～４０００ｍ３／ｈ。使用时根据被测设备风量，并保证喷嘴喉部风速在１５～３５ｍ／ｓ之间来确定使用喷嘴的直径和个数。选用４台气体压差变送器后经数字仪表直接显示压力，用于测量喷嘴前后、被测换热器、风机盘管出口和喷嘴进口处的压力，量程范围０～５００Ｐａ。风机盘管进出水侧和被测换热器进出水压差采用２台数字压差计就地显示。采集模块选用Ａｇｉｌｅｎｔ３４９７０Ａ数据采集仪（３４９０１Ａ模块２个），基于ＬａｂＶＩＥＷ 实现和计算机通信，完成各温度、流量、压差等参数的实时检测与动态显示，实现自动记录、存储实验数据并可在线计算测试结果。
（５）电气控制模块。主要完成各电气设备集中配电、部分参数的显示和控制工作。
（６）管路系统模块。包括水系统和风系统。水系统由循环泵、无规共聚聚丙烯（ＰＰＲ）水管、换热设备、各种阀门和配件等构成，完成冷热水的制备和输配。
实验台共设置循环水泵７台，分别用于冷却水、水冷机组、风冷热泵机组、风机盘管、散热器、喷淋回水、表冷器水路循环，根据实验方案可启动其中相关水泵运行。
水管管材全部为ＰＰＲ水管，可以有效避免系统的腐蚀生锈问题，保证循环水的清洁和系统的正常运行。风系统实现空气的循环，保证实验需要的空气参数。风管管路用镀锌板制作，外贴橡塑保温棉，表面铝箔保护。
（７）被测换热设备。实验台可参照国家标准完成
风机盘管（风量２５０～４０００ｍ３／ｈ）、空调器（制冷量１４ｋＷ 以下）、散热器等换热设备的热工性能测试。在设计空调器性能检测系统时，考虑到需要室内和室外两
个测试环境，为节约投资，使装置紧凑高效，基于“焓差法”、采用将风机盘管测试小室同时兼做空调器室内侧的方案。
综合实验装置部分实物如图２所示。
3、多功能实验台功能
该实验台技术先进，参数自控和测试精度高，功能全，开放性强，既能满足本科实验教学，还能为大学生创新训练计划、教师研究课题、研究生培养等提供高水平的研究平台。同时，还可以按照国家标准测试制冷空调产品的热工性能。实验台功能详细说明如下。
（１）服务于实践教学。该实验台能够按照“三层次”实验教学模式要求开展多项、各种层次的实验项目，服务于多个理论课程。实验台开设实验情况见表
１.此外，该实验台实际上为一小型中央空调系统，含有完整的空调水系统、风系统和空调设备，在实验室可开展认识实习和生产运行的实习教学。可完成从专业基础的流体和热工课程实验，到专业课程暖通空调系统的组成和原理、空调设备结构认识等实验，再到后期自主完成空调系统的调试、运行和故障诊断等实习任务，最后在多功能实验台上完成毕业设计和科研创新训练实验。多功能综合实验台可满足不同层次实践教学任务，综合培养学生专业能力和综合素质。
（２）暖通空调设备性能检测。该实验台能够按照国家相应标准要求完成风机盘管、散热器、房间空调器和表面式换热器等暖通空调设备性能的测试工作，为设备厂家开发新设备以及末端用户了解设备性能提供实验数据支持。
（３）高水平科研和创新平台。基于综合、先进和开放的特点，该实验台能够为教师从事相关科学研究工作和学生进行探索创新实验提供实验平台，提高教师业务水平，支撑学科建设快速发展。
表１多功能实验台完成实验情况

层次		内容	服务课程
基础型		① 风管压力、流速和流量的测定； ② 管内水流量测定实验； ③ 室内气象参数（温度、湿度、风速等）测定； ④ 空气处理基本过程（加热、冷却、加湿、去湿）； ⑤ 制冷、空调和供热系统演示； ⑥ 风机和水泵特性测定	流体力学； 传热学； 建筑环境测试技术； 建筑环境学； 暖通空调。
提高型	综合性	① 风机盘管热工性能测定实验； ② 冷却塔热工性能测定实验； ③ 喷水室和表冷器热工性能测定； ④ 散热器热工性能测定实验； ⑤ 表面式换热器性能测定实验； ⑥ 房间空调器热工性能实验； ⑦ 冷水机组机性能测定； ⑧ 管网性能曲线测定。	流体输配管网； 暖通空调； 制冷技术； 供热工程； 建筑节能技术； 科研创新学分； 大学生科研创新 训练计划。
	设计性	① 气流组织实验； ② 空调工况测定与调试； ③ 管网运行性能调节； ④ 空调恒温恒湿控制； ⑤ 变风量空调系统运行特性； ⑥ 室内热舒适度测定。
创新型		① 低温地板辐射采暖系统特性； ② 空气源热泵变工况运行特性； ③ 风机盘管变工况运行特性研究定； ④ 室内空气品质研究； ⑤ 新型暖通空调设备开发与性能研究； ⑥ 教师其他科研创新课题。	认识实习； 生产运行实习等。

4、多功能实验台实施效果
作为本专业的标志性综合创新实验系统，多功能实验台２００９年建成并投入使用后实践效果良好，在人才培养、科学研究和社会服务方面发挥了重要作用。
（１）提高了人才培养质量。该实验台为高质量人才培养提供了良好条件，为建筑环境专业本科生开设暖通空调设备性能测定、评价和优化，暖通空调系统调试等多项综合设计型实验，以及结合教师科研课题和大学生科研创新计划等开展暖通空调探索创新实验项目。近５年，学生在科研创新和学科竞赛中屡获佳绩，支持国家和江苏省大学生科研训练项目５项，校级大学生科研训练项目３０余项。在各类学科竞赛中获省部级以上奖１２项，校级奖４５项。在全国人工环境工程学科竞赛中连续８年获得好成绩。
（２）师资队伍建设成效显著。该实验台为教师从事教学改革和高水平科学研究提供了有力的支持平台，有效促进了教师教学和科研水平的提高。近年，依托该实验台我系教师主持校级教学改革项目１２项，获得各类教学成果奖共４８项，发表教学论文３８篇，出版教材５册，获得国家实用新型专利１２项，国家自然科学基金４项，江苏省自然科学基金１项，国家博士后基金５项，获省部级科研奖励１４项。教师队伍的素质得到全面的提升，保证了创新型人才的可持续培养。
（３）提升了学科建设水平和专业影响力。教学科研水平的提高促进了学科建设水平的快速提升，也提高了专业对社会服务的能力，专业知名度和影响力得到大力提升。该实验台已完成淮海地区周边设备厂家和建设单位多个空调设备的性能检测工作，接待多家国内外高校来校考察交流。２０１２年本专业成为江苏省“十二五”高等学校重点建设专业，同时获批教育部中外合作办学本科项目，和澳大利亚皇家墨尔本理工大学合作联合培养建筑环境与设备工程专业本科生，扩大了本专业在全国的影响力和知名度。
加强综合性、设计性、创新性实验，树立以学生为本，知识传授、能力培养、素质提高协调发展的教育理念，是现代教育改革和发展的必然要求。暖通空调多功能综合实验台的建设为创新型人才培养提供了良好的硬件平台，必将推动本专业人才培养质量的进一步提高，培养出更多高素质的创新人才。