案例分享 | 建筑辐射供冷供热系统优化设计虚拟仿真实验

随着我国经济的持续增长，人们对室内环境的舒适性和经济性提出了更高的要求。空调行业作为改善室内环境的关键领域，不断涌现出各种新型供冷供热技术。其中，辐射供冷供热系统以其节能、运营成本低、温度分布均匀、舒适健康等优点，逐渐受到市场的关注。然而，这种新型系统的初投资费用相对较高，且设计和施工过程复杂，给实际应用带来了一定的挑战。

在这样的背景下，虚拟仿真技术为建筑辐射供冷供热系统的优化设计提供了一种全新的解决方案，不仅能够降低设计成本，还能提高设计的准确性和效率。

背景与痛点

传统的对流空调系统虽然应用广泛，但存在能耗高、噪音大、温度分布不均匀等缺点。相比之下，辐射供冷供热系统通过辐射板等设备直接与室内空气和物体进行热交换，能够实现更均匀的温度分布和更高的舒适度。然而，辐射供冷供热系统的初投资费用较高，且设计和施工需要考虑多种因素，如城市的海拔高度、大气压力、建筑的热负荷等。

这些因素的复杂性使得设计人员在进行系统设计时面临诸多困难，如如何选择合适的设备、如何确定系统的构架、如何评估系统的能效和经济性等。

此外，传统的设计方法往往依赖于经验和简单的计算，难以对系统的性能进行全面、准确的评估，导致设计的系统可能存在能效不高、成本过高等问题。

解决方案

虚拟仿真技术为解决上述问题提供了一种有效的手段。通过构建虚拟的建筑环境和辐射供冷供热系统模型，设计人员可以在虚拟环境中对系统进行各种实验和优化设计，从而降低设计成本、提高设计质量。虚拟仿真技术还可以应用于相关人才的培养，着眼于现实需求，推动理论与供冷供热实践深度结合，推动产业升级转型。

南京恒点信息技术有限公司与东南大学开展校企合作，共同推出建筑辐射供冷供热系统优化设计虚拟仿真实验，为设计人员的培养提供了一个直观、便捷的教学工具。该项目通过虚拟现实技术，展示了需要认知的设备，并以实物及多视角的形式展示设备，加深学生对设备的印象。学员可以在界面中选择不同的城市，城市的海拔高度和大气压力就会发生变化，对后面供暖的设计与构造有一定影响。此外，平台还提供了设备配选、系统构架、预览效果等功能，帮助学员更好地设计和评估系统。

设计亮点

该虚拟仿真实验项目具有多个设计亮点。

首先，它提供了丰富的设备选择和系统构架功能，学员可以选择不同的设备类型，如辐射末端与风机盘管、户式空调和集中空调等，并从左侧原件库中拖动相应的设备进行系统构建。这种灵活的设计方式使得学员能够根据不同的需求和场景，设计出最优的系统方案。

其次，平台提供了详细的设计工况和全年工况分析功能，学员可以查看方案的各项数据，如设备的价格、COP（性能系数）、运行天数、每年运行的费用（燃气费用及电费）等，并通过成本对比选择最优方案。

此外，学员还可以设置不同的室内温度，点击“效果检验”，得出室内温度的折线变化图形，从而直观地评估系统的性能。这些功能不仅提高了设计的准确性和效率，还帮助学员更好地理解和掌握辐射供冷供热系统的设计要点和性能评估方法。

恒点还为校方开发出基于零编程、流程化、模块化理念的VRC-Editor虚拟仿真编辑器，大大降低了教师制作教材对技术人员的依赖，允许校方根据学校、专业与学生的实际情况自行定制课程，丰富了供冷供暖系统的教学资源。该编辑器兼容主流硬件设备，能够在多种头戴显示设备、台式机、手机、平板等设备上进行多人协同交互式操作，并还允许协同编辑、共同创作，为优质虚拟仿真资源的建设与共享提供了解决方案。

结语

虚拟仿真技术在建筑辐射供冷供热系统优化设计中的应用前景广阔。它不仅能够解决传统设计方法中存在的问题，还能实训教学提供一个直观、便捷、高效的技术工具，帮助学生更好地理解和掌握辐射供冷供热系统的设计要点和性能评估方法。随着虚拟仿真技术的不断发展和完善，它将在建筑节能领域发挥越来越重要的作用，推动建筑辐射供冷供热系统的设计和应用迈向更高的水平。未来，虚拟仿真技术与建筑节能技术的深度融合，将带来更加令人振奋的创新成果，为实现绿色建筑和可持续发展做出更大的贡献。