水电站的普遍建立及其装机容量的不断增大，使得保证机电设备正常工作的事内环境也逐渐得到足够的重视。合适的温湿度是保证设备正常工作的必要条件，而空气调节是保障这些工艺条件的最佳手段。气流组织是空气调节的一个重要因素，它将直接影响室内的空调效果，关系到厂房工作区温湿度、气温均匀性、气流速度及工作区清洁程度。在深入了解国内外高大空间分层空调的应用和研究现状后，本文首先分析论证水电厂房安装空调的必要性，因设备散热量大，夏季自然通风并不能保证工作区的温度，因而只能在过渡季节使用，同时对自然通风空调系统进行设计计算；分层空调是一种适用于高大厂房的送风方式，本文在对典型机组段负荷计算的基础上进行分层空调系统的设计，冷负荷不变，改变送风温度、风口数目、送风倾角，设计出几种不同的模拟方案，然后采用CFD中的RNG k-ε双方程湍流模型对该大型水电厂房发电机层进行气流组织模拟，研究不同的送风参数及气流分布方式对空调区温度、风速和压力的影响，并对比研究送风口向下倾斜一定角度对设备直接送风时工作区的温湿度变化。模拟分析表明送风速度的大小对分层空调工作区环境影响明显，送风口成一定角度对设备直接送风可减少送风量，从而更加节能。总结出一些对分层空调设计有指导意义的定性和定量的结论。