第七章建筑空气调节作业.docx

第七章 建筑空气调节7-1 完整的空调系统应由哪些设备、构件所组成？【答】 完整的空调系统应由空调及其冷热源设备、介质输配系统、调控系统和受控环境空间这几部分所组成。7-2 试述空调系统的主要分类与划分原则。 【答】 空调系统按空调环控内容与水准可分为工艺性或舒适性空调系统。按空气处理设备的集中程度可分为集中式空调系统、半集中式空调系统、分散式空调系统。按负担室内热湿负荷所用的介质可分为全空气系统、空气水式空调系统、全水式空调系统、冷剂式空调系统。按系统风量调节方式分为定风量空调系统、变风量空调系统。按系统风管内风速大小分为低速空调系统、高速空调系统。按热量传递（移动）的原理分为对流式空调系统和辐射式空调系统。就全空气系统而言，按被处理空气的来源分为封闭式空调系统、直流式空调系统、混合式空调系统，按空气调节区送风参数的数量分为单风管空调系统和双风管空调系统。 工程实践中，空气系统的具体划分一般应遵循以下原则： 系统内各房间邻近且位于同一朝向、层次或区段，负荷特性较为一致； 系统内各房间具有相同或相近的温湿度、洁净度和噪声级等环控参数要求或其他环控要求；系统内各房间具有相同或相近的使用班次及运行特点；应尽量减少风道长度，避免重复，以便于施工、管理和调试； 系统规模不宜过大，注意与设备的容量，性能相匹配，利于调节、使用、维护与降噪； 系统初投资和运行费用能够达到综合节省。7-3 某空调房间，室内设计空气参数为20，60%；夏季室外空气计算参数为37，27.3，大气压力B98659Pa（740mm）。室内冷负荷Q83800kJ/h，湿负荷W5kg/h。若送风温差4，新风比m为25%，试设计一次回风空调系统，作空调过程线并计算空调系统耗冷量及耗热量。【解】 计算热湿比并作空调过程线： 根据送风温差4得送风温度为16，在相应大气压力的i-d图上，过N点作线，与16等温线交点即为送风状态点O；再由O点作等湿线，交线于L点；在图上作出W点，在NW线上由新风比为25作出C点，连接各点即得空调过程线，如图7.7。 各点状态参数： 20，； 、 37，； 16 ，； =12.3， 计算空调送风量： 求混合点C的焓值： 由，得 计算系统再热量：计算系统耗冷量：室内冷负荷： 新风负荷：室内冷负荷、新风负荷、再热量三者之和应该等于系统冷量NWL2OCC一、 二次回风系统夏季处理过程。7-4 条件同7-3题，要求设计二次回风空调系统，作空调过程线，并计算空调系统耗冷量。 试比较7-3及7-4题两种系统的能耗量，并分析形成这种差别的原因。【解】 二次回风式空调系统的空调过程线如图7.8中实线部分： 确定露点参数由题7-3得：，空调送风量G=4.751 kg/s。线与相对湿度95%线相交于L点，查得 求第一次混合风量与回风量 新风量=mG=25%×4.751 kg/s =1.188 kg/s， 第一次混合总风量： = 2.351 kg/s 第一次混合回风量：=2.351 kg/s1.188 kg/s =1.163 kg/s 求一次混合点的焓值 由得， 求系统耗冷量 = =77.1 kW7-3中的一次回风系统能耗量为95.02 kW，与7-4题中的二次回风系统能耗量77.11 kW相比，多消耗18 kW，基本等于一次回风系统中的耗热量。造成这种差别的原因是二次回风系统并未设再热过程，而是以回风的第二次混合来取代了一次回风系统的再热过程，通过系统热量平衡和风量平衡可知系统能耗量等于室内冷负荷、新风负荷、再热负荷三项之和，而二次回风系统就省去了再热这一过程，这一节省量正好等于已能节省的相当于一次回风系统的再热量。 7-5 如题7-3中的空调房间，冬季房间热负荷12570kJ/h，余湿量5kg/h，冬季室外空气状态参数为-6，=80%，设计采用一次回风与二次回风的集中式空调系统，绘制空气处理过程线，计算空调系统耗热量，并作比较。【解】 .一次回风冬季工况： 计算冬季热湿比并确定冬季送风状态点： 冬季采用与夏季相同的送风量，室内点（N）、夏季送风点(O)、露点（L1）与夏季相同，题7-3已确定，。在焓湿图上，L1点所在的等湿线与冬季热湿比线的交点即为冬季送风状态点，查得C1NOL1WOO 一、二次回风系统冬季处理过程W1OL2WC2WC11C22 确定混合状态点C1：由得则，需要对混合空气预加热。预热量为： 过C1作等湿线与L1点所在的等焓线相交与C11点，则可确定冬季处理全过程。参看图 计算系统耗热量再热量： 系统所需总加热量： 二次回风冬季工况： 冬季采用与夏季相同的送风量，室内点（N）、夏季送风点(O)、露点（L2）与夏季相同，题7-4已确定，。 确定第二、第一次混合过程：由于冬季与夏季第二次混合过程完全相同，冬季的送风量和夏季也相同，所以两次混合过程的混合比均相同。题7-4中夏季二次回风系统第一次混合比为：即冬季一次混合比也为50.5%，则一次混合点C2的焓值为：即可确定C2点。由于，需要对混合空气预加热。预热量为： 过C2作等湿线与L2点所在的等焓线相交与C22点，则可确定冬季处理全过程。 计算再加热量 冬季所需总热量为 与一次回风系统比较：在焓湿图中，二次回风系统的机器露点沿曲线将略有下降，而一次混合状态点则会向左下方有所偏移。从能源消耗方面看，二者中的耗热量却是相等的。7-6 将风机盘管加新风系统与全空气系统进行比较，指出其优缺点。 【答】 优点： 使用方便，能进行局部区域的温度控制，且手段简单。 根据房间负荷调节运行方便，如果房间不用时，可停止风机盘管运行，有利全年节能管理。 风、水系统占用建筑空间小，机房面积小，风机盘管机组体积较小，结构紧凑，布置灵活，适用于改、扩建工程。水的密度比空气大，输送同样能量时水的容积流量不到空气流量的千分之一，水管比风管小得多。缺点： 末端设备多且分散，运行维护工作量大。 风机盘管运行时有噪声，通常机组余压甚小，气流分布受到限制。 对空气中悬浮颗粒的净化能力、除湿能力和对湿度大控制能力比全空气系统弱。7-7 某旅馆房间采用风机盘管及独立新风空调系统，新风量100，新风不承担室内冷负荷，室外状态36，45.9%，新风与盘管风混合送入房间。客房要求25，50%，房间冷负荷Q 1200 Kcal/h，湿负荷W160g/h。试在I-d图上绘出空气调节过程线，并计算风机盘管表冷器负荷和该房间的新风负荷。（1 Kcal/h=1.163W，假设在标准大气压下：解：WLNM O过N点做等焓线与的相对湿度线相交得L点，iL=iN=50.5kj/kgiw=81.6kj/kg，=31401过N点做热湿比线与的的交点得送风状态点O点，io=38.27kj/kg房间总送风量G= Gw=0.03kg/s，回风量GN=G-Gw=0.08kg/s ,解的iM=33.2kj/kg 则风机盘管表冷器负荷：Q1=GN(iN-iM)=1.38kw,新风负荷Q2=GW(iw-iL)=0.94kw7-8 若旅馆房间采用风机盘管及独立新风系统，新风量100，新风承担室内湿负荷，室外状态36，45.9%，新风与盘管风混合送入房间。客房要求25，50%，房间冷负荷Q 1200 Kcal/h，湿负荷W160g/h。试在I-d图上绘出空气调节过程线，并计算风机盘管表冷器负荷和该房间的新风负荷。（1 Kcal/h=1.163W，假设在标准大气压下）。解 ：新风处理状态点的确定：新风承担室内湿负荷，则dL=dN-=8.37g/kg ，等湿度线与的相对湿度线相交，交点即为新风处理点L.iL=33.4kj/kg N W M L O 过室内状态点N做热湿比线与相交于O点，io=38.1kj/kg。回风不承担室内湿负荷，过室内状态点N做等相对湿度线与LO延长线的交点即为回风处理状态点M，iM=39.6kj/kgG= Gn=G-GW=0.082kg/s风机盘管表冷器负荷Q1=Gn（iN-iM）=0.89kw 新风负荷： Q2=Gw（iw-iL）=1.45kw 7-9 空调常用冷却塔有哪些类型？简述各自的工作原理及应用特点。【答】 逆流式冷却塔：在风机的作用下，空气从塔下部进人，顶部排出，水从上至下穿过填料层。空气与水在冷却塔内竖直方向逆向而行，热交换效率高。冷却塔的布水设备对气流有阻力，布水系统维修不便，冷却水的迸水压力要求为0.1 MPa。横流式冷却塔：工作原理与逆流式相同。空气从水平方向横向穿过填料层，然后从冷却塔顶部排出，水从上至下穿过填料层，空气和水的流向垂直，热交换效率不如逆流式。横流塔气流阻力较小，布水设备维修方便，冷却水阻力不超过0.05 MPa。 引射式冷却塔：取梢了冷却风机，利用喷口高速水射流的引射作用，在喷口喷射水雾的同时，把一定量的空气导入塔内与水进行热交换。冷却水进水压力要求 0.10.2 Mpa蒸发式冷却塔：冷却水通过盘管与塔内的喷淋循环水进行换热，室外空气在风机作用下送至塔内使盘管表面的部分水蒸发而带走热量。主要优点是冷却水系统为全封闭式系统，水质不易受到污染；在过渡季节，可作为蒸发冷却式制冷设备，使冷却水直接当作空调系统的冷冻水使用，从而减少冷水机组的运行时间。蒸发式冷却塔换热效率低，电耗较大，冷却水在盘管中的循环阻力较大，只有在有条件兼作蒸发冷却制冷装置使用时，才采用这种型式。7-11 某空调水系统用户侧计算冷负荷为1200kW，冷冻水供回水温分别为7和12，用户侧最不利循环环路的管路总长度为540m，冷水机组蒸发器水阻力为65kPa，空气处理设备水阻力为40kPa，若系统管道阻力按平均比摩阻=100Pa/m，局部阻力占系统总阻力的50%估算，试确定用户侧水系统循环水泵的扬程和流量应为多少？解： 根据该系统冷负荷，得系统流量（考虑10%的附加余量）：=63.0 kg/s 计算循环水泵扬程根据：，其中： ：沿程损失占总压力损失的百分数，本系统取50% ：最不利循环环路的循环作用压力 ：最不利循环环路的总长度所以，=100×540×10-3/50%=108kPa 水泵扬程应能克服系统沿程阻力、局部阻力和设备阻力，故其扬程为P=108 kPa +65 kPa +40 kPa =213kPa 考虑10%的富余压力：P=213 kPa×（1+10%）=234.3 kPa换算成水柱压力，得循环水泵所需扬程为：H=23430/980=23.9m7-12 已知某空调系统空气处理装置如下，房间余热量为Q，余湿量为W，请在I-d图上绘出其夏季空气处理的变化过程，并确定送风量G、新风比m和需冷需热量Q冷、Q再热。(各状态点参数值均已确定)。【解】 其夏季空气处理过程在i-d图上为： WLNC2C1O其处理流程为：NONC1LC1C2W 送风量： 新风比：m= 第二次混合旁通风量比： 所需冷量： ONL图7-13 室内负荷变化调节图所需再热量：