建电--暖通空调习题集和答案.doc
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1、第一部分 绪论习题1-2 暖通空调主要的系统类型有哪些?各自的基本组成和工作原理是什么? 【答】 暖通空调主要有供暖、通风、空气调节三种系统类型。供暖系统通过采用一定技术手段向室内补充热量,主要针对室内热环境进行温度参数的合理调控,以满足人类活动的需求,一般由热源、散热设备、和输送管道等组成。通风系统是以空气作为工作介质,采用换气方式,主要针对室内热(湿)环境(由温度、湿度及气流速度所表征)和(或)室内外空气污染物浓度进行适当调控,以满足人类各种活动需求,一般由风机、进排风或送风装置、风道以及空气净化和(或)热湿处理设备等组成。空气调节系统,是通过采用各种技术手段,主要针对室内热(湿)环境及空
2、气品质,对温度、湿度、气流速度和空气洁净度、成分等参数进行不同程度的严格控制,以满足人类活动高品质环境需求,基本组成包括空调冷热源、空气处理设备、冷热介质输配系统(包括风机、水泵、风道、风口与水管等)、空调末端装置及自动控制和调节装置等。第二部分 室内热湿负荷计算2-2 夏季空调室外计算干球温度是如何确定的?夏季空调室外计算湿球温度呢? 夏季空调室外计算干球温度采用历年平均不保证50 h 的干球温度,夏季空调室外计算湿球温度采用历年平均不保证50 h 的湿球温度。2-3 冬季空调室外计算温度是否与采暖室外计算温度相同?为什么? 【答】 不相同。冬季空调室外计算温度采用历年平均不保证1天的日平均
3、温度,而采暖室外计算温度取冬季历年平均不保证5天的日平均温度。2-5 室内空气计算参数确定的依据是什么? 【答】 室内空气参数的确定主要依据室内参数综合作用下的人体热舒适、工艺特定需求和工程所处地理位置、室外气候、经济条件和节能政策等具体情况。2-8 房间围护结构的耗热量如何计算?通常需要考虑哪些修正? 【答】 围护结构的基本耗热量包括基本耗热量和附加(修正)耗热量两项。2-13 什么是得热量?什么是冷负荷?什么是除热量?试简述三者的区别。 【答】 室内得热量是指某时刻由室内、室外各种热源散入房间的热量的总和,得热量可分为潜热得热和显热得热,而显热得热又可分为对流热和辐射热;室内冷负荷是指某时
4、刻当空调系统运行以维持室内温湿度恒定时,为消除室内多余的热量而必须向室内供给的冷量;房间的除热量是指空调设备供给房间的实际供冷量。区别:大多数情况下,冷负荷与得热量有关,但并不等于得热。得热量中显热得热中的对流成分和潜热得热(不考虑围护结构内装修和家具的吸湿与蓄湿作用情况下)立即构成瞬时冷负荷,而显热得热中的辐射得热在转化成室内冷负荷的过程中,数量上有所衰减,时间上有所延迟,即冷负荷与得热量之间存在相位差和幅度差,这与房间的构造、围护结构的热工特性和热源的特性有关。当空调系统连续运行并经常保持室温恒定时,除热量就等于空调冷负荷(空调冷负荷就是指室内冷负荷);当空调系统间歇使用而停止运转,或虽然
5、连续运转但室温经常处于波动状态时,房间便会产生一个额外增加的自然温升负荷,其与空调冷负荷之和就是所谓除热量。2-14 室内冷负荷由哪些负荷所组成?如何确定? 【答】 室内冷负荷包括通过围护结构逐时传热形成的冷负荷和室内热湿源形成的冷负荷,对各项进行逐时计算和叠加,最后找出最大值即为室内冷负荷值。当计算多个房间的室内冷负荷时,对各个房间的冷负荷逐时进行叠加,其中出现最大的值即为多房间的冷负荷值,而不是将各房间最大冷负荷值进行简单叠加。2-15 如何计算室内人体散热形成的冷负荷? 【答】 人体向室内空气散发的热量有显热和潜热两种形式。前者通过对流、传导、或辐射等方式散发出来,后者是指人体散发的水蒸
6、气所包含的汽化潜热。人体散发的潜热量和显热中的对流、传导部分直接形成瞬时冷负荷,而辐射部分将会形成滞后冷负荷。因此在计算由于人体散热形成的冷负荷要分为两个部分:显热冷负荷Qcl,显和潜热冷负荷Qcl,潜。显热冷负荷为,潜热冷负荷为,人体散热总冷负荷,以上式中和分别为不同室温和劳动性质时成年男子显热散热量和潜热散热量。(其他符号所代表的意义均同教材一致)2-16 什么情况下,任何时刻房间瞬时得热量总和的数值等于同一时刻的瞬时冷负荷? 【答】 由题2-10?可知得热量和冷负荷是有区别的,任一时刻房间的瞬时得热量的总和未必等于同一时刻的瞬时冷负荷,只有得热量中不存在以辐射方式传递的得热量,或围护结构
7、和室内物体没有蓄热能力的情况下,得热量的数值才等于瞬时冷负荷。2-19 试阐述房间供暖、供冷设计负荷与系统供暖、供冷设计负荷之间的概念区别与联系。 【答】 房间供暖、供冷设计负荷的确定是系统供暖、供冷设计负荷确定的基础,是局部与整体的关系。由房间各项耗热量、得热量计算与热冷负荷分析的基础上,可求得房间总的供暖、供冷设计热负荷,再进一步综合各房间同时使用情况、系统的类型及调节方式,并考虑通风、再热、设备和输送管道的热冷量损耗带来的附加热冷负荷,综合确定系统供暖、供冷设计负荷。 第三部分 空调送风量的确定与空气热湿处理过程3-2 冬、夏季空调房间送风状态点和送风量的确定是否相同,为什么? 【答】
8、不相同。夏季的确定如上题所述,但冬季通过围护结构的温差传热往往是由室内向室外传递,只有室内热源向室内散热。因此冬季室内余热量往往比夏季少得多,常常为负值,而余湿量则冬夏一般相同。这样冬季房间的热湿比值一般小于夏季,甚至出现负值,所以冬季空调送风温度tO大都高于室温tN。由于送热风时送风温差值可比送冷风时的送风温差值大,所以冬季送风量可以比夏季小,故空调送风量一般是先确定夏季的送风量,冬季即可采取与夏季相同风量,也可少于夏季风量。由于冬夏室内散湿量基本相同,所以冬季送风含湿量取值应与夏季相同。因此,过d0的等湿线和冬季的热湿比线的交点Od即为冬季送风状态点。 故冬季送风量的确定通常有两种选择:
9、冬夏送风量相同,这样的空调系统称为定风量系统。定风量系统调节比较方便,但不够节能。 冬季送风量减少,采用提高送风温度、加大送风温差的方法,可以减少送风量,节约电能,尤其对较大的空调系统减少风量的经济意义更突出,但送风温度不宜过高,一般以不超过45为宜,送风量也不宜过小,必须满足最少换气次数的要求。 3-6 空调、通风房间新风供应的目的和意义是什么?房间设计最小新风量确定的原则和方法是什么? 【答】 通新风是改善室内空气品质的一种行之有效的方法,其本质是提供人所必需的氧气并用室外的污染物浓度低的空气来稀释室内污染物浓度高的空气,对改善室内空气品质起着重要作用。但在设计工况下处理新风十分耗能,因此
10、在确定新风量时一方面要考虑改善室内空气品质,另一方面要考虑建筑能耗,房间新风量的合理确定通常应符合以下主要原则:满足人的卫生要求,主要在于补充人体呼吸过程的耗氧量,同时将呼出的CO2或吸烟等产生的其他空气污染物稀释到卫生标准所允许的浓度范围;足以补充房间局部排风量并维持其正压要求,空调房间为防止室外或邻室空气渗入而干扰室内温湿度与洁净度,还需要使用一部分新风来维持房间压力略高于外部环境“正压”状态。按以上原则确定的新风量中选出一个最大值作为房间(或系统)所需的设计新风量。3-10 空气处理热湿基本过程有哪些?试针对各种基本过程尽可能全面地提出采用不同设备、介质和必要技术参数的各种热湿处理方案。
11、0=C= +d=常数i=常数=0t=常数DBGEFA0100)和低温水供暖(水温100)。热能利用率高、节省燃料、热稳定性好、供暖半径大、卫生、安全。相同的供热量下所需供热设备较多,管道系统的管径较大,造价高,且热媒流量大,输送热媒消耗电能多。民用建筑和公共建筑的主要采暖形式。蒸汽供暖系统应用范围广、热媒温度高、所需散热面积小。缺点:由于散热器表面温度高,容易使其表面有机灰尘烤焦产生异味,卫生条件较差,且易烫伤,影响安全使用。可用于供热以工艺用蒸汽为主的厂区。热风供暖系统升温快、设备简单、投资较少。缺点:风机设备和气流噪声较大,通常用于耗热量大、所需供热面积较大、定时使用的大型公共建筑或有特殊
12、要求的工业厂房中。散热方式对流供暖利用对流换热器或以对流换热为主向房间散发热量。辐射供暖利用受热面积释放的热射线,将热量直接投射到室内物体和人体表面。5-3 对散热器进行经济技术评价主要考虑哪些指标或参数?列表对比分析铸铁和钢制散热器的性能。 【答】 散热器性能评价指标是多方面的,主要有: 热工性能:主要指传热系数,传热系数越高,其热工性能越好。 经济指标:主要考虑有单位散热量的成本越低,安装费用越低,使用寿命越长,其经济性越好;同样材质的金属热强度越高,其经济性越好。 安装使用和工艺方面的指标:机械强度和承压能力;尺寸应较小,占地少;安装和使用过程不易破损;制造工艺简单,适于批量生产。 卫生
13、和美观方面的评价指标:表面应光滑,易于清除灰尘;外形应美观,与房间装饰协调。5-4 散热器传热系数受哪些因素影响,并说明为什么要对其进行修正? 【答】 散热器的传热系数主要取决于散热器外表面空气侧的放热系数,而在自然对流情况下,放热系数又主要与传热温差有关。另外,还会受到通过散热器的热水流量、散热器的片数、散热器的安装方式、热媒种类和参数、室内空气温度和流速等因素的影响。而实验方法确定的传热系数是在特定的情况下测定的,故在实际情况不同时需要对其进行修正。主要考虑的修正有散热器组装片数修正、散热器连接形式修正系、散热器安装形式,从相关表中查到各项修正系数值,将传热系数除之皆可修正。5-7 热风采
14、暖系统在哪些场合适用?哪些场合不适用? 【答】 根据采暖通风与空气调节设计规范(GB500192003)规定,符合下列条件之一时,应采用热风采暖: 能与机械送风系统合并时。 利用循环空气采暖,技术、经济合理时。由于防火、防爆和卫生要求,必须采用全新风的热风采暖时。属于下列情况之一时,不得采用空气在循环的热风采暖: 空气中含有病原体(如毛类、破烂布等分选车间)、极难闻气味的物质(如熬胶等)及有害物质浓度可能突然增高的车间。 生产过程中散发的可燃气体、蒸汽、粉尘与采暖管道或加热器表面接触能引起的燃烧的车间。 生产过程中散发的粉尘受到水、水蒸气的作用能引起自燃、爆炸以及受到水、水蒸气的作用能产生爆炸
15、性气体的车间。 产生粉尘和有害气体的车间,如落砂、浇筑、砂处理工部喷漆工部及电镀车间等。5-8 分析暖风机采暖的特点。 【答】 优点: 单机供热量大,相同热负荷下,所用末端设备的数量少; 小型暖风机可以吊挂,不占用建筑面积,大型暖风机落地安装,占地面积也有限; 启动升温快。缺点: 暖风机运行时风机有噪声。一般小型暖风机的噪声在60dB(A)左右,大型暖风机的噪声还要大些; 暖风机都是置于采暖房间内,直接加热室内循环空气,不补充新风(室外空气),不能改善室内的空气品质。5-11 试分析哪些因素促使辐射采暖降低了采暖热负荷。辐射采暖热负荷应如何确定? 【答】设计辐射采暖时相对于对流采暖时规定的房间
16、平均温度可低13,这一特点不仅使人体对流放热量增加,增加人体的舒适感,与对流采暖相比,室内设计温度的降低,使辐射采暖设计热负荷减少;房间上部温度增幅的降低,使上部围护结构传热温差减少,导致实际热负荷减少;采暖室内温度的降低,使冷风渗透和外门冷风侵入等室内外通风换气的耗热量减少。总之,上述多种因素的综合作用使辐射采暖可降低采暖热负荷。全面辐射采暖的热负荷的确定按正常计算出的热负荷乘以修正系数,中、高温辐射系统取0.80.9,低温辐射系统取0.90.95;或将室内计算温度取值降低26,低温辐射供暖系统取下限,高温辐射供暖系统宜采用上限数值。大空间内局部区域辐射采暖的热负荷可按整个房间全面辐射采暖的
17、热负荷乘以该区域面积与所在房间面积的比值相应的附加系数。5-13 民用建筑采用低温热水地板辐射采暖的供水温度和供、回水温差及系统的工作压力宜采用何值? 【答】从人体舒适和安全角度考虑,民用建筑低温热水地板辐射的供水温度不应超过60,供回水温差宜小于或等于10。为保证低温热水地板辐射供暖系统管材与配件强度和使用寿命,系统的工作压力不宜大于0.8 Mpa,当超过上述压力时,应选择适当的管材并采取相应的措施。5-14 论述重力循环和机械循环热水采暖系统的主要区别。 【答】 主要区别在于系统循环动力不同。重力循环系统靠水的密度差进行循环,不需要外来动力,作用压头小,系统装置简单,运行时无噪声,不消耗电
18、能,所需管径大,作用范围受限。机械循环系统的循环动力来自于循环水泵,水流速大、管径小、升温快、作用范围大,但因系统中增加了循环水泵,维修工作量大,运行费用增加。但其系统类型较多,适用场合更广泛。 5-16 同程式热水采暖系统有什么优缺点?【答】 采暖系统按各并联环路水的流程划分为同程式系统和异程式系统。同程式系统沿各基本组合体热媒流程基本相等,水力计算时各环路易于平衡,水力失调较轻,但有时可能要多耗费些管材,其耗量决定于系统的具体条件和布管技巧。对于系统作用半径较大的系统宜采用同程式系统,减轻水力失调。5-17 高层建筑热水供暖系统在结构形式上着重要解决什么问题? 【答】 由干建筑高度增加,使
19、得水系统的水静压力很大,影响到楼内系统与外网的连接方式,同时系统设备、管道的承压能力也需要考虑能否达到要求。另外,楼层数增加,致使自然作用压力的影响加大,有可能使得垂直失调现象十分严重。针对上述问题,高层建筑热水供暧系统在结构形式上着重要解决水静压力和垂直失调问题。5-18 如何考虑热水供暖系统的排气和热膨胀问题?从原因、危害、措施等方面来分析。 【答】 热水供暖系统空气的来源主要有两条: 充水运行前留存在管道设备之中的空气; 水被加热后,溶解气体析出。这些空气占据散热器空间,减少有效散热面积;堵塞管道,造成水流中断;腐蚀管路,缩短系统寿命,必须及时迅速得排除掉。排气措施有干管设坡和设置集气罐
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