《暖通空调》复习详细习题集和答案-(1)

精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除【精品文档】第PAGE页第一章绪论习题1-1暖通空调在建筑环境控制中担负着怎样的技术使命?【答】作为一门应用性的技术科学，暖通空调肩负着这样的使命：遵循“以人为本”的宗旨，采用科学的环境控制技术，为人类创建一种健康、舒适而又富有效率的建筑环境，从而满足现代社会里人们在生活、工作及其他活动中对室内环境品质日益增长的需求。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。1-3空气调节可以分为哪两大类，划分这两类的主要是什么？【答】空调系统可以分为舒适性空调和工艺性空调两大类型，主要标准是按照空气调节的作用或服务对象而划分的。舒适性空调作用是维持良好的室内空气状态，为人们提供适宜的工作或生活环境，以利于保证工作质量和提高工作效率，以及维持良好的健康水平。而工艺性空调作用是维持生产工艺过程或科学实验要求的室内空气状态，以保证生产的正常进行和产品的质量。1-4现代暖通空调在观念上发生了哪些变化？在技术上呈现出怎样的发展趋势？【答】首先是对其功能的观念转变，不但要为人类创造适宜的人居环境，还要肩负节能减排，保护地球资源和有效利用能源的重任；其次是深度方面，已远不限于为人类活动创建适宜的建筑环境，更着眼于室内环境质量的全面提升；再者是服务对象方面，它的应用不在是某些特定对象享用的“奢侈品”，而应视为人类提高生活质量、创造更大价值、谋求更快发展的必需品。伴随建筑业的兴盛和建筑技术的进步，暖通空调技术获得了较快发展，其发展趋势为:①更加合理的用能，以降低能耗。提高能源利用效率，开发利用新能源和各种可再生能源；推广、改进各种节能技术，降低能源消耗；合理利用现有能源，实现冷、热源多元化用能，电力、燃气、煤并用，电力与自然能源并用，发展热、电联供，扩大燃气供能范围，开展区域供热、供冷等。②开发新型设备和系统，各种新型暖通空调系统和技术不断涌现。③创立新的设计观念和方法，如整体系统化、可持续性与动态设计、性能化设计概念出现并逐渐完善；设计理念由单纯地提供适宜的温湿度环境向创建舒适、健康、环保，高品质的室内空气质量的建筑环境转变。④更加注重提高系统控制、管理的自动化水平。1-5你对建筑环境控制技术的意义与内涵是如何认识的？第二章室内热湿负荷计算2-1建筑物内部热湿污染的成因及危害是什么？【答】①对于建筑物内部热污染：建筑物处于自然环境中，外部与内部热源综合作用于室内空气环境，通过导热、辐射或对流方式与其进行热量交换并形成加载于室内空气环境的热负荷，使之产生不利于人体舒适、健康或生产工艺特定需求的过热效应或过冷效应，室内环境遭受热污染。过热或过冷的环境会影响人体舒适、健康和工作效率甚至危及人的生命，对于某些生产工艺过程来说，一旦遭受热污染，将不能维持正常的生产与工艺操作，影响产品与成果的质量。②对于建筑物内部湿污染：建筑物处于自然环境中，外部与内部湿源综合作用于室内空气环境，通过蒸发、凝结或渗透、扩散等物理作用实现与其进行湿交换并形成加载于室内空气环境的湿负荷，使之产生不利于人体舒适、健康或生产工艺特定需求的湿度参数，室内环境遭受湿污染。其危害与热污染危害相似，只是产生的机理不同而已。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？【答】《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019—2003）规定夏季空调室外计算干球温度采用历年平均不保证50h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50h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。2-4试计算重庆市夏季空调室外计算逐时温度（tτ）。【解】按教材式（2.3）计算，并查教材附录1得重庆市夏季日平均温度和夏季空调室外计算干球温度，得，结果见表2.1。表2.1题2-4计算过程及结果时刻1:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:00β-0.35-0.38-0.42-0.45-0.47-0.41-0.28-0.120.030.160.290.40△tr/℃7.69tWp/℃32.5tW，τ/℃29.8129.5829.2729.0428.8929.3530.3531.5832.7333.7334.7335.58时刻13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00β0.480.520.510.430.390.280.140.00-0.10-0.17-0.23-0.26△tr/℃7.69tWp/℃32.5tW，τ/℃36.1936.536.4235.8135.5034.6533.5832.5031.7331.1930.7330.502-5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。2-6室外空气综合温度的物理意义及其变化特征是什么？【答】建筑围护结构总是同时受到太阳辐射和室外空气温度的综合热作用，为方便计算建筑物单位外表面得到的热量而引入室外空气综合温度概念，其相当于室外气温由空调室外计算温度增加了一个太阳辐射的等效温度值，并减少了一个围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射的等效温度值。其主要受到空调室外空气温度、围护结构外表面接受的总太阳辐射照度和吸收系数变化的影响，所以不同时间不同地点采用不同表面材料的建筑物的不同朝向外表面会具有不同的逐时综合温度值。2-7按上题条件分别计算中午12:00外墙和屋面处室外空气的综合温度。【解】首先确定12:00室外空气的计算温度：查教材附录1得西安,由教材表2.1查得,则有再由教材附录2查得值：屋面0.74,南墙0.7。西安的大气透明度等级为5[5],由教材附录3查得I值：屋面(水平面)为919,南墙为438，取，于是可求得12:00室外空气综合温度分别为屋顶：南墙：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。基本耗热量按下式计算：，K为围护结构的传热系数，F为围护结构的计算面积，tN、tW分别为冬季室内、外空气的计算温度，a为围护结构的温差修正系数。附加耗热量要考虑朝向修正、风力修正、高度修正等主要修正，另外如考虑窗墙比修正、具有两面及其以上外墙的修正等。对于间歇供暖系统还要考虑间歇附加率。2-9层高大于4m的工业建筑，在计算冬季采暖围护结构耗热量时，地面、墙、窗和门、屋顶和天窗冬季室内计算温度如何取值？【答】冬季室内计算温度应根据建筑物的用途确定，但当建筑物层高大于4m时，冬季室内计算温度应符合下列规定：①地面，应采用工作地点的温度。②墙、窗和门，应采用室内平均温度。③屋顶和天窗，应采用屋顶下的温度。2-10在什么情况下对采暖室内外温差不需要进行修正？【答】当供暖房间并不直接接触室外大气时，围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的削弱而减少，为此引入了围护结构的温差修正系数，其大小取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气状况。若邻接房间或空间的保温性能差，易于室外空气流通，则该区域温度接近于室外气温，温差修正系数亦接近于1。若已知冷测温度或用热平衡法能计算出冷测温度时，可直接用冷测温度代入，不再进行温差修正。2-11位于西安的某办公楼为一矩形南北向多层建筑物，其冬季采暖室内设计温度为18℃，设计相对湿度为45%，内走廊温度较室内低1~2℃（隔墙传热可以忽略）。已知该楼地面层南向№1办公室左邻办公室，右邻楼梯间，房间宽7.5m、深7.2m、高3.9m，围护结构设计条件：外墙：370mm砖墙，外表水泥砂浆20mm，内表面白灰粉刷20mm；内墙：240mm砖墙，内表面白灰粉刷20mm；外窗：推拉铝合金窗2个,每个外形（宽×高）为3.0×2.0m，可开启部分的缝隙长度为8m（冬季K值查教材附录4）；地面：非保温地面，K值按地带考虑；内门：普通木门（其传热可以忽略）。要求计算该№1办公室冬季供热设计热负荷。【解】①计算围护结构传热耗热量Q1：据各围护结构的基本耗热量及附加耗热量，可算得围护结构总传热耗热量Q1=3201.1W，其中不考虑风向、高度修正。西安市空调室外计算参数查教材附录1，各项计算值见表2.2。表2.2房间围护结构耗热量计算表围护结构面积F/m2传热系数K/（W·m-2·℃-1）室内计算温度tN/℃采暖室外计算温度tW/℃温差℃温差修正基本耗热量朝向修正%修正后耗热量Q/W南外墙3.9*7.5-12=17.251.5718-5231622.90-15529.46南外窗126.411766.40-151501.44东内墙28.081.720.8888.680888.68地面Ⅰ（7.5-0.28）*2=14.440.471156.100156.10地面Ⅱ14.440.23176.39076.39地面Ⅲ14.440.12139.85039.85地面Ⅳ(7.2-0.41-6)*7.22=5.700.0719.1809.18总和3559.503201.10由于只有南面外墙，因此地面传热地带划分如图2.1。②计算冷风渗透耗热量Q2：西安冬季室外风速为2.7m/s，查教材表2-6得，每米窗缝隙渗入的空气量Ls=0.85m3/（m·h），该办公室仅有一面外墙，其外窗缝隙总长度l为16米，查教材附录6朝向修正系数取n=0.4，则总冷风渗透量：于是，冷风渗透耗热量Q2：第一地带第二地带第三地带第四地带2m2m2m图2.1地面传热地带的划分③本题不考虑冷风侵入耗热量，故该办公室冬季供热设计热负荷：2-12假定2-11题中的办公室分层设置一次回风集中空调系统承担冬季供暖任务，No1办公室的设计新风量为360kg/h。要求计算确定该No1办公室的空调系统冬季所需设计供暖负荷应为多少?【解】由上题知：Q=3247.01W新风耗热量：所以总的供暖设计热负荷为：Q2=Q1+Qw=3247.01W+2323W=5570.01W2-13什么是得热量？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（墙体、屋顶、窗户、内围护结构等）逐时传热形成的冷负荷和室内热湿源（照明、用电设备、人体等）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,τ显和潜热冷负荷Qcl,τ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。2-17假如2-11题中的办公楼位于重庆市。其夏季空调室内设计温度为27℃，设计相对湿度为65％，内走廊温度较室内高1～2℃（隔墙传热可以忽略）。又№1办公室处于办公楼顶层，其外墙改为240mm砖墙，外窗设置浅色内窗帘，屋顶为70mm钢筋混凝土屋面板加160mm沥青膨胀珍珠岩保温层，楼板结构按教材附录9序号4，其余设计条件同1-1题。计算该№1办公室夏季供冷围护结构传热冷负荷（注：可在8:00～18:00之间进行逐时计算）。【解】由于室内压力稍高于室外大气压，故无需考虑新风渗透引起的冷负荷。查教材[1]附录9内墙放热衰减度为1.6，楼板放热衰减度为1.8，判断该房间属于中型。重庆夏季空调室外计算日平均温度=32.5℃，室内设计温度为27℃。围护结构各部分的冷负荷分项计算如下：①屋顶冷负荷由教材附录9查得：K=0.49W/(m2·℃),衰减系数β=0.37，延迟时间ε=9.3h。根据ρ、β、ε查手册[1]表20.3-2得扰量作用时刻τ-ε时代表城市上海市屋顶逐时冷负荷计算温度tτ-ε及重庆相对上海市地点修正值△，即可按式（20.3-1）[1]算出屋顶的逐时冷负荷。计算结果列于表2.3中。表2.3屋顶冷负荷计算时刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00作用时刻τ-ε22.723.70.71.72.73.74.75.76.77.78.7tτ-ε/℃39.6038.6037.6036.8136.6037.0938.0039.0040.4941.9143.49△/℃1tn/℃27△tτ-ε/℃13.6012.611.6010.8110.6011.0912.0013.0014.4915.9117.49K/W·m-2·℃-10.49F/m254Qcl,τ/W359.86333.40306.94286.03280.48293.44317.52343.98383.41420.98462.79②南外墙冷负荷由教材附录9查得：K=1.95W/(m2·℃),衰减系数β=0.35，延迟时间ε=8.5h。根据β、ε查手册[1]表20.3-1得扰量作用时刻τ-ε时代表城市上海市南外墙逐时冷负荷计算温度tτ-ε及重庆相对上海市地点修正值△，即可按式（20.3-1）[1]算出南外墙的逐时冷负荷。计算结果列于表2.4中。表2.4南外墙冷负荷计算时刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00作用时刻τ-ε23.50.51.52.53.54.55.56.57.58.59.5tτ-ε/℃32.5323232323232.53333.53434.5△/℃1tn/℃27△tτ-ε/℃6.5666666.577.588.5K/W·m-2·℃-11.95F/m217.25Qcl,τ/W218.64201.83201.83201.83201.83201.83218.64235.46252.28269.10285.92注意：计算时刻与作用时刻的定义与区别。③南外窗冷负荷a.瞬变传热得热形成冷负荷查得：K=6.4W/(m2·℃)，由教材附录12查得各计算时刻的负荷温差△tτ，计算结果列于表2.5中。表2.5南外窗瞬时传热冷负荷计算时刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00△tτ/℃3.2455.86.67.27.78.08.17.97.8K/W·m-2·℃-16.4F/m212Qcl,τ/w245.76307.20384.00445.44506.88552.96591.36614.40622.08606.72599.04注意：附录12中制表条件为tn=26℃，要进行修正。b.日射得热形成冷负荷窗内遮阳系数Cn=0.5，窗玻璃的遮挡系数Cs=1，窗户的有效面积系数Xg=0.85，查表20.5-2[1]重庆相对上海南外窗修正系数Xd=0.97，查表20.5-3[1]得上海透过标准窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度Jj,τ即可按教材式（2.24）计算出相应的逐时冷负荷。计算结果见表2.6。表2.6南外窗日射得热冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Jj,τ/W·m-266871151431591621501301129370XgXdCsCn0.85*0.97*1*0.5=0.41F/m212Qcl,τ/W324.72428.04565.80703.56782.28797.04738.00639.60551.04457.56344.40④东侧内墙由教材附录1查得重庆市夏季空调室外计算日平均温度twp=32.5℃。非空调邻室楼梯间无散热量，由教材表2.13确定该邻室温升△t1=0℃。内墙的传热系数从教材附录9中查得K=1.72W/(m2·℃)。按教材式（2.25）即可求得通过东侧内墙的稳定传热负荷为：Qcl=1.72×28.08×（32.5-27）W=265.64W。⑤总计：将前面所得各项冷负荷值汇总见表2.7。表2.7围护结构冷负荷计算汇总单位：W计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00屋顶负荷359.86333.40306.94286.03280.48293.44317.52343.98383.41420.98462.79外墙负荷218.64201.83201.83201.83201.83201.83218.64235.46252.28269.10285.92窗传热负荷245.76307.20384.00445.44506.88552.96591.36614.40622.08606.72599.04窗日射负荷324.72428.04565.80703.56782.28797.04738.00639.60551.04457.56344.40内墙负荷265.64总计1414.621536.111724.211902.502037.112110.912131.162099.082074.452020.001957.79根据以上可知该空调房间围护结构的最大冷负荷出现在14:00，值为2131.16W。2-18前述空调房间内，有12人做制图工作，上班时间8:00～18:00，日光灯照明共1080W。计算由室内热、湿源引起的冷负荷和湿负荷应为多少？【解】按已知条件,该空调房间为中等类型,应分别计算照明及人体的冷负荷和人体湿负荷(无设备散热)。①照明冷负荷：照明负荷系数JLτ-T查表20.8-2[1]，日光灯照明共1080W，连续开灯10h，按教材附录式（2.36）计算照明冷负荷。②人体形成冷负荷：12人制图工作，视为轻度劳动。查教材表2.21显热为51W/人，潜热130W/人，全热181W/人，湿量194g/（h·人）。取群集系数n′=0.97，人体显热负荷系数JPτ-T查表20.7-4[1]，则人体总冷负荷按如下公式计算：Qcl′=（JPτ-T×51+130）×12×n′。因此，照明及人体形成的逐时总冷负荷见表2.8。③人体湿负荷：W=12×n′×w=12人×0.97×194g/（h·人）=2258g/h表2.8照明及人体形成的逐时总冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00开始工作小时数12345678910照明负荷系数JLτ-T0.390.60.680.730.780.810.840.870.890.9照明冷负荷Qcl(W)421.20648.00734.40788.40842.40874.80907.20939.60961.20972.00人体显热负荷系数JPτ-T0.50.690.750.790.830.860.880.90.910.92潜热冷负荷W130人体总冷负荷Qcl(W)1810.021922.811958.431982.182005.922023.732035.602047.482053.412059.35总冷负荷(W)2231.222570.812692.832770.582848.322898.532942.802987.083014.613031.352-19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。第三章空调送风量的确定与空气热湿处理过程3-1空调房间夏季设计送风状态点和送风量是如何确定的？【答】根据房间热量平衡关系式得房间送风量为，或根据湿量平衡关系式得房间送风量为。在系统设计时。空调冷、湿负荷、热湿比ε已知，室内状态点也是已知的，只要确定送风状态点，送风量即可确定。工程上常根据焓湿图和送风温差来确定送风状态点，先确定送风状态点的温度，其所在的等温线与热湿比线的交点即为送风状态点O。送风量即可确定，如已确定出余热量中的显热量，也可根据求空调送风量。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】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：①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。②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。3-3上章所述空调房间如果要求相对湿度不大于65％，假定集中空调系统风机与管道温升为1℃，试确定该空调系统夏季的送风状态O及送风量G。【解】该办公室总冷负荷汇总见表3.1表3.1该办公室夏季冷负荷汇总表计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00室内热源冷负荷2231.222570.812692.832770.582848.322898.532942.802987.083014.613031.35围护结构负荷1536.111724.211902.502037.112110.912131.162099.082074.452020.001957.79总冷负荷3767.334295.024595.334807.694959.235029.695041.885061.535034.614989.14①由表得出该办公室最大逐时冷负荷出现在16点,为5061.53W，湿负荷2258g/h；取送风温差△to=8℃,管道温升为1℃,则有送风状态O点to=19℃，L点温度18℃；进而查得送风状态O点和室内设计状态N点有关参数：OεN△toL图3.1该房间夏季送风状态图②计算送风量：按消除余热：按消除余湿：于是取最大值，送风量为3-4已知成都某工业车间为排除有害气体和维持正压的总排风量=1kg/s，冬季工作地点温度要求保持在，车间总的显热余热量，假定这个车间设计有一套使用80%再循环空气的集中热风供暖系统来保证室内温度要求，其中设计新风量应能补偿全部排风量。要求确定该集中热风供暖系统所需机械送风量和送风温度。【解】根据风量平衡关系，该系统新风量==1kg/s由：=+，，得=5kg/s根据显热余热量得3-5假定3-4题所说车间夏季显热余热量Q＝65kW，并按与冬季相同风量的集中空调系统来维持室温℃。要求确定该集中空|调系统所需的送风温度。【解】由上题知：=5kg/s，其余步骤如上题，算得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：①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；②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。3-7对旅馆客房等的卫生间，当其排风量大于民用建筑的最小新风量时，新风量该如何取值？【答】新风量应该取两者中的较大值，即按排风量进行取值。3-8某空调房间有10人从事轻体力劳动，室内允许空气含CO2的体积浓度为0.1%，室外空气中CO2的体积浓度为0.04%，求室内每人所需新风量。【解】由有关资料表5-17[3]查得从事轻体力劳动时，CO2发生量为0.023（CO2的密度为1.977kg/m3），即12.6mg/s，房间内共有十人，共产生的CO2为126mg/s，空气密度为1.2kg/m3。解法1：室内允许的CO2的体积浓度为0.1％=0.1×104×44/22.4，即=1964.29mg/m3室外空气中的CO2的体积浓度为0.04％，即=785.71mg/m3由公式：故，平均室内每人所需新风量为解法2：故，每人所需新风量为38.3注意：单位换算1％=104ppm=10L/m3，即1m3空气中含有10LCO2。ppm即一百万体积的空气中所含污染物的体积数，温度为25℃，压力为760mmHg时，3-9某空调系统服务于三个空调房间，它们的最小送风换气次数、人数、房间空气容积见表3.2：每人最小新风量为30，试确定空调系统的总新风量和新风比。表3.2题3-9表房间甲乙丙房间容积m3200400100最小换气次数次/h855人数人4204【解】将该空调系统作为集中空调系统进行处理，系统示意图大致如下：甲乙丙各房间的送风量：=200m38次/h=1600=400m35次/h=2000=100m35次/h=500所以系统的总风量：=++=4100，所有房间的新风量之和：未修正的系统新风量在送风量中的比例：需求最大的房间的新风比：则修正后的系统新风比为：修正后的系统新风量为：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。ε>0ε=﹣∞Cε=+∞d=常数i=常数ε=0t=常数DBGEFAε<0ε>0ε<0图3.2空气热湿处理过程【答】空气热湿处理基本过程见图3.2。①等湿加热（）：使用以热水、蒸汽等作热媒的表面式换热器及某些换热设备，通过热表面对湿空气加热，使其温度升高、焓值增大，而含湿量不变。这一过程又称为“干加热”，热湿比为+∞。②等湿冷却（）：使用以冷水或其它流体作热媒的表面式冷却器冷却湿空气，当其冷表面温度等于或高于湿空气的露点温度时，空气温度降低、焓值减小而含湿量保持不变。这一过程又称为“干冷却”，其热湿比为-∞③等焓加湿（）：使用喷水室以适量的水对湿空气进行循环喷淋，水滴及其表面饱和空气层的温度将稳定于被处理空气的湿球温度ts，空气温度降低、含湿量增加而焓值基本不变。水分在空气中自然蒸发亦可使空气产生同样的状态变化。这一过程又称为“绝热加湿”，热湿比近似为0。④等焓减湿（）：使用固体吸湿装置来处理空气，湿空气的含湿量降低、温度升高而焓值基本不变，热湿比近似为0。⑤等温加湿（）：使用各种热源产生蒸汽，通过喷管等设备使之与空气均匀混合，空气含湿量和焓值增加而温度基本不变，该过程近似等温变化。⑥冷却干燥（）：利用喷水室或表冷器冷却空气，当水滴或换热表面温度低于湿空气之露点温度时，空气将出现凝结、脱水，温度降低且焓值减小。3-11试在i-d图上分别画出下列各空气状态变化过程：a．喷雾风扇加湿b.硅胶吸湿c.潮湿地面洒水蒸发加湿d.电极式加湿器加湿e.电加热器加热【答】a、d过程为等温加湿，见图3.2中的过程；b过程为等焓减湿，见图3.2中的过程；c过程为等焓加湿，见图3.2中的过程；e过程为等湿加热，见图3.2中的过程3-12针对夏季空调传统热湿处理方案，构建一种无需使用人工冷源的低能耗节能空调方案，并与传统方案进行技术、经济分析与比较。【答】夏季传统热湿处理方案在i-d图上的表示如图？？中过程，该处理过程分为喷水室冷水喷淋或表冷器间接冷却()和空气加热器干加热()两个过程,其特点是两步过程，能满足对环境参数的较高调控要求,使用和管理否很方便。但要求冷媒水温较低，需要人工冷源，相应的设备投资与能耗也就更大些，并造成冷热量的相互抵消，导致能量的无益消耗。而对于处理方案，先使用固体吸湿剂对空气进行等焓减湿处理到1点，然后再进行冷却处理。这一方案的优点就在于与传统方案相比，不存在冷热抵消的能量浪费，况且后续干冷过程允许冷媒温度较高，可使制冷设备供冷量大幅减小，甚至可以完全取消人工制冷，降低能耗。它的缺点就在于需要增设固体吸湿装置，有可能对初投资和运行管理带来不利。第四章空气净化处理4-1空气污染物通常包括哪些内容？【答】空气净化处理涉及的主要空气污染物包括：悬浮在空气中的固态、液态微粒，悬浮在空气中的微生物，以及各种对人体或生产过程有害的气体。悬浮微粒主要包括灰尘（固态分散性微粒）、烟、雾、烟雾等。空气中的微生物主要包括细菌、病毒、真菌、花粉、藻类和噬菌体等。4-2空气中悬浮污染物的浓度表示方法有哪些？【答】通常有以下三种表示方法：①质量浓度：单位体积空气中含有悬浮微粒的质量。②计数浓度：单位体积空气中含有各种粒径悬浮微粒的颗粒总数。③粒径计数浓度：单位体积空气中含有某一粒径范围内的悬浮微粒的颗粒数4-3表征过滤器性能的主要指标有哪些？【答】①过滤效率：在额定风量下，经过过滤器捕集的尘粒量与过滤器前空气含尘量的百分比。它反映的是被过滤器捕集下来的尘粒量的相对大小；②穿透率：过滤后的空气含尘浓度与过滤前空气含尘浓度的百分比。它反映的是经过过滤后的空气含尘量的相对大小。对于效率较高的过滤器，过滤效率相差不大，但穿透率则有可能相差几倍，故常用穿透率来评价高效过滤器的性能；③面风速与滤速：面风速是指过滤器断面上所通过的气流速度，是反映过滤器通过能力和安装面积的性能指标；滤速是指过滤器滤料面积上通过的气流速度，是反映滤料通过能力的指标；④过滤器阻力：气流通过过滤器的阻力称为过滤器阻力，包括滤料阻力（与滤速有关）和结构阻力（与框架结构形式和迎面风速有关），当然阻力越小过滤器性能越好；⑤容尘量：额定风量下，过滤器的阻力达到终阻力时，过滤器所容纳的尘粒总质量。容尘量是和使用期限有直接关系的指标，显然容尘量大过滤器性能较好。4-4空气净化常用设备有哪些？各自应用及特点是什么？【答】空气净化常用设备有空气过滤器、洁净工作台、洁净层流罩和自净器。空气过滤是利用过滤装置将送入洁净空间的空气中的悬浮微粒去除来保证进入房间的空气的洁净度，这是空气净化的常用方式。洁净工作台主要应用在洁净室内或一般室内，是根据产品生产要求或其他用途的要求在操作台上保持高洁净度的局部净化设备，通用性较强，可单台使用或连接成装配生产线。洁净层流罩是将空气以一定的风速通过高效过滤器后，由阻尼层均压使洁净空气流呈垂直单向流送入工作区以保证其洁净度，安装形式比较多样。自净器是由风机、粗效、中效和高效（亚高效）过滤器及送、回风口组成的空气净化设备，自净过滤器过滤效率高、使用灵活，可在一定范围内造成洁净空气环境，自净器可用于对操作点进行局部临时洁净净化，可设置在洁净室内易出现涡流区的部位以减少尘菌滞留，也可作为洁净环境的简易循环机组。4-5已知空气流经某空气过滤器的初含尘浓度为1.2，出口空气含尘浓度为0.2，求它的计重效率和穿透率？【解】①计重效率：==83.3%②穿透率：4-6某空调系统采用三级空气过滤，过滤前入口含尘浓度为1×105粒/升。三级过滤后含尘浓度为150粒/升，已知粗效过滤器计数效率为25％，中效过滤器计数效率为80％，求高效过滤器应具有的计数效率。【解】由题意，得由即99.85％＝1－（1－25％）（1－80％）（1－）解得即高效过滤器应具有的计数效率为99％4-7某空调系统，如图3.1所示：新风量100，送风量1000，已知室外空气含尘浓度为1，室内空气允许含尘浓度为0.05，室内产尘量为40mg/h，新风过滤器计重效率为45%。若忽略空气密度的变化及粗效过滤后粒径分布对循环过滤器的影响，试求再循环过滤器所需的计重效率？C123新风过滤器2-再循环过滤器3-房间图4.1题4-7空调系统图【解】房间的全面通风量，其中：全面通风量，M：室内污染物散发量，mg/h：室内污染物允许质量浓度，：送风中含有该种污染物的浓度，：室外空气含有该种污染物的浓度，由题意知：=0.05又根据风量平衡：=+得：=-=1000-100=900经过新风过滤器后新风含尘浓度：=0.55则由解得4-8空气过滤器有哪些主要类型，各自有什么特点及适用什么场合？【答】空气过滤器按其过滤效率可分为粗效、中效、高中效、亚高效和高效五种类型。粗效过滤器主要用于过滤≥5.0的大颗粒灰尘及各种异物，在空气净化系统中作为对含尘空气的第一级过滤，同时也作为中效过滤器前的预过滤，对次级过滤器起到一定保护作用，一般置于空调处理设备的新风入口或新风与回风混合之后；中效过滤器（包括高中效过滤器）主要用于过滤≥1.0的中等粒子灰尘，在净化系统中用作高效过滤器的前级预过滤来保护高效过滤器，也在一些要求较高的空调系统中使用，以提高空气的清洁度，一般集中置于空调系统正压端，空调处理箱送风机之后；高效过滤器（包括亚高效过滤器）可过滤0.5~0.1以上的微粒子灰尘，能有效滤除细菌，用于超净和无菌净化，通过高效过滤器的空气必须经过粗、中效两级过滤器预过滤，一般位于系统末端送风口之前，作为三级过滤的末级过滤器。4-9净化空调系统有哪些类型？【答】净化空调系统按作用范围可分为全面净化与局部净化类型；按净化设备的设置分集中式和分散式类型；按气流组织分单向流型、非单向流型和辐射流类型；按构造可分为整体式、装配式和局部净化式；还可按用途分为工业洁净室和生物洁净室。4-10常用气相污染物处理方法或装置有哪些？【答】空调净化系统常采用的气相污染物净化方式或装置有：①洗涤吸收方式，如空调装置中的喷淋室及湿式过滤器；②活性炭吸附方式；③化学吸附，利用化学药品与某些有害气体发生的化学反应去除气相污染物；④光触媒净化方式，利用半导体材料对有机污染物的无机化；⑤稀释方式，引入清洁无臭的空气来稀释室内气相污染物浓度。第五章建筑供暖5-1对室内供暖常用方式进行分类，并分析各自的特点。【答】①集中供暖与分散供暖：集中供暖方式是由单独设置的热源集中配置热媒，通过管道向各个房间或各个建筑物供给热量。而分散供暖方式是将热源、热媒输配和散热设备构成独立系统或装置，向单个房间或局部区域就地供暖。②全面供暖与局部供暖：全面供暖是使整个供暖房间维持一定温度要求；局部供暖使室内局部区域或局部工作地点保持一定温度。③连续供暖与间歇供暖：连续供暖使得全天使用的建筑物的室内温度全天均达到设计温度；而间歇供暖仅使非全天使用的建筑物在使用时间内的室内平均温度达到设计温度，而在其他时间自然降温。④值班供暖：在非工作时间或中断使用的时间内，使建筑物保持最低室温要求的供暖方式。5-2供暖系统有哪些形式？并对其进行比较。【答】见表5-1表5-1供暖系统对比表分类方式系统形式特点热媒种类热水供暖系统高温水供暖（水温>100℃）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：①热工性能：主要指传热系数，传热系数越高，其热工性能越好。②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。③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。④卫生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。铸铁散热器与钢铁散热器性能比较见表4.2表5.2铸铁散热器与钢铁散热器性能比较表评价指标散热器热工性能经济指标安装使用和工艺方面的指标卫生和美观方面的评价指标铸铁散热器热稳定性好，水容量大；铸铁柱型散热器传热系数较大，单片散热量小防腐性能好，使用寿命长，价格便宜金属热强度低结构简单；金属耗量大，笨重；有些产品档次不高，生产工艺简陋，造成环境污染严重。铸铁柱型散热器外形美观，积灰较易清除；铸铁翼型散热器外形不美观，肋间较易积灰不易清除。钢制散热器有些类型散热器水容量较少，热稳定性差容易腐蚀，使用寿命短，制造工艺先进，适于工业化生产；金属耗量少，耐压强度高，占地少，便于布置外形美观整洁，易实现产品多样化系列化，适应于各种建筑物对散热器的多功能要求。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。（b）（c）（a）5-5图5.1中为同一组散热器，当进出水温度和室内温度相同，而接管方式不同时，试比较其传热系数的大小。图5-1题5-5图【答】散热器连接方式不同时其外表面温度分布不同，其传热量也不同。下进上出时水流总趋势与水在散热器中冷却后的重力作用相反，而使散热器性能变差，传热系数变小。对与图5？？中散热器的传热系数大小关系为（a）>（c）>（b）。5-6散热器的布置与安装要考虑哪些问题？【答】①考虑散热效果问题。房间有外窗时，最好每个外窗下设置一组散热器，以便于散热器上升的热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和冷辐射影响，同时也可迅速加热从窗缝隙渗入的冷空气。楼梯间布置散热器时，考虑到因热流上升上部空气温度比下部高，应尽量把散热器布置在底层或按一定比例分布在下部各层。②考虑管道布置问题。应避免户内管路穿过阳台门和进户门，应尽量减少管路的安装。③考虑散热器防护问题。为防止冻裂散热器，两道外门之间不能设置散热器。在其他有冻结危险的场所，其散热器应设单独的立、支管供热，且不得装设调节阀。托儿所、幼儿园散热器应暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。④散热器应明装，简单布置，内部装修要求高可采用暗装。散热器安装应保证底部距地面不小于60mm，通常取为150mm，顶部距窗台板不小于50mm，背部与墙面净距不小于25mm。5-7热风采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》（GB50019—2003）规定，符合下列条件之一时，应采用热风采暖：①能与机械送风系统合并时。②利用循环空气采暖，技术、经济合理时。③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：①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。②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。③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性气体的车间。④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：①单机供热量大，相同热负荷下，所用末端设备的数量少；②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；③启动升温快。缺点：①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；②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。5-9已知两并联管段的阻力数为12、30，则该并联管段的总阻力为多少？【解】并联管段的阻力数计算公式为：，计算得总阻力数为4.5。5-10与对流供暖系统相比辐射供暖有什么优点？适宜用在哪些场合？【答】①由于有辐射强度和温度的双重作用，造成真正符合人体散热要求的热状态，具有最佳舒适感。②利用与建筑结构相符合的辐射供暖系统，不需要在室内布置散热器，也不必安装连接水平散热器的水平支管，不占建筑面积，也便于布置家具。③室内沿高度方向上的温度分布比较均匀，温度梯度较小，无效热损失可大大减小。④由于提高了室内表面的温度，减少了四周表面对人体的冷辐射，提高了舒适感。⑤不会导致室内空气的急剧流动，从而减少了尘埃飞扬的可能，有利于改善卫生条件。⑥由于辐射供暖系统将热量直接投射到人体，在建立同样舒适感的前提下，室内设计温度可以比对流供暖时降低2~3℃（高温伏设施可降低5~10℃），从而可以降低供暖能耗10%~20%。⑦辐射供暖系统还可在夏季用作辐射供冷，其辐射表面兼作夏季降温的供冷表面。辐射采暖可用于住宅和公共建筑。地面辐射采暖可用于热负荷大、散热器布置不便的住宅以及公共建筑的入口大厅，希望温度较高的幼儿园、托儿所，希望脚底有温暖感的游泳池边的地面，需解决局部玻璃幕墙建筑周边区域布置散热器有困难等处。还广泛用于高大空间的厂房、场馆和对洁净度有特殊要求的场合，如精密装配车间等。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平均温度可低1~3℃，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0.8~0.9，低温辐射系统取0.9~0.95；或将室内计算温度取值降低2~6℃，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。5-12某一房间采用地板辐射采暖，房间热负荷为2000W，地板面积为50m2，室内温度要求20℃。已知加热管覆盖层为：60mm豆石混凝土，20mm水泥砂浆找平层，其平均导热系数，初步确定加热管为间距为200mm。若地板表面温度取26℃，则加热