暖通空调习题答案汇总.doc

湿空气习题
1、区分干球温度、湿球温度、露点温度以及饱和温度。
2、若要独立地确定空气的状态点，至少需要确定两个状态参数，哪两个状态参数可以用于独立确定空气的状态点？
3、如果有初始状态为t=20℃,φ=35%的空气，大气压力为101325Pa，向其加入5g/kg的水蒸气，求其终状态的空气的相对湿度和温度。
4、在1000kg的空气（20℃，60%）中加入1000kJ的热量和2kg的水蒸气，求空气最终的状态参数。
5、简述空气热湿处理设备的类型及特点。
6、某舒适性空调房间采用全空气空调方案，空调冷负荷为15000W，湿负荷为6kg/h，室内设计参数为：干球温度26℃、相对湿度60%。夏季大气压力为1013kPa，表冷器将新风和回风的混合风处理到17℃、95%，空气的密度为1.2kg/m³，求该房间的空调送风量。
7、某空调系统采用全空气空调方案，冬季房间空调总热负荷为10000W，湿负荷为3kg/h，冬季室内设计参数为：干球温度18℃、相对湿度30%，需用的新风量为900m³/h，冬季室外空调计算参数为：干球温度-10℃、相对湿度50%，冬季大气压力为1013kPa，送风温差为10℃，空气的密度为1.2kg/m³，质量定压热容为1.01kJ/(kg·K)，求该空调系统新风和回风混合后的送风状态。
8、简述一次回风和二次回风的特点及其使用范围。
9、简述按送、回风口位置和型式不同而划分的5种气流组织形式及其特点。
10、简述水环热泵空调系统适用范围。
11、一个由多区域空气处理机组服务的特殊区域的设计冷负荷为0.5kW，SHF＝0.8。进入盘管的空气的干球温度为29 oC，湿球温度为21 oC（比焓为60.63 kJ/kg）。离开盘管的空气干球温度为10 oC，相对湿度为90％（比焓为27.338 kJ/kg）。区域空气参数为：干球温度为24 oC，相对湿度为50％（比焓为47.804 kJ/kg）。假设压力为海平面压力，空气比容取0.85 m3/kg干空气，定压比热取1.0 kJ/kg×oC。（14分）
（a） 送风量（m3/h）必须是多少？
（b） 送风参数是多少？
（c） 在此区域中，有多少空气从盘管上方流过？多少空气旁通绕过盘管？
12、现有一款除湿机设计如下：潮湿的空气从进风口吸入蒸发器，被蒸发器冷却除湿后，再冷却冷凝器后从出风口排出。如已知空气入口参数、除湿量以及系统其他参数，请问空气出口参数应该如何确定？

答案：
1、答：干球温度即空气的实际的温度。湿球温度是在绝热定压条件下，空气与水直接接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。露点温度是当湿空气温度下降到一定时，有凝结水出现的温度。饱和温度是液体和蒸汽处于动态平衡状态即饱和状态时所具有的温度。
2、答：温度和相对湿度、温度和含湿量、含湿量和焓
3、答：70%，20℃
4、答：焓值48.45kJ/kg，相对湿度64%，含湿量10.72g/kg，干球温度21℃
5、答：其可分为接触式热湿交换设备和表面式热湿交换设备。第一类热湿交换设备特点：与空气进行热湿交换的介质直接与空气接触；第二类热湿交换设备特点：与空气进行热湿交换的介质不与空气接触，二者之间的热湿交换是通过分隔壁面进行的。
6、答：热湿比ε=3.6QW=3.6×150006kJkg=9000kJ/kg
在焓湿图上找出室内状态点，根据ε通过室内状态点作室内处理过程线，通过表冷器出口状态作等湿线，两线的交点就是送风状态点，送风温度为18.4℃。求出室内焓值in=58.3kJ/kg，送风焓值i0=47.5kJ/kg
送风量L=3.6Qρin-i0=3.6×150001.2×58.3-47.5m3/h=4167m3/h
7、答：送风量L=Qρcp∆t=3.6×100001.2×1.01×10m3/h=2970m3/h
回风状态点参数dn=3.8g/kg，in=27.7kJ/kg
新风状态点参数dw=0.8g/kg，iw=-8.1kJ/kg
混合后焓值i=2970-9002970×27.7+9002970×-8.1kJ/kg=16.8kJ/kg
混合后含湿量d=2970-9002970×3.8+9002970×0.8g/kg=2.9g/kg
由i-d图求出混合状态点参数为9.44℃、89.8%。
8、答：一次回风方式的回风仅在热湿处理设备前混合一次，通常利用最大送风温差送风，当送风温差受限制时，利用再热满足送风温度，其适用于对送风温差要求不高的舒适性空调，以及室内散湿量较大（热湿比小）的场合。二次回风则是在热湿处理设备前后各混合一次，相同送风条件下，二次回风系统可节省一次回风系统的再热热量。其适用于送风温差受限，而不容许利用热源进行再热时；室内散湿量较小（热湿比大），用最大送风温差送风的送风量不能满足换气次数时；对室内有恒温要求的场合以及高唤起次数的洁净房间。
9、答：(1)侧送侧回：能保证工作区气流速度和温度的均匀性，排风温度等于室内工作区温度，加大送风温差。
(2)上送下回：气流为平流流型，涡流少，断面速度场均匀，排风温度接近室内工作区平均温度。
(3)中送上、下回：分两个气流区，以保证下部工作区达到空调设计要求，而上部气流区负担排走非空调区的余热量。
(4)下送上回：室内平均温度较高，经济性好。
(5)上送上回：适用于因各种原因不能再房间下部布置风口的场合。
10、(1)从节能和热回收考虑，该系统宜用在建筑物规模较大场合，内区面积要大于或接近于周边区，即两者的冷热负荷相当为好，且这种负荷的平衡时间越长越经济。
(2)适用于已有大楼的空调增设工程，该系统对建筑层高和外立面均无影响，但应注意噪声处理和信封的供给设施。
11、

12、

冷热负荷习题
1、HVAC的工作原理是什么？
2、防止冬季维护结构内表面结露的措施有哪些？
3、建筑维护结构的耗热量包括哪些？如何计算？
4、房间冬季空调设计热负荷与采暖设计热负荷有何关系？
5、某地夏季空调室外计算日平均温度twp=28℃，空调室外计算干球温度tg=32℃，有一空调房间，室内计算温度为（22±1）℃，当地西向太阳总辐射照度的日平均值Jp=120W/m2，西外墙为非轻型结构，传热系数K=0.8W/(m2∙K)，外表面的太阳辐射热的吸收系数ρ=0.7，外表面的表面传热系数αw=18.6W/(m2∙K)，该外墙长度为6.6m，高度为2.9m，该墙上有2扇外窗（1500mm*1500mm），求该外墙传热形成的冷负荷。
6、某建筑物中有一空调房间，室内计算温度为26℃，南墙有外窗（1500mm*1500mm），其传热系数为K=2.6W/(m2∙K)，玻璃窗修正系数为xb=0.86，窗的有效面积系数xm=0.75，不考虑内外遮阳，该建筑物所在地夏季空调室外计算日平均温度twp=28℃，空调室外计算干球温度twg=32℃，当地南向无内遮阳标准窗的冷负荷系数见下表，日射得热最大值Jo,max=318W/m2，求该外窗日射冷负荷的最大值。
南向无内遮阳标准窗的冷负荷系数表
时刻
10:00
11:00
12:00
12:00
14:00
15:00
16:00
17:00
冷负荷系数
0.43
0.54
0.61
0.62
0.58
0.48
0.38
0.34

答案：
1、答：其工作原理为：当室内得到热量或失去热量时，则从室内取出热量或向室外补充热量，使进出房间的热量相等，即达到热平衡，从而使室内保持一定的温度；或使进出房间的湿量平衡，以使室内保持一定的湿度；或从室内排出污染空气，同时补入等量的室外清洁空气（经过处理或不经处理的），即都达到空气平衡。
2、答：增加维护结构的热阻、提高室内空气的温度、降低室内空气的相对湿度
3、答：（1）维护结构基本耗热量：Qj=AjKj(tR-to,w)a
（2）维护结构附加耗热量：朝向修正率、风力附加率、外门附加率、高度附加率。
4、答：冬季空调设计热负荷大于采暖设计热负荷。
5、答：外墙传热面积：F=6.6×2.9-2×1.5×1.5m2=14.64m2
室外计算日平均综合温度：tz,τ=tw,τ+ρJα=28+0.7×12018.6℃=32.5℃
外墙传热形成的冷负荷：CL=KFtz,τ-tn=0.8×14.64×32.5-22W=123W
6、答：外窗传热面积：F=1.5×1.5m2=2.25m2
由附表可知其最大冷负荷系数出现在13:00，其值为0.62
外窗日射冷负荷最大值：CLQ=0.75×0.86×1×2.25×318×0.62W=286W

通风习题
1、CO2无毒无害，即使含量达到0.5%对人体也无害，为什么在民用建筑中把它作为污染物，而且国内外许多标准中将其浓度控制在≤0.1%？
2、一使用面积为70m2的住宅，室内净高为2.8m，常住3人，平均每人CO2散发量为0.004L/s，该住宅有0.5h-1的自然通风，问室内CO2浓度是否符合标准要求？（提示：室外CO2浓度为0.03%，室内CO2标准值0.1%）
3、根据除尘机理的不同，除尘器可分为哪几类？
4、在现场对某除尘器进行测定，测得数据如下：除尘器入口空气含尘浓度Ci=3200mg/m3；除尘器出口空气含尘浓度Co=480mg/m3。除尘器前、后管道内粉尘的粒径分布为：
粒径（μm）
0~5
5~10
10~20
20~40
>40
除尘器前（%）
20
10
15
20
35
除尘器后（%）
78
14
7.4
0.6
0
试计算该除尘器的全效率和分级效率。
5、为什么两个型号相同的除尘器串联时，它们的除尘效率是不同的？哪一级的效率高？
答案：
1、答：一定浓度的CO2对人体没有显著影响，大量的CO2（火灾产生）产生时，会使人窒息。在大多数民用建筑中，CO2来自人体的代谢，一定浓度的CO2并不是室内污染物。由于人体在散发CO2的同时，也散发出气味和生物挥发物，因此，CO2被用作人体散发污染物的指示剂。
2、答：每人稀释CO2所需新风量：v=qc-co=0.041-0.3=5.71×10-3m3/(s∙p)
住宅所需通风量：v=3×5.71×10-3=0.017m3/s
住宅体积：V=70×2.8=196m3
自然通风供给风量：v=196×0.5m3/h=196×0.53600m3/s=0.027m3/s
因为v>v，所以室内CO2浓度符合标准。
3、答：重力除尘：如重力沉降室；
惯性除尘：如惯性除尘器；
离心力除尘：如旋风除尘器；
过滤除尘：如袋式除尘器、颗粒层除尘器、纤维过滤器、纸过滤器；
洗涤除尘：如自激式除尘器、卧式旋风水膜除尘器；
静电除尘：如电除尘器。
4、答：除尘器全效率：ε=ci-coci×100%=3200-4803200×100%=85%
除尘器分级效率：ε1(0~5)=3200×20%-480×78%3200×20%=41.5%
ε2(5~10)=3200×10%-480×14%3200×10%=79%
ε3(10~20)=3200×15%-480×7.4%3200×15%=92.6%
ε4(20~40)=3200×20%-480×0.6%3200×20%=99.55%
ε5(>40)=3200×35%-480×0%3200×35%=100%
5、答：两个型号相同的除尘器串联运行时，由于它们的工况不同，第一级除尘器效率和第二级除尘器效率也是不相同的，而两除尘器分级效率相同时，则第一级除尘器效率要高于第二级除尘器效率。