暖通空调习题集和答案.pdf

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，划分这两类的主要标准是什么？【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: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。开发新型设备和系统，2各种新型暖通空调系统和技术不断涌现。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。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？3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】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。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(GB 500192003)规 定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。42-3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）。【解】按教材式（2.3）即,=%+您4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 A=，w-wp=32.5C=7 69oc,结果见表 2,lor 0.52 0.52表2.1 题2-4计算过程及结果时刻1:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:003538-0.42-0.45-0.474128-0.120.030.160.290.40A 7.69%Wp/32.5，w，T/29.8129.5829.2729.0428.8929.3530.3531.5832.7333.7334.7335.5852-5室内空气计算参数确定的依据是什么？时刻13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:000.480.520.510.430.390.280.140.00-o.10-o.1723264/7.69%Wp/32.5/w，T/36.1936.536.4235.8135.5034.6533.5832.5031.7331.1930.7330.50【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 6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 合温度却啬、乙屋。【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1=30.7（,=8.7（，由教材表2.1查得=0.4,贝1有/12=30.7 C+0.4x8.7 C=34.18 C再由教材附录2查得夕值：屋面0.74,南墙0.7。西安的大气透明 度等级为5巴由教材附录3查得I值：屋面（水平面）为919w/m。,南墙 为438w/n?,取*=18.6W/（n?.0C）,于是可求得12：00室外空气综合 温度分别为屋顶:%2=34.18C+0.74x919 W/n?18.6 W/(m2-C)-3.5C=65.3C南墙:。0.74x438 W/m2Jt.1 o Vz H-：-18.6 W/(m2-C)51.6C2-8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：Q=KF&Tw）a，K为围护结构的 传热系数，尸为围护结构的计算面积，木、8分别为冬季室内、外空 气的计算温度，。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、7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4 m时，冬季室内计算温度应符合下列规定：地面，应 采用工作地点的温度。墙、窗和门，应采用室内平均温度。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12（隔墙传热可以忽略）。已知该楼地面层南向NH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；8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x高）为3.0 x2.0m,可开启部分的缝隙长度为8 m（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NH办公室冬季供热设计热负荷。【解】计算围护结构传热耗热量Qi：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Qi=320LlW,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-m2。）室内 计算 温度 tN/采暖 室外 计算 温度 tw/温差。C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28.081.720.8888.680888.689由于只有南面外墙，因此地面传热地带划分如图2.1。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计算冷风渗透耗热量Q2：西安冬季空外风速为2.7m/s,查教材表2-6得，每米窗缝隙渗入的空气量Ls=0.85m3/(nrh),该办公室仅有一面外墙，其外窗缝隙总长度/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 G:G=Lsln=0.85 m3/(h-m)xl6 mx0.4=5.44 m3/h于是，冷风渗透耗热量Q2：Q=0.278夕亚喙(一九)=0.278 x5.44 m3/h xl.32 kg/m3 xl kJ/(kg-C)x(18+5)C=45.91 W10第痴i?1第三地带日第二地带g第一地带!图2.1地面传热地带的划分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+2=3201.1 W+45.91 W=3247.01 W2-12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，Nol办公室的设计新风量为360kg/ho要求计算确 定该Nol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：0=3247.01 W新风耗热量：0w=Gw4(k-w)，至kg/s xl.01xl03J/(kg.C)x18-(-5)=2323 W 3600所以总的供暖设计热负荷为：Q2=Q1+Qw=3247.01 W+2323 W=5570.01 W2-13什么是得热量？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 11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 12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：显热冷负荷显和潜 热冷负荷411潜。显热冷负荷为。“显显此一,，潜热冷负荷为 21,潜=附Z潜，人体散热总冷负荷Qd,=n （q显化一r+4潜），以上式中q显和q潜 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12（隔墙传热可以忽略）。又N仃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NM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 13起的冷负荷。查教材I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：屋顶冷负荷由教材附录9查得：K=0.49W/(m2C),衰减系数0=0.37,延迟时 间=9.3鼠 根据p、0、查手册I表20.3-2得扰量作用时刻e时代 表城市上海市屋顶逐时冷负荷计算温度忆及重庆相对上海市地点修 正值,即可按式(20.3-1)【I】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T8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00作用时刻T-22.723.70.71.72.73.74.75.76.77.78.739.6038.6037.6036.8136.6037.0938.0039.0040.4941.9143.49A/1tn/27tjc13.6012.611.6010.8110.6011.0912.0013.0014.4915.9117.49K/W-m-2-10.49F/m25414QaJW 359.86333.40306.94286.03280.48293.44317.52343.98383.41420.98462.79 南外墙冷负荷由教材附录9查得：1.95亚/画。），衰减系数6=0.35,延迟时间=8.5鼠根据B、E查手册川表20.3-1得扰量作用时刻T-E时代表城市上海市南外墙逐时冷负荷计算温度L及重庆相对上海市地点修正值4,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o表2.4 南外墙冷负荷计算时刻T8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00作用时刻T-23.50.51.52.53.54.55.56.57.58.59.532.5323232323232.53333.53434.5A/1tn/27AtT_s/6.5666666.577.588.5K/W-m-2-11.95F/m217.25QciVW218.64201.83201.83201.83 201.83 201.83218.64235.46252.28269.10285.92注意：计算时刻与作用时刻的定义与区别。南外窗冷负荷15a.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T8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00AtT/3.2455.86.67.27.78.08.17.97.8K/W-m_2-16.4F/m212Qclj/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=l,窗户的有效面积 系数Xg=0.85,查表20.5-2山重庆相对上海南外窗修正系数Xd=0.97,查表20.5-3川得上海透过标准窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度丸工即可 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/6687115143159162150130112937016Wm-2XgXdCsQ0.85*0.97*1*0.5=0.41F/m212Q“W324.72428.04565.80703.56782.28797.04738.00639.60551.04457.56344.40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%=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ti=O。内墙的传热系数从教材附录9中查得K=1.72W/(m2-)o按教材式(2.25)即可求得通过东侧内墙的稳定传 热负荷为：Qd=1.72x28.08x(32.5-27)W=265.64WO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218.64201.83201.83201.83201.83 201.83218.64235.46252.28269.10285.9217墙负荷窗传执 八、负荷245.76307.20384.00445.44506.88552.96 591.36614.40622.08606.72 599.04窗日射负荷324.72428.04565.80703.56782.28797.04 738.00 639.60551.04457.56344.40内墙负265.64荷总计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 2131.16 Wo182-18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1080Wo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）。照明冷负荷：照明负荷系数JLjt查表20.8-2口,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。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51 W/人，潜热130 W/人，全热181 W/人，湿量194g/（h-人）。取群集系数壮=0.97,人体显热负荷系数JP*t查表20.7-45，则人体总冷负荷按如下公式计算：Qcf=（JPt.tx51+130）xl2xn、因 此，照明及人体形成的逐时总冷负荷见表2.8。人体湿负荷：W=12xn，xw=12 人x0.97xl94g/（h人）=2258g/h表2.8 照明及人体形成的逐时总冷负荷算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0:始工作J、时数12345678910:明负荷，数 JL*t0.390.60.680.730.780.810.840.870.890.9期冷负Qcl（W）421.20648.00734.40788.40842.40874.80907.20939.60961.20972.(.体显热0.50.690.750.790.830.860.880.90.910.9：19荷系数JPx-T:热冷负荷W130.体总冷负荷1cl(W)1810.021922.811958.431982.182005.922023.732035.602047.482053.412059.,冷负荷(W)2231.222570.812692.832770.582848.322898.532942.802987.083014.613031.2-19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。20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*+0=G得房间送风量为G=工,或根据湿量平衡关系式沙二得房间送风量为 zN-z0 1000 1000G=g匕。在系统设计时。空调冷、湿负荷、热湿比2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 根据焰湿图和送风温差zu 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0。送 风量即可确定，如已确定出余热量中的显热量0X，也可根据 G=求空调送风量。CP 4 0)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公大都高于室温木。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 21湿量取值应与夏季相同。因此，过力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：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。3-3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9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:001室内热源冷负荷2231.222570.812692.832770.582848.322898.532942.802987.083022围护结构负荷1536.111724.211902.502037.112110.912131.162099.082074.4520总冷负荷3767.334295.024595.334807.694959.235029.695041.885061.5350 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2258 g/h；取送风温差t0=8,管道温升为则有送风状态0点to=19,L点温度18；进而查得送风状态0点和室内设计状态N点有关参数:zN=64.87 kJ/kg,/=14.74 g/kgi0=50.66 kJ/kg,d0=12.41 g/kg计算送风量：按消除余热：5.06153 kWG=二zN-i0 64.87 kJ/kg-50.66 kJ/kg=0.36 kg/s按消除余湿:G=-(n o)2258 g/h_(14.74-12.41)g/kg x 3600=0.27 kg/s于是取最大值，送风量为0.36 kg/s3-4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d=lkg/s,冬季工作地点温度要求保持在=16(,车间总的显热余热量Q=-62kW,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G。和送风温度23,0【解】根据风量平衡关系，该系统新风量GSf=G,=lkg/s由：6。=3新+6回，G回=80%G。,得 G0=5kg/S根据显热余热量Qx=G0c*n-）得Zo=n-最=16-62 kW1.01kJ/(kg-C)x5kg/s=28,283-5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1=28。要求确定该集中空I调 系统所需的送风温度，。【解】由上题知：Go=5kg/s,其余步骤如上题，算得=15.13C3-6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：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24（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查得从事轻体力劳动时，CO?发生量 为 O023m3/（h.人）（CO2 的密度为 l.977kg/n?）,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卜1（）4 X44/22.4,即 c2=1964.29mg/m3室外空气中的CO?的体积浓度为0.04%,即=785.71 mg/m3由公式：L=q02 一 00126mg/sx36001964.29mg/m3-785.71 mg/m3=385 m3/h故，平均室内每人所需新风量为.?=38.5 n?/h 解法2:10 x0.023(0.1-0.04)/100=383(n?/h)故，每人所需新风量为38.3n?/h注意：单位换算1%=104Ppm=10 L/m3,即In?空气中含有10LCO2o ppm即一百万体积的空气中所含污染物的体积数,温度为25 ,25压力为760mmHg时，lmg/m3=l ppm x 分子量/22.43-9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30m3/h,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:各房间的送风量：N=200m3x8次/h=1600 m3/hL乙=400 m3x5 次/h=2000 m3/h乙丙=100m3x5 次/h=500 m3/h所以系统的总风量：=甲+乙+丙=4100 m3/h,所有房I可的新风量之和：Zw=30 m3/hx(4+20+4尸840 m3/h未修正的系统新风量在送风量中的比例：丫=汹4=20.5%4100m3/h26需求最大的房间的新风比：Z1m3/hx2O=3o%2000m/h则修正后的系统新风比为：丫=0205=0.2271+X+Z 1+0.205-0.3修正后的系统新风量为：Lj=LxY=4100 x 0.227=931 n?/h3-10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。【答】空气热湿处理基本过程见图3.2。等湿加热（一）: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、焰值增大，而含湿量不变。这一 过程又称为“干加热”，热湿比为+8。等湿冷却（N C）: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 图3.2空气热湿处理过程高于湿空气的露点温度时，空气温度降低、焰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-8 等焰加湿f 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b空气温度降低、含湿量增加而焰值基本不变。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。等焰减湿使用固体吸湿装置来处理空气，湿空气的 含湿量降低、温度升高而焰值基本不变，热湿比近似为0。27 等温加湿（/一尸）：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，空气含湿量和焙值增加而温度基本不变，该过 程近似等温变化。冷却干燥（/G）: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 度降低且焙值减小。3-11试在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N一尸过程；b过程 为等焰减湿，见图3.2中的N一。过程；c过程为等焙加湿，见图3.2 中的力.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 53 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 28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1。，先使用固体吸湿剂对空气进行等焙减湿处理到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。29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：质量浓度：单位体积空气 中含有悬浮微粒的质量。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。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】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；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；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，30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；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；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