《空调工程_思考题部分习题答案+空气调节习题》

2.湿空气的水蒸气分压力和水蒸气饱和分压力有什么区别？它们是否受大气压影响？

答：湿空气中水蒸气分压力是指在某一温度下，水蒸气独占湿空气的体积时所产生的压力。水蒸气分压力的大小反映了空气中水蒸气含量的多少。当空气中水蒸气含量超过某一限量时，多余的水气会以水珠形式析出，此时水蒸气处于饱和状态。我们将干空气与饱和水蒸汽的混合物称为饱和湿空气，相应于饱和状态下的水蒸汽压力，称为该温度时的饱和分压力。水蒸气饱和分压力由湿空气温度唯一决定，而不饱和水蒸汽分压与大气压力有关，由实际的大气压决定。

3.绝对湿度、相对湿度和含湿量的物理意义有什么不同？为什么要用这三种不同的湿度来表示空气的含湿情况？它们之间有什么关系？

答：湿空气的绝对湿度是指每立方米湿空气中含有的水蒸气的质量。相对湿度就是在某一温度下，空气的水蒸气分压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气分压力的比值。含湿量是指对应于1kg干空气的湿空气中所含有的水蒸气量。湿空气状态的确定，除了常用参数外，还必须有描述湿空气中水蒸气含量的参数，通常采用绝对湿度、相对湿度和含湿量等参数来说明。相对湿度和含湿量都是表示湿空气含有水蒸汽多少的参数，但两者意义不同：相对湿度反应湿空气接近饱和的程度，却不能表示水蒸汽的具体含量；含湿量可以表示水蒸汽的具体含量，但不能表示湿空气接近饱和的程度。当湿空气的压力p一定时，湿空气的含湿量

d取决于湿空气的相对湿度?。

4.试分析人在冬季的室外呼气时，为什么看得见是白色的？冬季室内供暖时，为什么嫌空气干燥？ 答：人呼出的空气的露点温度一定，而冬季空气温度低于其露点温度。人体体温高于外界很多时，哈气含有体内水分，是气态的，当呼气时，气态的水从体内出来碰到温度很低的室外温度，气态马上因温度降低放热变成液态的小水珠，就成了看到的白色雾气。冬季墙体的温度低，可能会使得空气结露，使得空气的含湿量降低，随着温度的升高相对湿度也会降低。冬季室内供暖时，室内的暖气温度高，使室内的温度升高而导致水分被蒸发外出，空气湿度相应减小，因此使室内的空气干燥。

5.什么是湿球温度？它的物理意义是什么？影响湿球温度的因素有哪些？不同风速下测得的湿球温度是一样的吗？为什么？

答：湿球温度的定义是指某一状态的空气，同湿球温度计的湿润温包接触，发生绝热热湿交换，使其达到饱和状态时的温度。其涵义是用温包上裹着湿纱布的温度计，在流速大于2.5m/s且不受直接辐射的空气中，所测得的纱布表面水的温度，以此作为空气接近饱和程度的一种度量。湿球温度受风速及测量条件的影响。不同风速下测得的湿球温度不一样，空气流速愈大，空气与水的热湿交换愈充分，所测得的湿球温度愈准确。实验证明，当空气流速大于2.5m/s时，空气流速对水与空气的热湿交换影响不大，湿球温度趋于稳定。 7.冬季不仅窗玻璃凝水，而且在有些房屋外墙内表面上也出现凝水，分析凝水的原因和提出改进方法。 答：冷凝水的产生主要是物体表面温度达到空气的露点温度，因此空气中的水分不断冷凝结露产生。冬季窗户的温度受到室外气温影响随之降低，室内由于人的呼吸，用水，做饭烧水等一系列活动不断产生大量的水汽进入到空气中。当空气中的湿气遇到冰冷的窗时冷凝就产生了。室内湿度过大，水蒸气遇冷凝成小水滴。改进方法：加外墙保温，提高内壁面温度。

8.焓湿图有几条主要参数线？分别表示哪一个物理量？试绘出简单的焓湿图。

答：①等焓线：湿空气焓湿图中，比焓的等值线。②等含湿量线③等温线：该直线上的状态点具有相同的温度④等相对湿度线：在一定的大气压力，湿空气在饱和状态下，温度和饱和压力存在一一对应关系。等相对湿度线是一组发散形曲线⑤水蒸汽分压力线：当大气压力一定时，水蒸气分压力是含湿量的单值函数⑥热湿比线：湿空气的状态变化前后的方向和特征

10.热湿比有什么物理意义？为什么说在焓湿图的工程应用中热湿比起到至关重要作用？

答：热湿比ε是湿空气状态变化时其焓的变化（△h）和含湿量的变化（△d）的比值，它描绘了湿空气状态变化的方向。在空调设计中，ε值通常用房间的余热(Q)余湿(W)的比值来计算，在焓湿图中热湿比线通过房间的设计状态点，此时ε线描述了送入房间的空气吸热吸湿后使房间状态稳定在设计状态点的变化方向和过程。

5.夏季空调室外计算湿球温度是如何确定的？夏季空调室外计算干球温度是如何确定？理论依据是什么？他们有什么不同？

答：1）用历年平均不保证50h的干球温度作为夏季空调室外计算干球温度。即每年中存在一个干球温度，超出这一温度的时间有50h，然后近若干年中每年的这一温度的平均值。另外注意，统计干球温度时，宜采用当地气象台站每天4次的定时温度记录，并以每次记录值代表6h的温度值核算。2）用历年平均不保证50h的湿球温度作为夏季空调室外计算湿球温度。实践证明，在室外干、湿球温度不保证50h的综合作用下，室内不保证时间不会超过50h。统计湿球温度时，同样宜采用当地气象台站每天4次的定时温度记录，并以每次记录值代表6h的温度值核算。 6.冬季空调室外计算参数是否与夏季相同？为什么？

答：不同。为了便于计算，冬季围护结构传热量可按稳定传热方法计算，不考虑室外气温的波动。冬季空调室外计算温度应采用历年平均不保证1天的日平均温度。当冬季不采用空调而仅采用采暖时，应采用采暖室外计算温度。冬季空调室外计算相对湿度采用累年最冷月平均相对湿度。 9.什么是空调区、空调基数和空调精度？

答：空调房间室内温度、湿度通常用两组指标来规定，即温度、湿度基数及其允许波动范围。空调基数，指空调房间所要求的基准温度和相对湿度。空调精度，指空调房间的有效区域内空气的温度，相对湿度在要求的连续时间内允许的波动幅度。

11.什么是得热量？什么是冷负荷？什么是除热量？简述得热量与冷负荷的区别？

答：得热量是指某一时刻进入室内的热量和在室内产生的热量，这些热量中有显热或潜热，或者两者兼有。 冷负荷是指为维持室温恒定，空调设备在单位时间内必须自室内取走的热量，即送入室内空气在单位时间内得到的总热量。

在空调系统间歇运行的条件下，室温有一定程度的波动，引起室内物体（包括围护结构）的蓄热与放热，结果使空调设备要自室内多取走一些热量，这种在非稳定工况下空调设备为维持室内温湿度自室内带走的热量称为“除热量”，工程中常称为开车负荷，这也就是空调设备的实际供冷量。

得热量不一定等于冷负荷。因为只有得热中的对流成分才能被室内空气立即吸收。得热中的辐射成分透过空气被室内物体表面吸收和储存起来，这些物体表面温度会升高，一旦其表面温度高于室内空气温度，这些物体又会以对流的方式将储存的热量散发给空气，这时这些放出的热量才又成为冷负荷。这一转化的过程存在着衰减和延迟现象，使得冷负荷的峰值小于得热的峰值，冷负荷峰值出现的时间晚于得热峰值出现的时间。

13．什么是空调区负荷？什么是系统负荷？空调区负荷包括哪些内容？系统负荷包括哪些内容？ 答：1）发生在空调房间内的负荷称为房间负荷。2）发生在空调房间以外的负荷，如新风负荷、风管传热造成的负荷，它们不直接作用于室内，但最终也要由空调系统来承担的这部分负荷称为系统负荷。3）房间负荷主要包括室内人员负荷、室内物体自身传入或传出的负荷、照明负荷、经围护结构传入或传出的负荷等。4）系统负荷主要包括新风负荷和风管、机组的传热、散热负荷。

14.夏季送风状态点如何确定？为什么对送风温差有限制？如果夏季允许送风温差可以很大，试分析有没有别的因素限制送风状态取得过低？答：1.在系统化设计时，室内状态点是已知的，冷负荷与湿负荷及室内过程的角系数

也是已知的，所以从图上可知，送风状态点在通过室内点N，角系数

的线段上。

2.工程上常根据送风温差△t0=tNx-t0x来确定Ox点，送风温差对室内温、湿度效果有一定影响，是决定空调系统经济性的主要因素之一。送风温差加大一倍，系统送风量可减少一半，系统的材料消耗和投资约减少40%，而动力消耗则可减少50%；送风温差在4-8℃之间，每增加1℃，风量可减少10%-15%。但送风温度过低，送风量过小则会使室内空气温度和湿度分布的均匀性和稳定性受到影响。3.送风温差加大，换气次数要随之减少。

19.在集中式空调系统中，如果有一个房间所需新风量比其他房间大得多，问系统新风比是否可取这个最大值？说明理由并提出可行措施。

答：不能。新风量多了，会使空调负荷加大，造成能量浪费。新风量很大的话，不仅不节能，大量室外空气还影响了室内温、湿度的稳定，增加了过滤器的负担。

20.为什么根据送风温差确定了送风量之后，要根据空调精度校核换气次数？

空调区的换气次数是通风和空调工程中常用来衡量送风量的指标。对于舒适性空调系统每小时的换气次数不应小于5次；但高大空间的换气次数应按其冷负荷通过计算确定。对于通常所遇到的室内散热量较小的空调区来说，换气次数采用规范中规定的数值就已经够了，不必把换气次数再增多，不过对于室内散热量较大的空调区来说，换气次数的多少应根据室内负荷和送风温差大小通过计算确定，其数值一般都大于规范中规定的数值。

1.直接接触式热湿交换原理和间接接触式热湿交换原理有什么不同？

答：直接接触式：所谓直接接触式是指被处理的空气与进行热湿交换的冷、热媒流体彼此接触进行热湿交换。具体做法是让空气流过冷、热媒流体的表面或将冷、热媒流体直接喷淋到空气中。

间接接触式：间接接触式则要求与空气进行热湿交换的冷、热媒流体并不与空气相接触，而通过设备的金属表面来进行的。

直接接触式热湿处理原理为：温差是显热交换的推动力；水蒸气分压力差是潜热交换的推动力；焓差是总热交换的推动力。

间接接触式(表面式)热湿处理原理：空气与固体表面的热交换是由于空气与凝结水膜之间的温差而产生，质交换则是由于空气与水膜相邻的饱和空气边界层中的水蒸气的分压力差引起的。而湿空气气流与紧靠水膜饱和空气的焓差是热、质交换的推动力。

2.什么叫显热交换？什么叫潜热交换？什么叫全热交换？它们之间有什么关系？

显热交换：空气与水之间存在温差是，有导热、对流和辐射作用引起的换热结果。潜热交换：空气中的水蒸气凝结（或蒸发）而放出（或吸气）气化潜热的结果。总换热量为显热交换和潜热交换的和。空气与水接触式，根据水温的不同，可能发生显热交换，也可以既有显热交换又有潜热交换。

3.显热交换、潜热交换、全热交换的推动力各是什么？空气与水直接接触进行热、湿交换时，什么条件下仅发生显热交换？什么条件下仅发生潜热交换？什么条件下发生全热交换？

答：温差是显热交换的推动力。水蒸气分压力差是潜热交换的推动力。焓差是全热交换的推动力。一方面，空气的温度与水的温度不同，既然有温差的存在，两者之间必然通过导热、对流和辐射等传热方式进行热量传递，这就是所谓的显热交换。另一方面，空气与水相接触时所发生的质量传递将必然伴随有空气中水蒸气的凝结或蒸发，从而放出吸收汽化潜热。根据水温不同，可能仅发生显热交换；也可能既有显热交换，又有湿交换，进行时交换的同时将发生潜热交换。

12.用表面式换热器处理空气时可以实现那些过程？空气冷却器能否加湿？

A. B. C.

对空气加热器，当边界层温度高于主题空气温度时，可以实现等湿加热升温过程

对空气冷却器，当边界层空气温度虽低于主题空气温度，但尚高于其露点温度时将发生等湿、冷却、降温过程

当边界层温度低于主体空气的露点温度时，将发生减湿、冷却、降温过程，空气冷却器不能实现加湿。

17.空调中常用的固体吸湿剂、液体吸湿剂有哪些？有何优缺点？

在空调工程中，使用的液体稀释剂有氯化钙、氯化锂和三甘醇等。优点：空气减湿幅度大，能达到很低的含湿量；可以用单一的减湿处理过程得到需要的送风状态。缺点：需要有一套盐水溶液的再生设备，系统比较复杂，初投资高，其使用场合主要是含湿量要求很低的生产车间。在空调工程中，在常用的固体吸湿剂是硅胶和氯化钙。优点：固体吸湿设备比较简单，投资和运行费用较低。缺点：减湿性能不稳定，并随时间的延长而下降，吸湿材料需要再生。

5.空气冷却器的下部，为什么要装滴水盘和排水管？在设计工况下，空气冷却器在干工况下工作是否可以不装滴水盘和排水管？

答：由于空气冷却器工作时，表面上有冷凝水产生，所以在它们的下部应装滴水盘和排水管。对于迎风断面积较大的空气冷却器应在垂直方向分层设置滴水盘，滴水盘应有一定深度，以防迎风面速过大时将水盘内冷凝水带走。

9.等温加湿和等焓加湿空气加湿器有哪些？各适合于应用在什么场所？

答：等温加湿1）干蒸汽加湿器 可以在空气处理机室内也可以在风机压出段的送风管内2）电热式加热器 主要设在集中空调系统的空气处理机内3）电极式加湿器 主要用于小型的恒温恒湿空调器中也可设在集中空调系统的空气处理机内4）PTC蒸汽加湿器 用于湿温度控制要求严格的中、小型空调系统5）红外线加湿器 适用于对温湿度控制要求严格，加湿量比较小的中、小型空调系统及净化空调系统

等焓加湿1）超声波加湿器 可直接安装在需要加湿的室内，也可安装在空调器、组合式空气处理机组内，还可以直接安装在送风风管内。2）离心式加热器 用于较大型空调系统3汽水混合式加热器 一般直接用于室内加湿4） 高压喷雾式加湿器 一般安装在空气处理机室内的加湿段5）湿膜加湿器 11.常用的除湿机有哪几种？各适用于什么场合？

1）冷冻除湿机，适用于空气的露点温度高于4℃的场合2）轮转除湿机，可应用于高湿地区的地下建筑工程，有低温低湿要求的生产厂房和仓库，产品对环境空气有超低露点要求的场合，生产中干燥工艺系统以及防潮工程和各种类型的地下洞库等3）热管除湿机，可满足用户各种场合的需要4）溶液除湿机，由于这一方式可以不通过降温而把新风处理到足够干燥的程度，因此可用来排除室内人员和其他产湿源产生的水分，同时还作为新风承担排除二氧化碳、室内异味，保证室内空气质量的任务。 15．直接蒸发冷却器在实际工程应用中有何局限性？如何改进？

答：在填料方面有局限性。虽然白杨树木丝填料具有冷却性能好且投资低的优点，但这种填料在性能、耐用性上有着严重的不足：如果填料没有及时和正确的干燥，冷却后的空气中会产生一股难闻的异味，且会残留矿物质的沉淀物，当机组重新启动是，使通过的气流量减少和阻塞填料；还有一个问题是白杨树木丝填料对安装的要求较高等。

刚性填料是由一种特殊树脂浸渍纸或称玻璃纤维材料制成的蜂窝状结构。它是由条状瓦楞纸构成，用条状玩楞纸代替上上下下的斜坡，用胶带把瓦楞接触的地方连接在一起。这种安排解决了白杨树木丝填料的主要问题。

20.目前所使用的净化空气的新方法有哪些？

答：a.纤维过滤技术 b.静电过滤技术 c.活性炭过滤技术 d.负离子技术 e.臭氧技术 21.表征空气过滤器性能的主要指标有哪些？ 答：a.过滤效率 b.过滤器阻力 c.容尘量 22.什么叫过滤器效率？它有几种？

答：过滤其效率指的是过滤器所捕捉的粒子质量或数量与过滤前空气中含有的粒子质量或数量之比 有三种：（1）计数效率 （2）计重效率 （3）分组计数效率 23.在空调工程中，选择空气过滤器需要注意哪些问题？

答：A.粗效过滤器的初阻力小于或等于50Pa,终阻力小于或等于100Pa:B.中效过滤器的初阻力小于或等于80Pa,终阻力小于或等于160Pa C.全空气空调系统的过滤器，应满足全新风运行的要求 24.过滤器效率的检测方法有哪几种？适用于什么场合？

答：A 计重效率法 粗效过滤器B 比色法 一般通风过滤器C 粒径计数法 一般通风过滤器及高校过滤器D 大气尘径限计数法 一般通风过滤器及高校过滤器E 钠焰法 高效过滤器F DOP法 高效过滤器G 油雾法 高效过滤器

28.空气过滤器有哪些主要类型？各自有什么特点？各自适用于什么场合？

1）粗效率过滤器；结构简单，价格便宜；10~100um的大颗粒尘埃，用于空调系统的初级过滤，保护中效过滤器。

2）中效率过滤器；风量大，阻力小，结构牢固；1~10um的尘埃，用于空调系统的中级过滤，保护末级过滤器。

3）亚高效过滤器；阻力低；1~5um，用于大于10万级的洁净室送风的末级过滤或高洁净要求场合的中间级过滤器。

4）高效过滤器；简单，效率高，厚度小，质量轻；小于1um的尘粒，用于普通100级以上洁净室送风的末级过滤。

1.开式循环和闭式循环水系统各有什么优缺点？

答：开式循环系统的特点是1）水泵扬程高，输送耗电量大2）循环水易受污染，水中总含氧量高，管路和设备易受腐蚀3）管路容易引起水锤现象4）该系统与蓄冷水池连接比较简单

闭式循环系统的特点是：1）水泵扬程低，仅需克服环路阻力，与建筑物总高度无关，故输送耗电量小2）循环水不易受污染，管路腐蚀程度低3）不用设回水池，制冷机房占地面积减小，但需设膨胀水箱4）系统本身几乎不具备蓄冷能力，若与蓄冷水池连接，则系统比较复杂。 2.两管制、四管制及分区两管制水系统的特点各是什么？

两管制水系统构造简单，布置方便，占用建筑面积及空间小，节省初投资。运行时冷、热水的水量相差较大。缺点是该系统内不能实现同时供冷和供热。四管制系统的特点是1）各末端设备可随时自由选择供冷或供热的运行模式2）节省能量。缺点是：3）投资较大4）由于管路叫多，系统设计变得较为复杂，管通占用空间较大。

分区两管制水系统与现行两管制系统相比，其初投资和占用建筑空间与两管制系统相近，在分区合理的情况下调节性能与四管制系统相近，是一种既能有效提高空间标准又不明显增加投资的方案，其设计与相关空调新技术相结合，可以使空调系统更加经济合理。

4.一次泵系统、二次泵系统的区别何在？他们分别适用于何种场合？

答：在冷源侧和负荷侧合用一组循环泵的称为一次泵系统；在冷源侧和负荷侧分别配置循环泵的称为二次泵系统。

对于系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差不大的中小型工程，宜采用一次泵系统。凡系统较大、阻力较高、各环路负荷特性相差较大，或压力损失相差悬殊时，或环路之间使用功能有重大区别以及区域供冷时，应采用二次泵系统。

6.单式泵变流量水系统常用什么方法控制？

答：目前有压差旁通控制法和恒定用户处两通阀前后压差的旁通控制法等。这种系统既可以实现水泵变流量，节省输送能量；又可以适应供水分区不同压降的情况，但系统复杂，初投资较高。适用于大型建筑物。 11.空调冷热水与冷却水不经水处理的危害是什么？

对空调水进行水处理的主要目的是使水软化，除掉其中的钙镁离子，降低水的硬度，如不经处理第一 杂质很多，容易堵塞管道，第二硬度太高，结垢很严重，不处理的话一两年管道就没用了 12.空调水系统的设计原则是什么？

原则：1）求水力平衡；2）防止大流量小温差；3）输送系数要符合规范要求；4）变流量系统宜采用变频调节；5）要处理好水系统的膨胀与排气；6）要解决好水处理与水过滤；7要注意管网的保冷与保暖效果；8）水系统设计应力求各环路的水力平衡；9）水系统设计应力求各环路的水力平衡 17.冷凝水系统设计时应注意什么？

注意：1）水封的设置，冷凝水盘出水口处均需设置水封，水封的高度应大于冷凝水盘处正压或负压。2）泄水支管，冷凝水盘的泄水支管沿水流方向的坡度不宜小于0,01，冷凝水水平干管不宜过长，其坡度不应小于0.003，且不允许有积水部位。3）冷凝水管材，在空调冷凝水管材应采用强度较大和不易生锈的镀锌钢管或排水PVC塑料管，管道应采取防结露措施。4）冷凝水水管管径应按冷凝水德流量和管道坡度确定。5）冷凝水排入污水系统时，应有空气隔断措施，冷凝水管不得与室内密闭雨水系统直接连接。6）冷凝水排水系统

2．试述封闭式系统、直流式系统和混合式系统的优缺点，以及克服缺点的方法。

习题

2-1 已知 Q=41800KJ/h,W=4kg/h,室内状态要求t=22℃, ?=55%,夏季允许送风温差△t=8℃,求送风状态及送风量。

解：（1）求热湿比???W?41800KJ/h?10450

4kg/h （2）在i-d图上确定室内空气状态点N，通过该点画出?=10450，送风

温差Δt=8℃，室内tN=22℃，则to=22-8=14℃

io=35KJ/kg，iN=45KJ/kg do=8.2g/kg，dN=9g/kg （3）计算送风量

G?Q41800??4180kg/h iN?io102-2 某剧院观众厅可容纳观众700人,演出时灯光照明为6KW,蓄热系数取0.8, 冬季观众厅围护结构耗热在设计温度下为46000KJ/h,要求维持室内t=20℃,? =50%,求所需通风量(若送风温度t0=16℃,送风所含的CO2量为0.75g/kg,设在剧场

中每人产CO2量25g/h,剧场容许CO2浓度为3g/kg)。

解：略。

2-3 上海市某建筑构造情况如下:

屋顶:结构型式见附录2-9,序号14,面积为30m2;

南窗:单层普通玻璃钢窗,k=5.28W/m2.k, 面积8m2,浅色内窗帘; 南墙:结构型式见附录2-9,序号44,面积为25m2;

内墙:120mm砖墙,内外粉刷,楼板为8Omm厚,现浇纲筋混凝土上铺水磨石,下面粉刷。

要求室内温度26℃,试分别用谐波反应法和冷负荷系数法,计算夏季逐时冷负荷并比较两种计算结果之差异。

解：略。

2-4 比较谐波反应法和冷负荷系数法计算原理之异同点。 解：略。

2-5 某办公室,工作人员15人,电热功率3KW(8:30~17:30)照明功率1.5KW, 办公室工作时间8:00~18:00,室内温度25℃,房间类型属中等。计算15:00的设备照明,人员产生的冷负荷。 解：1、设备冷负荷

查附录2-14，设备投入使用后小时数，τ-T=6.5h 连续使用小时数：18-8=10h 则负荷系数为0.9

CLQ12?0.9?3?103?2.7?103W 2、照明冷负荷

查附录2-15，开灯后小时数，τ-T=7h 连续开灯18-8=10h 负荷系数为0.86

CLQ12?0.86?1.5?103?1.29?103W 3、人体冷负荷

从表2-16查得成年男子散热散湿量为：显热61W/人，潜热73W/

人，散湿109g/h人，工作开始后小时数7h，连续10h，则冷负荷系数为0.895

CLQ12?0.895?1.5?61?819W

第三章空气处理及其设备

思考题

1.有哪些空气处理方法?它们各能达到什么处理过程?

答：喷水室：减湿冷却，等湿冷却，减焓加湿，等焓加湿，增焓加湿，等温加湿，增温加湿。

表冷器：等湿冷却，减湿冷却，等温加湿。 电加热器：等湿加热。 喷蒸汽：等温加湿。 喷水雾：等焓加湿。 加热通风：减湿。

冷冻减湿机：减湿。 液体吸湿剂：吸收减湿。 固体吸湿剂：吸附减湿。

2.空气与水直接接触时热湿交换刘伊斯关系式存在的条件是什么?为什么? 答：Sc准则与Pr准则数值相等，且边界条件的数学表达式也完全相同时。 Sc与Nu相等，这时热值交换系数之比才是常数。

3.空气与水直接接触时,推动显热交换,潜热交换和全热交换的动力是什么? 答：空气的焓差，即主体空气和边界层空气的湿球温度差有关。 4.空气与水直接接触时能达到哪些处理过程?它们的条件是什么?

答：减湿冷却，等湿冷却，减焓加湿，等焓加湿，增焓加湿，等温加湿，增温加湿。

空气接触的水量无限大，接触时间无限长。

5.当通过喷水室的风量与设计风量不符时,其处理过程与设计要求的处理过程相比较有什么变化?

答：风量减小，流速减小，则传热系数减小，换热减少，则状态点上移。 6.当喷水温度与设计值不符时,其处理过程又有什么变化? 答：喷水温度降低，则换热量增加，状态点下移。 7.当喷水量与设计值不符时,其处理过程又有什么变化?

答：喷水量增加，换热量增加，状态点下移。但水泵的阻力及功率增加。 8.喷水室的\过水量\会给空气处理带来哪些影响?如果设计中未考虑\过水量\当其它条件不变时将会对室内状态点造成什么影响?

答：会使空气含湿量增加。

9.为什么叉排的冷却器其热交换效果比顺排好?

答：叉排使流体与冷却器管壁间扰动增强，换热效果好。 10.怎样联接表面式冷却器的管路才能便于冷量的调节?

答：并联较好，对温度调节能力好，迎风面积大，传热系数调节量小。 串联温差大，迎风面积大，单位传热面积减小，传热系数调节量大。 11.为什么表冷器表面上有凝结水产生时其冷却能力会增大?

答：表冷器表面形成冷凝水膜，于是表冷器表面不仅存在显热交换，还存在一定的湿交换，换热量增加。

12.冷却器的冷却效率和通过冷却器空气的质量流速和冷却器的管排数有什么关系?为什么?

答：质量流速增加，管排数增加，则冷却效率增加；但排使增加，会导致空气阻力增加，排数过多时，后排会因为空气与冷水之间温差过小而减弱传热；风速过大，会增加空气阻力，换热不充分，而导致冷却效率降低。

13.为什么空气冷却器外表面肋化可以有效地改善其冷却能力? 答：外表面肋化，换热面积增加，则冷却能力增加。 14.为什么不能任意增大肋化系数来增强冷却器的冷却能力?

答：肋化系数增加，外表面积增加，流速增加，空气流阻力也会相应增大。 15.为什么同一台表冷器,当其它条件相同时,被处理空气的湿球温度愈高其换热能力愈大?

答：略。

16.对同一台表冷器,当其它条件相同时,改变被处理空气量,其冷却能力将如何变化?空气处理过程又如何变化?

答：略。

17.同上,当通过冷却器的冷水量发生变化时,其冷却能力及处理过程如何变化?

答：略。

18.同上,当通过冷却器的冷水初温发生变化时,其冷却能力和处理过程又如何变化?

答：略。

19.为什么用盐水溶液处理空气的方法不如喷水室用得那么广泛? 答：略。

习题

3-1 已知通过空气冷却器的风量为5000kg/h,冷却前的空气状态为t=27℃、

?=20℃,冷却后的空气状态为t=15℃、?=14℃,试问冷却器吸收了多少热量?

解：由i-d图得：Φ=20℃与相对湿度线100%，Φ=14℃与相对湿度线100%分别

交于i1=57KJ/kg，i2=39KJ/kg，Δi=18KJ/kg

5000?18?103所以 Q?G??i??2.5?104J/s

36003-2 需将t=35℃,?=60%的室外空气处理到t=22℃,?=50%,为此先通过表冷器减湿冷却,再通过加热器加热,如果空气流量是7200m3/h,求(1)除去的水汽量;(2)冷却器的冷却能力;(3)加热器的加热能力。 解： （1）由i-d图，t=22℃时，d=8.3g/kg干空气 T=35℃时，d=21.4g/kg干空气 除去水汽量为?d?21.4?8.3?13.1g/kg干空气

（2）冷却能力，由i-d图

i1=32KJ/kg，i2=90KJ/kg

58KJ/kg?72030m/?h1.29k3g/m? Q?G??i?5?1.5 1J0s/ （3）加热器的加热能力，由i-d图 i1=32KJ/kg，i2=90KJ/kg

72003m/h?1.2k9g3h/? Q?G??i?1K1Jk/?g4?2.8 1J0s/3-3 对风量为1000kg/h,状态为t=16℃,?=30%的空气,用喷蒸汽装置加入了 4kg/h的水汽,试问处理后的空气终态是多少?如果加入了1Okg/h的水汽,这时终

态又是多少?会出现什么现象?

解： （1）由i-d图，d=3.3g/kg干空气 d??100k0gh/?3.g3k?/g100k4gh/k4gh/ ?7.27gk/g 由i-d图，t=16℃，d’=7.27g/kg 则Φ=64%

（2）若加入10kg/h的水汽 d??

3-4 如果用16℃的井水进行喷雾,能把t=35℃,?=27℃的空气处理成t=20℃,

100k0gh/?3.g3k?/g100k4gh/1k0gh/?13.2gk/ g

再热器送风旁通风阀新风回风回送机过滤器O用井水用冷冻水送风机

习题4-4 附图 习题4-5 附图

4-5 某空气调节系统的空气调节过程在i-d 图上表示如下,试画出其系统示意图,并指出这样做与一般二次回风系统相比有何利弊?

W—室外状态；N—室内状态；C1、C2—混合状态；O—送风状态；L1、L2

—喷雾后的露点状态；

解：略。

4-6 考虑到风机、风道温升，挡水板过水问题，试问二次回风、双风机空调系统的空气调节过程在i-d图上应该如何表示？

解：略。

第五章空调房间的气流组织

思考题

1. 总结各种送风方式的优缺点及适用范围。

答：上送下回：送风气流不直接进入工作区，有较长的与室内空气混掺的距离，能形成比较均匀的温度场和速度场。

上送上回：可将送排（回）风管道集中于空间上部。有利于层高较高的场合。 下送上回：有利于改善工作区的空气质量，节能。

中送风：不需将整个空间都作为控制调节的对象，可节能。但会造成空间竖向温度分布不均匀。用于高大空间。

2. 为什么对不同精度要求的空调房间,在采用不同的送风方式时,其送风温差有不同的限制?

答：如果送风温差大，温度波动大，导致精度降低。

3. 为什么根据送风温差及热负荷确定的送风量还要用换气次数进行校核? 答：看是否有偏差，用工程经验校核。 4. 回风口的设置对室内气流分布有什么影响?

答：如果回风口设置合理，可形成比较均匀的速度场和温度（浓度）场，使

气流的不均匀系数降低。

5. 分别说明受限射流、射流重叠,非等温射流的影响因素。 答：受限射流：壁面长度，风口断面，轴心速度。 射流重叠：距离射流轴点的流速。 非等温射流：Ar。

6. 室内气流组织评价指标有哪些?

答：不均匀系数，空气分布特性指标，换气效率，能量利用系数。

习题

5-1 一个面积为6×4m,高度为3.2m的空调房间,室温要求20土0.5℃,工作区风速不得大于0.25m/s,净化要求一般,夏季显热冷负荷为5400kJ/h。试进行侧送风的气流组织计算。

解：选用可调的双层百叶风口。其m1＝3.4，n1＝2.4，风口尺寸定为0.3*0.15m，有效面积系数为0.8，F0＝0.036㎡

设定如图所示的水平贴附射流。

0.1m2.0m6.0mUx,txUh,th3.2m0.5m

该射流长度x＝6-0.5=(3.2-2-0.1)=6.6m（取工作区高度为2m，风口中心距顶棚0.1m，离墙0.5m为不保证区）

试选用两个风口，其间距为2m，相当于把房间分为两个相等的空间。对于每股射流而言，Fn=4*3.2/2=6.4㎡

利用各修正系数图求K1,K2,K3. 对于贴附射流：x?0.7xFn?0.7*6.66.4?1.83

查图5-13得，K1=0.86,即受限射流。

1按l/x?2/6.6?0.31，查图5?14曲线1，得K2＝，即不考虑射流重合的影响，

由于不属于垂直射流，故不考虑K3

uxK1m12F0?0.86*3.4*2*0.036射流轴心速度衰减：

u0?x6.6?0.119

由于工作区域为射流回流区，射流到达计算断面x处风速ux可以比回流区高，一般可取规定风速的2倍，即ux=2uh,(uh为回流区风速，或按规范规定的风速)

因uh?0.25m/s，故取0.25m/s，所以ux?0.5m/s，u0?0.5/0.119?4.2m/s 计算送风量与送风温差：

因u0?4.2m/s，两个送风口的送风量L?2*0.036*4.2*3600?1008.64m3/h 送风温差?t0?Q/?CL?5400/(1.2*1.01*1008.64)?4.8℃ 此时换气次数n?L/vn?1008.64/(6*4*3.2)?13.1 (1/h)

?txK1n12F0?0.86*2.4*2*0.036检查?tx:

?t0?x6.6?0.086

所以，?tx?0.086*?t0?0.41℃?0.5℃ 检查贴附冷射流的贴附长度：

’4z?5.45m1u0F0(n?T0)’12’’?11.88，(其中m1＝2m1，n1?2n1)

xl?0.5z*exp(k)，其中k?0.35?0.62*xl?0.5*11.88*exp(0.023)?6.1mh0F0?0.35?0.62*0.10.036?0.023

可见在房间长度方向射流不会脱离顶棚成为下降流。 此题得解。

5-2 一个面积为6×4.5m的恒温房间,室温要求20土0.5℃,工作区风速不得大于0.25m/s,夏季的显热冷负荷为500kJ/h,试进行孔板送风的气流组织设计计算,并确定房间的最小高度。

解：略。

5-3 一自由射流自高大车间顶棚下水平射出,起始流速及体积风量分别为 5.Om/s和500m3/h,射流起始温度为38℃,室内温度保持24℃。若圆管的紊流系数 a=0.08,试计算当射流末端流速为0.25m/s、0.5m/s和0.72m/s时,其轴心温度与室内空气温度之差。

解：

ux为以风口为七点，到射流计算断面距离x处得轴心速度，x为由风口至计算断面得距离

因

?Txu?0.73x ，式中?Tx?Tx?Tn，?T0?T0?Tn ?T0u0Tx：距风口x处射流轴心温度，KT0：射流出口温度，KTn：周围空气温度，K

??Tx?0.73ux?(T0?Tn) u0ux10.25?(T0?Tn)?0.73**14?0.5 K u05ux20.5?(T0?Tn)?0.73**14?1.0 K u05ux30.72?(T0?Tn)?0.73**14?1.5 K u05??Tx1?0.73??Tx2?0.73??Tx3?0.735-4 已知房间的长、宽、高分别为21×15×6m,室温要求26℃,房间的显热冷

负荷Q=25000kJ/h,采用安装在4.5m高的圆喷口水平送风,喷口紊流系数a=0.07,

试进行集中送风设计计算(风口设置在宽边上,且射程x=18m)。

解：略。

5-5 某空调房间,室温要求20土0.5℃,室内长、宽、高分别为A×B×H=6×6 ×3.6m,夏季每平方米空调面积的显热负荷Q=300kJ/h,采用盘式散流器平送,试确定各有关参数。

解：1.按4个散流器布置，每个散流器对应Fn?6*6/4?9m2

水平射程分别为1.5m及1.8m，取平均l=1.65m，垂直射程x’?3.6?2?1.6m 2.设送风温差?t0?6℃ 总风量L＝

300*6*6?1485m3/h

1.2*1.01*61485?12 1/h

6*6*3.6换气次数n?每个散流器送风量L0?1485/4?371.25m3/h 3．散流器出风速度u0选定为3.0m/h

?F0?371.25?0.0344m2

3.0*36002m1K1K2K3F0x?l’4.检查ux?u0，其中m1?1.35，n1?1.1

K1由x?xx’?l1.65?1.6???1.08，查表知K1?0.08，K2、K3均取1

33Fn?ux?3.0*2*1.35*0.08*0.0344?0.03m/s

1.65?1.62n1K1F0x’?l2*1.1*0.08*0.0344?0.04℃

1.65?1.65．检查?tx??t0?6*所以，经检查ux和?tx均满足要求。 6．检查射流贴附长度xl，

xl?0.5z?exp(k)式中z?5.45?2m1?u0?4F0(2n1?T0)2???????????5.45?2?1.35?3?40.0344(2?1.1?6)2???????????4.4xl?0.5*4.4*exp(0.35?0.62*1.15*0.3)?1.72m贴附的射流长度满足要求。此题得解。

第六章空调系统的全年运行调节

思考题

1. 为什么要进行空调系统的全年运行工况分析？

答：室外空气状态的变化从两个方面来影响室内空气状态：

一、空气处理设备不作相应调节时引起送风参数的改变，从而造成室内空气状态的波动。

二、室外空气状态变化会引起建筑传热热量的变化，引起负荷的变化从而引起室内空气状态的波动。

2. 再热调节法有什么缺点?能用什么办法来避免能量的浪费?将其过程在i-d图上表示出来。

答：浪费能源，为了节约能源可以直接露点送风。过程图略。 3. 在什么情况下使用定露点调节?

答：当室内余热量变化、余湿量基本不变时。

4. 什么情况采用变露点调节方法?机器零点是否可任意取值?为什么? 答：室内余热量、余湿量变化时采用变露点调节。机器露点是通过室外环境冷源温度变化来确定波动范围的，不能随便取值。

5. 室温由冬季至夏季允许逐渐升高的情况下,空调系统应如何运行最经济? 答：采用变时内设计值或被调参数波动方法，扩大不用冷、热的时间。尽量避免为调节室内温湿度而出现冷热抵消的现象。在冬、夏季节应充分利用室内回风，保持最小新风量，以节省热量和冷量的消耗。在过渡季节，尽量停开或推迟使用制冷机，而用其他调节（绝热加湿）来满足室内参数的要求，并且充分利用室外空气的自然调节能力，尽可能做到不用冷、热量来达到空调目的。

6. 当利用冷冻水处理空气时,室内的相对湿度偏大时应如何解决? 答：降低冷冻水的温度，使得空气有水量的析出，再对空气进行处理到所需要的状态。

7. 喷水室及冷却器利用改变水温、改变水量及改变经过处理设备的风量(旁通)的调节方法各有什么优缺点?在i-d图上表示出来。

答：冷水进水水温不变，调节进水流量，在冷负荷减少时，通过盘管的水流量减少将引起盘管进出口水温差的相应变化。这种控制方法国内外已大量采用。 冷水流量不变，调节进水温度，盘管内的水量保持一定，虽然这种方法较好，但每台盘管却要增加一台水泵，在盘管的数量较多时就不太经济，一般只有在温度控制要求极为精确时采用。

旁通的调节方法适用于相对湿度要求较高的地方，须在调节旁通风门的同时调节冷冻水温度，适当降低露点。

i-d图略。

8. 在空调系统全年运行时有没有不需对空气进行冷热处理的时候？这时空调系统应如何运行?

答：过渡季节，可以充分利用室外空气的自然调节能力来达到空调目的。 9. 风机盘管有那几种局部调节办法?它们的适用范围? 答：水量调节,负荷调节范围小。

风量调节，应用广泛，但室内相对湿度不易偏高，以防止水温过低时表面结露。随风量的减小，室内气流分布不太理想。

旁通风门调节，负荷调节范围大，初投资低，调节质量好，可以达到所要求温湿度和气流分布。

4

、

习题

6-1 已知某空调系统的室内设计状态为t=22士1℃,φ=55士10%,在设计条件下,余热量为3.5KW,余湿量为2kg/h,送风温差为6℃,在运行中若余热量为4.3KW, 余湿量未变,或余热量变为4.5KW,余湿量变为3kg/h,试问能否用定风量、定露点、调再热量的方法进行运行调节?能否用变露点及变风量的方法进行运行调节?

解：略。

6-2 对于习题4-1的空调系统,在室外空气状态变化时,应如何进行全年运行调节?

解：略。

6-3 对于习题4-2的系统,该空调系统在室外空气状态变化时,应如何进行全年运行调节?并提出自动控制方案( 画出原理图 )

解：略。

6-4 某空调房间室内设计参数为t=22℃,φ=55%,设计条件下房间余热量为Q=4OKW,余湿量为W=14.4kg/h,送风温差为8℃,运行至某一时刻余热量变成20kw, 余湿量未变,试图答:

(1) 仍用原送风状态送风,室内的温度和相对湿度将是多少?

(2) 如果采用定风量、定露点、变再热量的调节方法,此时送风温度应该是多少度?

(3) 如果此时余湿量变成9kg/h,应采用什么运行调节方法?采用什么送风参数?

解：略。

第七章空调净化与质量控制

习题

?2=60%、?3=96.97%, 7-1 已知过滤器(三级过滤)的计数效率分别为?1=10%、

试求总穿透率是多少?

解：??1???12?3?98.91%

7-2 某洁净空调系统采用三级过滤,室外含尘浓度Cw=106粒/L,室内地板面积F=1Om2,房间高2.5m,1人工作,新风比为30%,过滤器计数效率?1=0、?2=50%、

?3=99.99%;房间换气次数n=60次/h,间房间洁净度能否达到1000级标准。地面产

尘为1.25×104粒/(m2.min),人员产尘为10粒/人.min。

解：略

7-3 处于某工业城市中的一个中效空气净化系统,洁净室面积F=20m2,5人工作,新风比为10%,过滤器计数效率分别为?1=0.2、?2=0.4、?3=0.5,室内含尘浓度为12000粒/L,求换气次数n为多少?

解：略

第八章空调系统的消声、防震与空调建筑的防火排烟

思考题

1. 为什么一般都用声压级做为声音强弱的度量?

答：声强是声音强弱的物理量但是测量声强比较困难，实际上均测出声压，而声压只是一个相对值，所以用声压级这个相对标度来衡量。

2. 有了声压级即可表示声音的大小,为什么还要规定响度级昉来表示声音的响度?

答：声压是噪声的基本物理参数，但是人耳对声音的感觉不仅和声压有关，

而且也和频率有关，声压级相同的声音听起来往往是不一样的，响度级把声压级和频率用一个单位统一起来了。

3. 等方线说明了声音具有什么样的特殊性质?

答：声音可以有不同的频率和声压级，但可以具有相同的响度级。 4. 为什么采用声级计A挡来评价噪声?

答：A则让低频段（500Hz以下）有较大的衰减，即对低频段不明感，这正与人耳对噪声的感觉像一致，所以用A网络测得的声级来代表噪声大小。

5. 选择消声器应考虑那些问题?

答：消声器是吸声材料按不同的消声原理设计成的构件，可分为阻性型消声器、共振型消声器、膨胀型消声器、复合型消声器等。

6. 安有隔振器的设备产生共振的原因是什么?如何消除共振现象? 答：根据 T?1f()2?1f0

其中：T：振动传递率

f：振源（机组）的振动频率Hz

f0：弹性减震的支座的固有频率（自然频率）Hz

当f=f0时，T趋向于无穷大，即系统产生共振，只有当f/f0≥2时，阻振器才起到隔振的作用。

7. 防烟、排烟方式有哪几种?

答：机械加压、机械减压、自然排风、把空调系统在火灾时改变为排烟系统。

习题

8-1(a) 已知声源的声功率为10-3W,试求声功率级;

(b) 若两个声源的声功率级分别为69dB和90dB,试求叠加后的总声功率

级。

10?3 解：(a)Lw?10lg(?12)?90dB

10 (b)

?Lp?10lg(106.9?109)?90.03dB

8-2(a) 若声波中声压增为3倍,声强增大多少倍?

(b) 为使声强增到16倍,声波的压力必须增大多少倍?

解：略。

8-3 已知两个声波传到某点的声压级分别为Lp1和Lp2,其差D= Lp1-Lp2，试证明叠加后的声压级为Lp3= Lp1+10lg(1+10-0.1D)

证明：Lp3?10lg(100.1Lp1?100.1Lp2)?10lg100.1Lp1(1?100.1(Lp2?Lp1))

?Lp1?10lg(1?10?0.1D)

8-4 空调系统的风道(钢板)系统如下图所示,工艺要求所有空调房间有较安静的操作环境。装配车间内要求允许噪声为N(NR)-40曲线,车间容积为400m2,混响时间T为1.3s,算得房间常数A=50,人耳距风口约为1.5m,夹角?=45°,风机的送风量为8000m/h,风压为700Pa,叶片为后向型,试讨论所需消声量。

解：略。

8-5 有一风机安装在一混凝土板上,风机电机及混凝土板总重为1600kg,风机转速为1450r/min,振动传递率T=30%,假定用中硬橡皮自制减振器,8个减振器均布在混凝土板下,求每个减振器的大小。假定各减振器受负载相同。

解：①查表8-26得 当T=30% f/f0=2.2 f0=1450/60?10.98Hz

2.23

②查表8-28得 当=1450r/min T=30% ??0.17cm ③ 硬橡皮

E??63 h??E??0.17?63?10.71cm

Z?8个

④八个减震垫 ??50kgcm2F?1600?4cm2 50?8每个垫座取2cm×10.71cm

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