2026年公用设备工程师之专业案例(暖通空调专业)题库与答案

2026年公用设备工程师之专业案例(暖通空调专业)题库与答案某严寒地区办公楼，采用集中散热器采暖，首层室内设计温度为18℃，冬季室外采暖计算温度为-26℃，首层地面直接接触室外土壤，实铺构造，总面积190㎡，其中距外墙2m范围内的第一地带面积为70㎡，距外墙2~4m范围内的第二地带面积为50㎡，4m范围以外的内区面积为70㎡，忽略其他传热损失，计算该首层地面的采暖热负荷。首先，实铺地面与土壤接触的传热计算采用地带法，不同地带对应不同的传热系数，根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736，第一地带传热系数k₁=0.47W/(㎡·K)，第二地带k₂=0.23W/(㎡·K)，4m以外内区k₃=0.12W/(㎡·K)，传热温差为室内设计温度与室外采暖计算温度的差值，即Δt=18(-26)=44℃，总热负荷计算公式为Q=k₁A₁Δt+k₂A₂Δt+k₃A₃Δt，代入数值计算得：Q=0.47×70×44+0.23×50×44+0.12×70×44=(32.9+11.5+8.4)×44=52.8×44=2323.2W≈2.32kW。某矩形排烟风管，长边尺寸800mm，短边尺寸500mm，采用钢板制作，风管绝对粗糙度K=0.15mm，管内排烟温度180℃，标准大气压下烟气密度为1.0kg/m³，运动粘度v=26×10⁻⁶m²/s，设计排烟量为36000m³/h，计算该风管的单位沿程阻力损失。首先计算风管过流截面积A=0.8×0.5=0.4㎡，将排烟量转换为单位m³/s得Q=36000/3600=10m³/s，管内流速v=Q/A=10/0.4=25m/s，矩形风管计算沿程阻力采用流速当量直径Dv=2ab/(a+b)=2×0.8×0.5/(0.8+0.5)≈0.6154m，雷诺数Re=vDv/ν=25×0.6154/(26×10⁻⁶)≈5.92×10⁵，采用柯列勃洛克公式计算沿程阻力系数λ：1/√λ=-2lg(K/(3.7Dv)+2.51/(Re√λ))，代入K=0.00015m得K/(3.7Dv)=0.00015/(3.7×0.6154)≈6.59×10⁻⁵，试算得λ≈0.014，单位沿程阻力Rm=λ·ρv²/(2Dv)=0.014×1.0×25²/(2×0.6154)≈7.1Pa/m。某商场采用热回收型空气源热泵空调系统，夏季设计工况下，机组为商场提供空调冷水，同时回收冷凝热供应生活热水，已知设计工况下机组制冷量为700kW，压缩机输入功率为200kW，生活热水设计热负荷为1000kW，忽略热回收过程的热损失，计算该系统还需要额外补充的热量。根据热泵系统能量平衡，热回收工况下，机组可提供的可回收总冷凝热量等于制冷量与压缩机输入功率之和，即可供热量Q可=Q制冷+P输入=700+200=900kW，生活热水需要的总热负荷为1000kW，因此额外补充的热量ΔQ=Q需Q可=1000-900=100kW。某地设计一次回风全空气空调系统，夏季室外设计参数为干球温度35℃、湿球温度28℃，室内设计参数为干球温度26℃、相对湿度60%，室内总余热为12kW，总余湿量为24kg/h，大气压力为标准大气压101.325kPa，设计送风温差取8℃，处理过程冷却到机器露点后再热送风，机器露点温度为10℃，饱和含湿量dL=7.8g/kg干空气，计算系统夏季再热负荷。首先确定送风温度ts=tnΔt送=26-8=18℃，查焓湿图得室内状态点参数：hn=58kJ/kg干空气，dn=12.8g/kg干空气=0.0128kg/kg干空气，一次回风系统冷却除湿到机器露点后再热为等湿升温过程，因此送风含湿量ds=dL=7.8g/kg干空气=0.0078kg/kg干空气，根据余湿平衡计算总送风量G，余湿量转换为单位kg/s得W=24/3600≈0.00667kg/s，G=W/(dnds)=0.00667/(0.0128-0.0078)=1.334kg干空气/s，再根据热平衡计算送风状态焓hs，G=Q/(hnhs)，因此hs=hnQ/G=5812/1.334≈49kJ/kg干空气，查焓湿图得10℃饱和机器露点的焓hL≈27.2kJ/kg干空气，再热负荷Q再=G(hshL)=1.334×(49-27.2)≈29.1kW。某重力循环热水采暖系统，锅炉中心距底层散热器中心的垂直距离为5m，系统设计供回水温度为95℃/70℃，计算该采暖系统重力循环作用压力。重力循环热水采暖系统的作用压力计算公式为ΔP=gh(ρhρg)，其中h为锅炉加热中心到散热器冷却中心的垂直距离，ρh为回水密度，ρg为供水密度，查水的物理性质