2026年暖通工程计算题精解析

2026年暖通工程计算题精解析一、单选题（共5题，每题2分）1.某住宅楼采用集中式空调系统，室内设计温度为26℃，室外设计干球温度为33℃，室外计算湿球温度为28℃。若空调水系统的设计供回水温度分别为7℃和12℃，冷水机组采用COP为4的螺杆式冷水机组，试计算该系统的设计冷负荷系数（ξ）。（提示：需先计算室外空气焓值，再结合水系统温度计算ξ值）2.一商场通风系统采用全热交换器，处理风量为12000m³/h，室外新风焓值为52kJ/kg，室内回风焓值为30kJ/kg，全热交换效率为70%。试计算新风负荷占通风总负荷的比例（η）。（提示：先计算全热交换器实际回收的热量，再对比总负荷）3.某办公楼空调系统采用变流量VAV末端装置，设计满负荷风量为5000m³/h，最小新风比率为30%。当系统实际运行风量为4000m³/h时，计算实际新风量（m³/h）。（提示：新风量按比例折减）4.某工业车间采用辐射吊顶供暖，吊顶表面平均温度为32℃，室内设计温度为18℃，空气密度为1.2kg/m³，空气对流换热系数为3W/(m²·K)。试计算吊顶的对流散热量（W/m²）。（提示：采用对流换热公式Q=α(Ts-T∞)）5.一地源热泵系统采用垂直U型管埋地，管外径为DN50，埋深100m，单根管长200m。若土壤热导率为1.5W/(m·K)，地源侧换热系数为25W/(m²·K)，试计算单根管的换热量（kW）。（提示：采用热管换热公式Q=kπDL/ln(D/De)+hA(Ts-T∞)）二、多选题（共3题，每题3分）6.影响空调系统送风温度的因素包括（）。A.冷源温度B.室内湿度要求C.空气过滤阻力D.风管保温效果E.室内人员密度7.供暖系统水力计算中，以下哪些情况会导致系统水力失调？（）A.系统管径选得过小B.分集水器阻力过大C.末端装置调节不当D.系统采用同程式布置E.循环水泵扬程不足8.地源热泵系统优化设计时，以下哪些措施能提高能效？（）A.增加埋管深度B.采用低流速循环C.提高换热器换热面积D.降低土壤湿度E.减少管道保温厚度三、计算题（共5题，每题6分）9.某酒店客房空调系统采用风机盘管+新风系统，风机盘管供回水温度分别为8℃和13℃，冷负荷为45kW。若新风系统新风量为200m³/h，室外焓值为50kJ/kg，室内焓值为30kJ/kg，试计算风机盘管的实际供冷量（kW）及新风冷负荷（kW）。（提示：先计算风机盘管实际冷量，再减去新风冷负荷）10.一体育馆采用辐射地板供暖，地板表面温度为28℃，室内设计温度为22℃，空气密度为1.2kg/m³，空气对流换热系数为2.5W/(m²·K)，辐射地板面积120m²。试计算辐射地板的散热量（W）。（提示：采用斯特藩-玻尔兹曼定律Q=εσA(Ts⁴-T∞⁴)）11.某工厂通风系统采用滤料效率为95%的袋式过滤器，处理风量为15000m³/h，空气含尘浓度为2mg/m³。若系统要求排放浓度≤50μg/m³，试计算过滤器的处理能力（m³/h）。（提示：采用质量平衡公式G1=G2+Gf）12.一商场中央空调系统采用冷水机组+冷却塔，冷水机组设计制冷量为600kW，COP为4，冷却水进水温度为32℃，出水温度为37℃。试计算冷却塔的冷负荷（kW）。（提示：先计算冷却水流量，再计算冷负荷）13.某住宅小区采用地源热泵供暖，建筑总供暖负荷为800kW，地源侧换热量为700kW。若热泵COP为3，试计算系统需补充的电功率（kW）。（提示：采用能效平衡公式Qh=Qc+W）四、简答题（共2题，每题7分）14.简述变流量VAV系统调节新风量的方法及其优缺点。（提示：需说明调节原理及对能耗和舒适性的影响）15.地源热泵系统在冬季供暖和夏季制冷时，土壤温度变化规律有何不同？如何通过系统设计减小土壤温度波动？（提示：对比两种工况的热量交换机制及解决方案）五、综合应用题（1题，10分）16.某办公建筑采用辐射吊顶+风机盘管空调系统，总建筑面积2000m²，层高3m。设计参数如下：-室内设计温度：26℃-空调冷负荷：800kW（其中辐射吊顶承担40%）-新风量：30m³/(人·h)，人员密度50人/百m²-风机盘管供回水温度：7℃/12℃-辐射吊顶表面温度：30℃问题：（1）计算系统总新风量（m³/h）；（2）若风机盘管实际运行风量为设计值的90%，计算实际供冷量（kW）；（3）若辐射吊顶采用聚苯乙烯保温层，厚度50mm，导热系数0.04W/(m·K)，试计算保温层的传热损失（W/m²）。（提示：需分步计算并说明假设条件）答案与解析一、单选题1.解：-室外空气焓值（h₁）≈52kJ/kg（查焓湿图）；-回风焓值（h₂）≈30kJ/kg；-水系统平均焓差Δh=12-7=5kJ/kg；-设计冷负荷系数ξ=(h₁-h₂)/Δh=(52-30)/5=4.4。答：4.42.解：-全热交换器回收热量Qr=12000×(52-30)×70%=2520kJ/h；-总负荷Qt=12000×(52-30)=3360kJ/h；-η=2520/3360=75%。答：75%3.解：-实际新风量=4000×30%/100%=1200m³/h。答：1200m³/h4.解：-对流散热量Q=3×(32-18)=42W/m²。答：42W/m²5.解：-管外换热面积A=πDL=π×0.05×200=31.4m²；-管内热阻R₁=ln(50/49)/2π×0.04≈0.032m·K/W；-土壤侧热阻R₂=ln(100/50)/2π×0.05×1.5≈0.087m·K/W；-总热阻R=R₁+R₂=0.119m·K/W；-换热量Q=25×31.4/(0.119+25)=2.6kW。答：2.6kW二、多选题6.正确：A、B、C、D解析：风温受冷源、湿度、过滤阻力、保温效果影响，与人员密度无关。7.正确：A、B、C、E解析：管径过小、分集水器阻力大、调节不当、水泵扬程不足均会导致水力失调。8.正确：A、B、C解析：增加埋管深度、低流速循环、大换热面积能提高能效；土壤湿度高更利于换热，保温厚度应增加。三、计算题9.解：（1）风机盘管总冷量Q=45kW；（2）新风冷负荷=200×(50-30)/1.2=3333.3W=3.33kW；答：实际供冷量41.67kW，新风冷负荷3.33kW10.解：-对流散热量Q=2.5×120×(30-22)=2400W。答：2400W11.解：-过滤器负荷Gf=(2-0.05)×15000=28500mg/h=28.5kg/h；-处理能力=28.5/0.95=30kg/h=15000m³/h。答：15000m³/h12.解：-冷却水流量=600/4=150kg/s；-冷负荷Qt=150×(37-32)=750kW。答：750kW13.解：-电功率W=(800-700)/3=33.3kW。答：33.3kW四、简答题14.解：-调节方法：通过变频调节风机转速，同时联动新风阀开度；-优点：节能（按负荷调节），保证舒适；-缺点：初投资高，系统复杂。答：见解析15.解：-供暖时：土壤吸热，温度下降；制冷时：土壤放热，温度回升；-解决方案：采用大埋深、多孔