2025年暖通设计院地源热泵专业笔试试题（含答案）

2025年暖设计院地源热泵专业笔试试题（含答案）一、单项选择题（每题1分，共20分）1.地源热泵系统设计中，地理管换热器的换热计算宜采用的计算方法是（）。A.估算法B.单位管长换热量经验取值法C.动态负荷模拟法D.静态负荷平均法答案C解析地理管换热器设计应充分考虑全年动态负荷特性，采用动态负荷模拟法进行换热计算，避免因负荷累积导致地温失衡。2.地源热泵系统地埋管换热器埋管方式中，下列哪种方式换热效率通常最高？（）A.水平埋管B.垂直单U埋管C.垂直双U埋管D.桩基埋管答案C解析垂直双U管在相同钻孔深度下增大了换热面积，换热效率一般高于垂直单U管和水平埋管。3.岩土热响应试验中，恒定热流法测试时，加热功率的波动范围应控制在设定值的（）以内。A.±1%B.±2%C.±5%D.±10%答案B解析为保证测试精度，岩土热响应试验中加热功率波动应控制在±2%以内，否则会影响导热系数计算精度。4.水地源热泵机组名义工况下，制冷时冷凝器侧（地源侧）进出水温差一般为（）。A.3℃B.5℃C.7℃D.10℃答案B解析GB/T19409规定，水地源热泵机组制冷名义工况下地源侧进出水温为25℃/30℃，温差为5℃。5.地源热泵系统设计中，防冻液质量浓度（体积分数）一般不宜超过（）。A.10%B.20%C.30%D.40%答案C解析防冻液浓度过高会增加溶液黏度，导致换热性能下降、水泵能耗增大，一般不宜超过30%。6.地理管换热器钻孔回填材料导热系数不宜低于钻孔周围岩土体的导热系数，且宜通过（）确定。A.经验取值B.热响应试验C.材料供应商提供数据D.现场取样试验答案B解析回填材料导热系数宜结合岩土热响应试验结果确定，保证回填材料与岩土层换热匹配。7.GB50366—2005《地源热泵系统工程技术规范》（2009年版）规定，地理管换热器系统宜采用（）水力平衡方式。A.同程式B.异程式C.混合式D.不分方式答案A解析同程式系统各环路管路长度基本相等，有利于水力平衡，是地理管换热器系统推荐形式。8.地埋管管材公称压力不应小于（）MPa。A.0.6B.1.0C.1.6D.2.5答案C解析地埋管管材公称压力不应小于1.6MPa，以保证系统运行安全和长期使用寿命。9.地埋管换热器设计时，夏季排热量与冬季取热量之比值宜控制在（）范围内。A.0.7～1.1B.0.8～1.2C.0.9～1.3D.1.0～1.5答案A解析为维持岩土体热平衡，夏季排热量与冬季取热量之比宜控制在0.7～1.1，避免长期运行导致地温持续升高或降低。10.地源热泵系统中，热泵机组与地埋管侧循环泵的启停控制宜采用（）方式。A.同时启停B.先启循环泵再启机组C.先启机组再启循环泵D.无固定顺序答案B解析启动时先开启循环泵、再启动热泵机组，可确保换热器内水流量稳定后再进行制冷/制热运行，防止机组缺水保护或换热不良；停机时顺序相反。11.下列哪项不属于地源热泵系统的优点？（）A.可再生能源利用B.运行费用低C.初投资低D.无室外散热装置答案C解析地源热泵系统初投资通常高于传统空调系统，主要增加在地埋管换热器钻孔施工费用。12.地埋管换热器管道连接方式宜采用（）。A.粘接B.热熔连接C.丝扣连接D.法兰连接答案B解析地埋管换热器多采用高密度聚乙烯（HDPE）管材，其连接方式应采用热熔连接，保证连接强度和密封性。13.岩土体初始平均温度的确定，一般通过（）获取。A.气象资料B.岩土热响应试验C.地下水温度D.地表温度答案B解析岩土热响应试验可直接测得岩土体初始平均温度，是设计的基础数据。14.地源热泵系统分区的说法中，正确的是（）。A.冷负荷远大于热负荷时，宜采用冷却塔辅助散热B.热负荷远大于冷负荷时，宜采用冷却塔辅助散热C.冷热负荷不平衡时无需处理D.分区与负荷平衡无关答案A解析当冷负荷远大于热负荷时，地埋管系统长期运行会导致地温持续升高，应增设冷却塔等辅助散热设备以维持热平衡。15.根据GB50366—2005（2009年版），地埋管换热器设计计算时，管内流体的流速应不小于（）m/s，且不应大于1.5m/s。A.0.3B.0.5C.0.6D.1.0答案C解析地埋管换热器管内流速不小于0.6m/s，以保证扰动换热并排除空气，上限1.5m/s以防噪声和阻力过大。16.地源热泵机组制热名义工况下，地源侧进出水温度为（）。A.0℃/5℃B.5℃/10℃C.10℃/15℃D.15℃/20℃答案A解析GB/T19409规定，水地源热泵机组制热名义工况下地源侧进出水温度为0℃/5℃。17.地埋管换热系统设计前，应进行（）确定岩土体初始温度、导热系数等参数。A.现场勘察B.岩土热响应试验C.地质勘探D.负荷计算答案B解析岩土热响应试验可综合确定岩土初始温度、导热系数、钻孔热阻等关键设计参数。18.地埋管环路两端应与分集水器连接，各环路之间应设（）以保证水力平衡。A.截止阀B.平衡阀C.闸阀D.球阀答案B解析各环路之间应设置平衡阀，便于调节各环路流量，保证水力平衡。19.地源热泵系统能效评价中，系统制冷能效比（EERs）的计算公式为（）。A.制冷量/（热泵机组输入功率＋循环泵输入功率）B.制冷量/热泵机组输入功率C.制冷量/（热泵机组输入功率＋循环泵输入功率＋冷却塔风机功率）D.制冷量/（压缩机输入功率＋风机盘管功率）答案C解析系统能效比应计入热泵机组、循环水泵及冷却塔风机等全部辅助设备能耗。20.地埋管换热器设计寿命不应低于（）年。A.20B.30C.50D.70答案C解析地埋管换热器为地下隐蔽工程，维护更换困难，设计寿命不应低于50年。二、多项选择题（每题2分，共20分；多选、错选不得分，少选得1分）1.地源热泵系统按冷热源形式可分为（）。A.地理管地源热泵系统B.地下水地源热泵系统C.地表水地源热泵系统D.空气源热泵系统E.海水源热泵系统答案A、B、C、E解析空气源热泵以室外空气为冷热源，不属于地源热泵系统分类。2.岩土热响应试验可获得的主要参数包括（）。A.岩土初始平均温度B.岩土综合导热系数C.钻孔热阻D.地下水流速E.岩土比热容答案A、B、C、E解析热响应试验可获取岩土初始温度、综合导热系数、钻孔热阻及岩土比热容等参数。地下水流速一般通过水文地质勘察确定，热响应试验难以直接测定。3.地理管换热器设计中，影响钻孔间距的主要因素包括（）。A.岩土热物性B.系统运行模式C.钻孔深度D.负荷特性E.气象条件答案A、B、C、D解析钻孔间距取决于岩土热物性、运行模式、钻孔深度和负荷特性等。气象条件主要影响建筑物负荷，不影响钻孔间距的确定。4.地埋管系统防冻液选择应考虑的条件包括（）。A.导热性能好B.黏度低C.腐蚀性小D.价格低廉E.沸点高答案A、B、C、D解析防冻液主要考虑导热性能、黏度、腐蚀性、价格及环保性。沸点不是地埋管系统防冻液选择的关键因素。5.地源热泵系统岩土体热平衡分析中，当热量不平衡时，可采用的辅助措施包括（）。A.增设冷却塔B.增设太阳能集热器C.增设锅炉辅助加热D.增大地埋管钻孔深度E.减小系统运行时间答案A、B、C解析增设冷却塔可解决排热量大于取热量问题；增设太阳能集热器或锅炉辅助加热可解决取热量大于排热量问题。增大钻孔深度不能从根本上解决热平衡问题，减小运行时间影响建筑需求也不可行。6.地埋管换热器水压试验的要求包括（）。A.试验压力为设计工作压力的1.5倍B.试验压力下稳压至少30minC.目测无渗漏D.压力降不大于3%E.试验介质为压缩空气答案A、B、C、D解析水压试验介质应为水，不得使用压缩空气。7.下列哪些属于地埋管换热器系统的常用管材？（）A.高密度聚乙烯管（HDPE）B.聚丁烯管（PB）C.聚氯乙烯管（PVC）D.氯化聚氯乙烯管（CPVC）E.无缝钢管答案A、B解析地埋管换热器管材应具有良好导热性、耐腐蚀性和长期使用寿命，常用HDPE管和PB管。PVC、CPVC及钢管不适用于地埋管系统。8.地源热泵系统设计中，影响地下换热器长度的主要因素有（）。A.建筑冷热负荷B.岩土热物性参数C.热泵机组性能D.管内流体流速E.建筑高度答案A、B、C、D解析地埋管换热器长度由建筑负荷、岩土热物性、机组性能及管内流体流速等因素决定，与建筑高度无直接关联。9.关于地源热泵系统运行策略的说法，正确的有（）。A.间歇运行有利于岩土温度恢复B.连续运行有利于维持稳定出水温度C.过渡季可进行热恢复D.运行策略应以满足建筑负荷需求为前提E.运行策略与负荷特性无关答案A、C、D解析间歇运行和过渡季停运有利于岩土体温度恢复；运行策略应结合建筑负荷特性综合考虑，保证系统长期高效运行。10.地源热泵机房内主要设备包括（）。A.热泵机组B.地源侧循环泵C.用户侧循环泵D.冷却塔E.分集水器答案A、B、C、E解析地源热泵机房一般包括热泵机组、地源侧循环泵、用户侧循环泵、分集水器及定压补水装置等。冷却塔仅在需要辅助散热或冷热平衡时才增设，非常规必备设备。三、判断题（每题1分，共10分）1.地源热泵系统属于可再生能源利用技术。答案正确2.地理管换热器埋深越深，换热效果越好，因此可以无限制增加钻孔深度。答案错误解析钻孔深度受地质条件、施工工艺和经济性限制，并非越深越好。3.岩土热响应试验应在系统设计完成后进行。答案错误解析热响应试验应在系统设计前进行，为设计提供参数依据。4.地埋管换热器可采用单U管也可采用双U管，双U管可增大换热面积。（）答案正确5.地源热泵系统冬季取热量与夏季排热量完全平衡时，无需进行辅助散热或补热。答案正确6.地埋管换热器水压试验合格后即可进行回填，无需冲洗。答案错误解析水压试验后应进行管道冲洗，清除管内杂质，再完成系统连接。7.地埋管换热器各环路长度可以不相等，通过平衡阀调节即可。答案错误解析各环路长度应尽量相等或相近，以利于水力平衡，减少调节难度。8.地埋管系统夏季运行时，地源侧进水温度越低，机组制冷能效比越高。答案正确9.地源热泵系统可不设置膨胀罐和定压补水装置。答案错误解析地埋管系统为闭式系统，必须设置膨胀罐和定压补水装置，保证系统压力稳定和水量恒定。10.当防冻液浓度超过40%时，溶液换热性能会明显下降。答案正确四、简答题（每题5分，共20分）1.简述地源热泵系统的工作原理。答案地源热泵系统以岩土体为冷热源，通过埋设在建筑物下方的地理管换热器，在冬季从岩土体中提取热量，经热泵机组提升温度后供给室内供暖；夏季将室内热量排放至岩土体中，实现制冷。热泵机组通过逆卡诺循环完成热量从低温热源向高温热源的传递，系统由地埋管换热器、热泵机组和室内末端三部分组成。2.简述岩土热响应试验的主要步骤。答案（1）钻凿试验孔，安装地埋管换热器；（2）连接并检查试验设备；（3）测量岩土初始平均温度（静止测温）；（4）施加恒定加热功率进行热响应测试，记录进出水温度随时间变化数据；（5）基于线热源模型或柱热源模型，利用数据回归计算岩土综合导热系数及钻孔热阻。3.地埋管换热器设计时，应遵循哪些主要原则？答案（1）满足建筑物全年冷热负荷需求；（2）保持岩土体年热平衡，避免地温逐年漂移；（3）选择合适管材、管径及埋管形式；（4）合理确定钻孔深度、间距和数量；（5）采用同程式水力系统，保证各环路水力平衡；（6）设置防冻措施，必要时添加防冻液；（7）合理设计分集水器及排气、排污装置。4.简述地源热泵系统与传统空气源热泵系统相比的主要优势。答案（1）节能性：岩土温度全年相对稳定，夏季低于空气温度、冬季高于空气温度，机组运行工况好，能效比高；（2）环保性：不向室外排放热气流，无噪声污染；（3）运行费用低：全年运行费用较空气源热泵节省约30%～50%；（4）可靠性高：不受室外气象条件变化影响，运行稳定；（5）一机多用：一套系统可同时满足制冷、供暖及生活热水需求。五、计算题（每题10分，共20分）1.某建筑采用地源热泵系统供热，已知冬季设计热负荷为500kW，热泵机组制热性能系数COPh（1）冬季从岩土体中的取热量（kW）；（2）地埋管换热器所需钻孔总深度（m）；（3）若每个钻孔深度为120m，求所需钻孔数量。答案（1）取热量：Q（2）所需钻孔总深度：L（3）钻孔数量：N取整为81个钻孔。解析：考虑适当安全裕量，工程设计时可取82～85个钻孔。2.某地源热泵系统夏季向岩土体排热量为600kW，热泵机组制冷性能系数EERc（1）建筑物夏季设计冷负荷（kW）；（2）地埋管换热器所需钻孔总深度（m）；（3）若全年冬季取热量为280MWh，夏季排热量为520MWh，试判断该系统是否需要进行热平衡辅助措施。答案（1）排热量与制冷量的关系：Q则：Q（2）所需钻孔总深度：L（3）全年排热量520MWh，取热量280MWh：520排热量远大于取热量，岩土体将出现热量累积、地温逐年升高，需要采取辅助散热措施（如增设冷却塔）以维持热平衡。六、综合分析题（10分）某地源热泵项目位于夏热冬冷地区，建筑面积20000㎡，夏季设计冷负荷1600kW，冬季设计热负荷900kW。地埋管换热器采用垂直双U管，钻孔深度100m，钻孔间距5m。场地岩土热响应试验测得岩土综合导热系数为2.2W/(m·K)，初始平均温度18℃。试分析：（1）该项目是否存在冷热不平衡问题？如存在，请提出解决措施。（2）根据负荷特点，简述地埋管换热器的设计思路。