暖通空调习题集和答案(7)

5-17 高层建筑热水供暖系统在结构形式上着重要解决什么问题？

【答】 由干建筑高度增加，使得水系统的水静压力很大，影响到楼内系统与外网的连接方式，同时系统设备、管道的承压能力也需要考虑能否达到要求。另外，楼层数增加，致使自然作用压力的影响加大，有可能使得垂直失调现象十分严重。针对上述问题，高层建筑热水供暧系统在结构形式上着重要解决水静压力和垂直失调问题。

5-18 如何考虑热水供暖系统的排气和热膨胀问题？从原因、危害、措施等方面来分析。 【答】 热水供暖系统空气的来源主要有两条：① 充水运行前留存在管道设备之中的空气；② 水被加热后，溶解气体析出。这些空气占据散热器空间，减少有效散热面积；堵塞管道，造成水流中断；腐蚀管路，缩短系统寿命，必须及时迅速得排除掉。排气措施有干管设坡和设置集气罐、放气阀等放气装置。

水的热膨胀问题体现在受热膨胀和冷却收缩两方面，受热产生膨胀应力，损坏管路系统和设备；冷却收缩使得系统产生倒空现象。用人为方法或设备，使因温升而加大的体积能排出系统；当发生冷却倒空时，能够向系统补水。

5-19 膨胀水箱有哪些作用？其上连接有哪些管子及各自的用处？

【答】作用有容纳膨胀水、维持系统压力、可排除系统内的空气。水箱上连接有膨胀管、溢流管、排水管、信号管和循环管。膨胀管将膨胀水箱与系统相连，系统加热后增加的膨胀水量通过膨胀管进入膨胀水箱，系统停止运行水温降低后，膨胀水箱的水又通过膨胀管回馈到系统以防倒空，为防止偶然关闭阀门使系统内压力过分增高而发生事故，膨胀管上不允许安装任何阀门。溢流管将水箱溢出的水就近排入排水设施中，溢流管上也不允许设置阀门。排水管用来清洗、检修时放空水箱内的水，需装设阀门，平时关闭。信号管用于检查膨胀水箱的充水情况，应接至便于管理人员观察控制的地方，末端需设置阀门，平时关闭，检查时打开阀门，若没有水流出，表明膨胀水箱内水位未达到最低水位，需向系统补水。循环管与膨胀管一起构成自然循环环路膨胀水箱中的水通过该环路形成缓慢流动，防止冻结。

5-20 蒸汽作为热媒在暖通空调系统中有哪些用途？

【答】 ① 作为采暖系统的热媒。② 加热通过热空气幕的空气。③ 制备热水。④ 加湿空气。⑤ 作热能动力。

5-21 何种条件时，可采用电采暖？

【答】 电能是高品味的能源形式，将其直接转换为低品味的热能进行供暖，在能源利用上并不十分合理，一般不宜采用。但对于环保有特殊要求的区域、远离集中热源的独立建筑、采用热泵的场所、能利用低谷电蓄热的场所或者有丰富的水电资源可供利用时，经过技术经

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济比较合理时，可以采用电供暖。

5-22 供热管网布置有哪些原则？

【答】 ① 经济上合理。主干线力求短直，主干线尽量走热负荷集中区。要注意管线上的阀门、补偿器和某些管道附件（如放汽、防水、疏水等装置）的合理布置，因为这将涉及到检查室（可操作平台）的位置和数量，尽量可能使其数量减少。② 技术上可靠 供热管线应尽量避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地段。③ 对周围环境影响少而协调 供热管线应少穿主要交通线。一般平行于道路中心线并应尽量敷设在车行道以外的地方。通常情况下管线应只沿街道的一侧敷设。地上敷设的管道，不应影响城市环境美观，不妨碍交通。供热管道与各种管道、构筑物应协调安排，相互之间的距离，应能保证运行安全、施工及检修方便。

5-23 分户热计量系统负荷计算需要注意哪些问题？

【答】 ① 由于用户的生活习惯、经济能力、对舒适性的要求不尽相同，因而分户热计量系统的室内设计计算温度宜比常规供暖系统有所提高，通常分户热计量系统室内设计计算温度值比常规供暖系统室内计算温度提高2℃。②当相邻房间温差大与或等于5℃时，应计算通过隔墙或楼板的传热量。由于用户对室内温度的控制不确定，导致相邻房间温差值难以预测，由此产生的户间传热热负荷亦难以找到统一的计算方法，目前主要采用两种计算方法：按相邻房间实际可能出现的温差计算传热量，再乘以可能同时出现的概率；按常规方法计算出的热负荷再乘以一个附加系数。③ 提高户间隔墙、楼板的保温隔热性能，将减小通过内围护结构传递的热量，从而减小房间热负荷，但增加了建造成本。因此需要对内围护结构的保温进行热工性和经济性分析，确定其最小经济热阻。

5-24 分户热计量热水集中采暖系统计量方法有哪些？

【答】 ① 采用热水表直接测量水流量，不考虑供回水温的影响，假定供回水温各户相同，且不变。② 采用热量计量表计量，热量计量表由流量计、温度传感器和积算器三部分组成。流量计用来测量流经散热设备的热水流量，安装在系统的供水管上。温度传感器用以测量供、回水温度，装在供、回水管路上。直接测定用热量，原理上准确；价格较贵，安装复杂；在小温差时，计量误差较大，目前应用较少。③ 用热量分配表计量。它不能直接计量用户的用热量，通过测量各散热器设备的散热比例，配合总热量表所测得到建筑物总热量数据，计算出各散热器散热量，来达到分户计量的目的。热量分配表构造简单、成本低廉、安装方便，常用于既有建筑传统供暖系统实行分户热计量。

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5-25某单管热水供暖系统，立管进水温度tg=950C，出水温度th=700C，采用四柱813型散热器，明装无遮挡，供暖室内温度tn=160C，试确定如图所示立管中，各组散热器的片数（热负荷见图5.2）。

【解】 ① 流出第一组散热器的温度： t1?950C?1700 W1700W?1100W?1500W?(95?70)0C

t g=95℃

1700 W t1 1100 W t2 1500 W

?85.12 0C 流出第二组散热器的温度：

t2?950C?1700W+1100W1700W?1100W?1500W?(95?70)0C t h =70 ℃

图5.2 题5-25图

?78.72 0C ② 查教材附录28得柱813型散热器的K=2.237Δt0.302，每片散热器的面积为0.28m2，

假定：β1=β2=β3=1.0（6～10片）；

③ ?t1=则F1?Q1K1?t1tg+ t12?tn=950C+ 85.120C2?160C=74.06 0C，

?1?2?3?1700 W2.237?74.060.302W/(m?C)?74.06C200?1.0?1.0?1.0=2.796m2

故第一组散热器的片数为：n1=④ ?t2=同理：F2?t1+ t22?tn= 2.796 m20.28 m2/片 2=9.99?10 片，在假定的片数范围内；

85.120C+78.720C?160C=65.92 0C

Q2K2?t2?1?2?3?1100 W2.237?65.920.302W/(m?C)?65.92C200?1.0?1.0?1.0=2.106 m2

故第二组散热器的片数为：n2=⑤ ?t2=同理：F3?th+ t22?tn= 2.106 m20.28 m2/片 =7.52?8 片，在假定的片数范围内；

700C+78.720C2?160C=58.36 0C

Q3K3?t3?1?2?3?1700 W2.237?58.360.302W/(m?C)?58.36C200?1.0?1.0?1.0=3.365 m2

第三组散热器的片数为：n3=F3??Q3K3?t33.365 m20.28 m2/片 =12.02>10 片，故另假设β1=1.05（11～20片）

?1?2?3?F3?1.05=3.365 ?1.05m2=3.533 m2

3.533 m20.28 m/片 2故第三组散热器的片数为：n3==12.62?13 片，在假定的片数范围内。

5-26 将上题改为双管系统，其余条件不变，试确定各组散热器片数，并进行对比分析

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单管和双管系统，对散热选择的影响。 【解】 系统作用原理图如图5.3：

tg?950C Q1 Q2 Q3 th?70C 图5.3 题5-26图

各散热器的散热量分别为（按从上到下的顺序）：

0Q1?1700W，Q2?1100W，Q3?1500W

由于各组散热器具有共同的进水温度和回水温度，因此各散热器的热媒平均温度均为：

tp1?tp2?tp3?（95+70）/2=82.50C

各散热器传热温差：

?t1??t2??t3?tp?tn=82.5-16=66.50C

查教材附录28，四柱813型散热器的传热系数为：

K?2.237?t0.302?2.237?66.50.302?7.95W/(m?C)

20 修正系数：

假定散热器组装片数修正系数：?1?1.0；该散热器均异侧连接，上进下出，查教材附录31，连接形式修正系数?2?1.004；散热器明装，无遮挡，查教材附录32安装形式修正系数?3?1.0； 所

以

?1?2?3?散

1700 W20热

0器所需

2面积：

F1?=

QK?t7.95W/m?C?66.5CQK?t?1.0?1.004?1.0?3.23 m

F2?=

?1?2?3?1100 W7.95W/(m?C)?66.5C200?1.0?1.004?1.0?2.09 m

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F3?=

QK?t?1?2?3?1500 W7.95W/(m?C)?66.5C2200?1.0?1.004?1.0?2.85 m

2 查教材附录28，四柱813型散热器每片散热面积为0.28m，计算片数n?为：

?=F1?/f? n13.23m20.28m/片2.09m20.28m2/片2.85m22?11.5?12片

?=F2?/f?n2?7.5?8片

?=F3?/f?n30.28m/片2?10.2?11片

校核片数修正系数?1的值：查教材附录30，当散热器片数为11~20时，?1=1.05；当散热器片数为6~10，?1=1.00。

??1=3.23×因此，实际所需散热器面积为：F1.05 = 3.39 m 11=F2F2=F2??1=2.09×1.00 = 2.0 m 2F3=F3??1=2.85×1.05 = 2.99 m

2 所以实际选用片数为：n1=F1/f?3.39m20.28m/片2.09m20.28m2/片2.99 m20.28m/片22?12.1?13片

n2=F2/f??7.5?8片

n3=F3/f??10.7?11片

单管和双管系统对散热器选择的影响：

对于单管系统，最大的特点即每组散热器的出水温度是下一组散热器的进水温度，经过散热器的散热，每组散热器按进水先后顺序，其平均热媒温度逐渐下降，因而其传热系数逐渐降低，造成其传热面积在对应的热负荷条件下相应增加。而对于双管系统，各散热器具有相同的进水温度和出水温度，因而具有相同的平均热媒温度，即相同的传热系数，由于这个影响，双管系统的散热器总面积一般比单管系统稍小些。

5-27 某供暖系统热负荷为70 kW，供水温度为95℃，回水温度为70℃，求系统所需水流量。若采用低压蒸汽作热媒，蒸汽的汽化潜热为2250 kJ/kg，求所需的蒸汽流量。

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