偿全部排风量。要求确定该集中热风供暖系统所需机械送风量GO和送风温度tO。 【解】 根据风量平衡关系,该系统新风量G新=GP=1 kg/s 由:GO=G新+G回,G回=80%GO,得 GO=5 kg/s
根据显热余热量QX?GOcp(tN?tO) 得
t0?tN?QxG0Cp?16?C??62 kW1.01kJ/(kg?C)?5kg/so? 28.28oC
3-5 假定3-4题所说车间夏季显热余热量Q=65kW,并按与冬季相同风量的集中空调系统来维持室温tN = 28℃。要求确定该集中空|调系统所需的送风温度tO。 【解】 由上题知:GO =5kg/s,其余步骤如上题,算得tO=15.130C
3-6 空调、通风房间新风供应的目的和意义是什么?房间设计最小新风量确定的原则和方法是什么?
【答】 通新风是改善室内空气品质的一种行之有效的方法,其本质是提供人所必需的氧气并用室外的污染物浓度低的空气来稀释室内污染物浓度高的空气,对改善室内空气品质起着重要作用。但在设计工况下处理新风十分耗能,因此在确定新风量时一方面要考虑改善室内空气品质,另一方面要考虑建筑能耗,房间新风量的合理确定通常应符合以下主要原则:①满足人的卫生要求,主要在于补充人体呼吸过程的耗氧量,同时将呼出的CO2或吸烟等产生的其他空气污染物稀释到卫生标准所允许的浓度范围;②足以补充房间局部排风量并维持其正压要求,空调房间为防止室外或邻室空气渗入而干扰室内温湿度与洁净度,还需要使用一部分新风来维持房间压力略高于外部环境“正压”状态。按以上原则确定的新风量中选出一个最大值作为房间(或系统)所需的设计新风量。
3-7 对旅馆客房等的卫生间,当其排风量大于民用建筑的最小新风量时,新风量该如何取值?
【答】 新风量应该取两者中的较大值,即按排风量进行取值。
3-8 某空调房间有10人从事轻体力劳动,室内允许空气含CO2的体积浓度为0.1%,室外空气中CO2的体积浓度为0.04%,求室内每人所需新风量。
【解】 由有关资料表5-17[3]查得从事轻体力劳动时,CO2发生量为0.023m3/(h?人)(CO2的密度为1.977kg/ m3),即12.6mg/s,房间内共有十人,共产生的CO2为126mg/s,空气密
度为1.2kg/m3。 解法1:
室内允许的CO2的体积浓度为0.1%=0.1×104 ×44/22.4,即c2=1964.29mg/m3 室外空气中的CO2的体积浓度为0.04%,即c0=785.71 mg/m3 由公式:L?M126mg/s?3600??385 m3/h 33c2?c01964.29mg/m?785.71mg/m110故,平均室内每人所需新风量为L1? 解法2:
L?Mc2?c0L?38.5 m3/h
?10?0.023(0.1?0.04)/100?383(m3/h)
故,每人所需新风量为38.3m3/h
注意:单位换算1%=104ppm=10 L/m3,即1m3空气中含有10L CO2。ppm即一百万体积的空气中所含污染物的体积数,温度为25℃,压力为760mmHg时,1mg/m3=1 ppm?分子量/22.4
3-9 某空调系统服务于三个空调房间,它们的最小送风换气次数、人数、房间空气容积见表3.2:每人最小新风量为30m/h,试确定空调系统的总新风量和新风比。
表3.2 题3-9表
房间 房间容积 最小换气次数 人数 m3 次/h 人 甲 200 8 4 乙 400 5 20 丙 100 5 4 3 【解】 将该空调系统作为集中空调系统进行处理,系统示意图大致如下:
甲 乙 丙 各房间的送风量: L甲=200 m3?8次/h =1600 m3/h
3 L乙=400 m3?5次/h =2000 m/h 3 L丙=100 m3?5次/h =500 m/h
3所以系统的总风量:L=L甲+L乙+L丙= 4100 m/h,
所有房间的新风量之和:LW=30 m3/h?(4+20+4)=840 m3/h 未修正的系统新风量在送风量中的比例:X?840m/h4100m/h33?20.5%
需求最大的房间的新风比:Z?30m/h?202000m/hX1?X?Z?33?30%
则修正后的系统新风比为:Y?0.2051?0.205?0.3?0.227
修正后的系统新风量为:LW??L?Y?4100?0.227?931 m3/h
3-10 空气处理热湿基本过程有哪些?试针对各种基本过程尽可能全面地提出采用不同设备、介质和必要技术参数的各种热湿处理方案。 【答】 空气热湿处理基本过程见图3.2。
① 等湿加热(A?B):使用以热水、蒸汽等作热媒的表面式换热器及某些换热设备,通过热表面对湿空气加热,使其温度升高、焓值增大,而含湿量不变。这一过程又称为“干加热”,热湿比为+∞。
② 等湿冷却(A?C):使用以冷水或其它流体作热媒的表面式冷却器冷却湿空气,当其冷表面温度等于或高于湿空气的露点温度时,空气温度降低、焓值减小而含湿量保持不变。这一过程又称为“干冷却”,其热湿比
G ε>0 A ε=﹣∞ D B ε<0 ε= +∞ ε>0 t=常数 F E ε<0 C i=常数ε=0 d=常数 图3.2 空气热湿处理过程
为-∞
③ 等焓加湿(A?E):使用喷水室以适量的水对湿空气进行循环喷淋,水滴及其表面饱和空气层的温度将稳定于被处理空气的湿球温度ts,空气温度降低、含湿量增加而焓值基本不变。水分在空气中自然蒸发亦可使空气产生同样的状态变化。这一过程又称为“绝热加湿”,热湿比近似为0。
④ 等焓减湿(A?D):使用固体吸湿装置来处理空气,湿空气的含湿量降低、温度升高而焓值基本不变,热湿比近似为0。
⑤ 等温加湿(A?F):使用各种热源产生蒸汽,通过喷管等设备使之与空气均匀混合,空气含湿量和焓值增加而温度基本不变,该过程近似等温变化。
⑥ 冷却干燥(A?G):利用喷水室或表冷器冷却空气,当水滴或换热表面温度低于湿空气之露点温度时,空气将出现凝结、脱水,温度降低且焓值减小。
3-11 试在i-d图上分别画出下列各空气状态变化过程: a.喷雾风扇加湿 b. 硅胶吸湿
c. 潮湿地面洒水蒸发加湿 d. 电极式加湿器加湿 e. 电加热器加热
【答】 a、d过程为等温加湿,见图3.2中的A?F过程;b过程为等焓减湿,见图3.2中的A?D过程;c过程为等焓加湿,见图3.2中的A?E过程;e过程为等湿加热,见图3.2中的A?B过程
3-12 针对夏季空调传统热湿处理方案,构建一种无需使用人工冷源的低能耗节能空调方案,并与传统方案进行技术、经济分析与比较。
【答】 夏季传统热湿处理方案在i-d图上的表示如图??中W?L?O过程,该处理过程分为喷水室冷水喷淋或表冷器间接冷却(W?L)和空气加热器干加热(L?O)两个过程,其特点是两步过程,能满足对环境参数的较高调控要求,使用和管理否很方便。但要求冷媒水温较低,需要人工冷源,相应的设备投资与能耗也就更大些,并造成冷热量的相互抵消,导致能量的无益消耗。而对于处理方案W?1?O,先使用固体吸湿剂对空气进行等焓减湿处理到1点,然后再进行冷却处理。这一方案的优点就在于与传统方案相比,不存在冷热抵消的能量浪费,况且后续干冷过程允许冷媒温度较高,可使制冷设备供冷量大幅减小,甚至可以完全取消人工制冷,降低能耗。它的缺点就在于需要增设固体吸湿装置,有可能对初
投资和运行管理带来不利。