2025年建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造節(jié)能改造技術(shù)與案例分析試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.2025年建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的核心目標(biāo)是：A.降低設(shè)備初投資成本B.提升室內(nèi)溫度均勻性C.實現(xiàn)全生命周期能耗降低20%以上D.減少空調(diào)運行噪音答案：C。解析：根據(jù)《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》，2025年重點推動暖通系統(tǒng)節(jié)能改造，目標(biāo)為全生命周期能耗降低20%-30%，兼顧經(jīng)濟性與環(huán)境效益。2.下列哪項技術(shù)不屬于空氣側(cè)節(jié)能改造的典型手段？A.新風(fēng)量動態(tài)優(yōu)化控制B.表冷器結(jié)垢在線清洗C.冷卻塔智能群控D.熱回收轉(zhuǎn)輪安裝答案：B。解析：表冷器結(jié)垢清洗屬于水側(cè)設(shè)備維護范疇，空氣側(cè)改造側(cè)重新風(fēng)優(yōu)化、熱回收及末端氣流組織優(yōu)化。3.某商場原有定頻離心冷水機組（COP=5.0），改造為變頻磁懸浮機組（IPLV=7.5），在年平均負(fù)荷率40%的情況下，理論節(jié)能率約為：A.20%B.33%C.50%D.67%答案：B。解析：定頻機組年平均COP≈額定COP×負(fù)荷率修正（0.8）=5.0×0.8=4.0；變頻機組IPLV直接反映部分負(fù)荷效率，故節(jié)能率=（1-4.0/7.5）≈46.7%，但實際考慮負(fù)荷率分布，典型修正后約33%。4.相變儲能材料在暖通改造中主要用于：A.替代傳統(tǒng)保溫材料B.平衡峰谷負(fù)荷，降低電網(wǎng)壓力C.提升制冷機組冷凝效率D.減少風(fēng)管沿程阻力答案：B。解析：相變材料通過蓄熱/蓄冷實現(xiàn)“移峰填谷”，例如夜間低價電蓄冷、白天釋冷，降低高峰時段能耗。5.下列哪種傳感器組合最適合用于空調(diào)系統(tǒng)的智能節(jié)能控制？A.溫度傳感器+壓力傳感器B.濕度傳感器+CO2傳感器+溫度傳感器C.風(fēng)速傳感器+光照傳感器D.振動傳感器+電流傳感器答案：B。解析：需同時監(jiān)測室內(nèi)熱濕環(huán)境（溫度、濕度）與人員密度（CO2濃度），以動態(tài)調(diào)整新風(fēng)量與送風(fēng)量，避免過度供冷/供熱。6.地源熱泵系統(tǒng)改造中，若地下?lián)Q熱管環(huán)路阻力過大，最可能的原因是：A.埋管間距不足B.循環(huán)泵揚程過小C.管道內(nèi)壁結(jié)垢D.土壤導(dǎo)熱系數(shù)過高答案：C。解析：長期運行后，地下?lián)Q熱管易因水質(zhì)問題結(jié)垢，導(dǎo)致流阻增加；埋管間距影響換熱效率而非阻力，循環(huán)泵揚程不足是結(jié)果而非原因。7.某辦公建筑原采用定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)，改造為變風(fēng)量（VAV）系統(tǒng)后，最直接的節(jié)能效益來自：A.減少風(fēng)機電耗B.降低冷水機組容量C.提升新風(fēng)利用率D.避免再熱損失答案：A。解析：VAV系統(tǒng)通過變風(fēng)量調(diào)節(jié)，風(fēng)機電耗與風(fēng)量的三次方成正比，部分負(fù)荷時電耗顯著降低；再熱損失減少是間接效益。8.熱回收技術(shù)中，全熱回收裝置與顯熱回收裝置的主要區(qū)別在于：A.能否回收潛熱B.材料耐腐蝕性C.適用的溫度范圍D.初投資成本答案：A。解析：全熱回收同時回收顯熱（溫度差）與潛熱（濕度差），顯熱回收僅回收溫度差能量，適用于濕度變化小的場景。9.空調(diào)水系統(tǒng)“大溫差小流量”改造的關(guān)鍵限制因素是：A.末端設(shè)備換熱面積B.管道承壓能力C.水泵揚程D.冷卻塔冷卻能力答案：A。解析：大溫差會導(dǎo)致末端（如風(fēng)機盤管）供回水溫差增大，需更大換熱面積保證換熱量，若原有設(shè)備面積不足，會影響供冷效果。10.2025年推廣的“零碳空調(diào)系統(tǒng)”改造中，最核心的技術(shù)集成是：A.光伏+儲能+空氣源熱泵B.地源熱泵+熱回收+智能控制C.余熱回收+相變儲能+CO2跨臨界循環(huán)D.太陽能集熱+吸收式制冷+自然通風(fēng)答案：A。解析：零碳目標(biāo)需可再生能源直接供能，光伏提供電力，儲能解決間歇性，空氣源熱泵提升能效，三者結(jié)合可實現(xiàn)凈零排放。二、填空題（每題2分，共20分）1.空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能診斷中，需測量的關(guān)鍵參數(shù)包括：室內(nèi)外溫濕度、______、水系統(tǒng)流量、設(shè)備運行電流及______。答案：新風(fēng)量；COP/IPLV（或設(shè)備效率）2.水泵變頻改造時，最佳節(jié)能區(qū)間為額定頻率的______%至______%，低于此范圍可能導(dǎo)致效率下降。答案：50；803.熱回收裝置的效率計算公式為：______與______的比值，通常要求不低于60%。答案：實際回收熱量；理論最大可回收熱量4.智能控制平臺的核心功能包括：數(shù)據(jù)采集與存儲、______、______及優(yōu)化指令輸出。答案：能耗模擬分析；設(shè)備協(xié)同控制5.冷卻塔節(jié)能改造中，采用______風(fēng)機可替代傳統(tǒng)定頻風(fēng)機，結(jié)合______控制實現(xiàn)風(fēng)量隨負(fù)荷動態(tài)調(diào)整。答案：變頻；出水溫度6.相變儲能材料的關(guān)鍵參數(shù)是______和______，直接影響蓄能能力與應(yīng)用場景。答案：相變溫度；相變潛熱7.風(fēng)管系統(tǒng)漏風(fēng)率改造標(biāo)準(zhǔn)要求：低壓系統(tǒng)漏風(fēng)率≤______%，中壓系統(tǒng)≤______%。答案：5；38.多聯(lián)機系統(tǒng)節(jié)能改造時，需重點檢查室內(nèi)機______匹配度及______設(shè)置合理性，避免“大馬拉小車”。答案：容量；電子膨脹閥9.地源熱泵系統(tǒng)改造前需進行______測試，確定土壤______，以校核原有埋管設(shè)計是否滿足當(dāng)前負(fù)荷需求。答案：熱響應(yīng)；導(dǎo)熱系數(shù)10.2025年新型制冷劑R290（丙烷）的主要優(yōu)勢是______和______，但需解決可燃性安全問題。答案：GWP（全球變暖潛值）低；能效比高三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述傳統(tǒng)暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要能耗痛點及2025年改造技術(shù)的針對性解決方案。答案：傳統(tǒng)系統(tǒng)的能耗痛點包括：①設(shè)備效率低（定頻機組部分負(fù)荷效率差）；②水/風(fēng)系統(tǒng)輸送能耗高（大流量小溫差、管道漏風(fēng)）；③控制策略落后（固定參數(shù)運行，未聯(lián)動負(fù)荷變化）；④熱回收缺失（新風(fēng)排風(fēng)能量浪費）。2025年針對性方案：①替換為變頻磁懸浮機組（IPLV≥7.0）提升部分負(fù)荷效率；②實施“大溫差小流量”改造（水系統(tǒng)溫差由5℃提升至8-10℃），配合水泵變頻（節(jié)能30%-50%）；③部署AI智能控制系統(tǒng)（基于物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)預(yù)測負(fù)荷，動態(tài)調(diào)整設(shè)備運行）；④加裝全熱回收裝置（效率≥70%，回收排風(fēng)能量預(yù)冷/預(yù)熱新風(fēng)）。2.分析空氣源熱泵冬季制熱效率下降的原因，并說明2025年改造中可采用的優(yōu)化技術(shù)。答案：效率下降原因：①環(huán)境溫度降低，制冷劑蒸發(fā)壓力下降，壓縮機壓比增大，功耗增加；②蒸發(fā)器結(jié)霜（環(huán)境濕度＞60%、溫度0-5℃時），熱阻增大，換熱量減少；③傳統(tǒng)單級壓縮循環(huán)在-15℃以下無法有效制熱。優(yōu)化技術(shù)：①采用噴氣增焓（準(zhǔn)二級壓縮）技術(shù)（-25℃仍可穩(wěn)定制熱，COP≥2.0）；②配置智能除霜系統(tǒng)（通過溫濕度傳感器+壓力傳感器判斷結(jié)霜程度，避免傳統(tǒng)定時除霜的能量浪費）；③結(jié)合相變蓄熱裝置（夜間谷電蓄熱，白天釋熱補充制熱量）；④使用CO2跨臨界循環(huán)（高溫環(huán)境下效率更穩(wěn)定，且GWP=1）。3.某酒店空調(diào)水系統(tǒng)存在“近熱遠冷”現(xiàn)象，分析可能原因并提出改造措施。答案：可能原因：①水系統(tǒng)水力失衡（末端阻力差異大，近端流量過大、遠端流量不足）；②管道設(shè)計不合理（管徑遞減不符合流量分配，或未設(shè)置平衡閥）；③循環(huán)泵揚程不足（無法克服遠端阻力）；④末端閥門調(diào)節(jié)失效（如電動二通閥卡滯）。改造措施：①加裝靜態(tài)平衡閥（干管）+動態(tài)平衡閥（支管），實現(xiàn)水力平衡；②校核管道管徑，對遠端支管加粗（如DN25改為DN32）；③更換高揚程變頻泵（根據(jù)最不利環(huán)路阻力選擇揚程，變頻調(diào)節(jié)流量）；④檢修/更換末端閥門，確保調(diào)節(jié)靈敏；⑤實施智能水力平衡控制（通過壓力傳感器反饋，自動調(diào)節(jié)閥門開度）。4.簡述建筑能耗模擬軟件在節(jié)能改造中的應(yīng)用價值，并舉例說明關(guān)鍵模擬參數(shù)。答案：應(yīng)用價值：①量化改造前能耗基線（明確節(jié)能潛力）；②預(yù)測不同改造方案的節(jié)能效果（如更換機組、優(yōu)化控制策略）；③優(yōu)化設(shè)備選型（避免容量過大或不足）；④評估投資回收期（結(jié)合電價、改造成本）。關(guān)鍵參數(shù)舉例：①建筑圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)（外墻傳熱系數(shù)K=0.5W/(㎡·K)、外窗遮陽系數(shù)SC=0.3）；②人員密度（辦公區(qū)10㎡/人）；③設(shè)備負(fù)荷（電腦0.1kW/人、照明15W/㎡）；④空調(diào)運行時間（8:00-20:00，5天/周）；⑤室外氣象數(shù)據(jù)（典型氣象年的溫度、濕度、太陽輻射）。5.說明2025年暖通節(jié)能改造中“源-網(wǎng)-荷-儲”一體化的實施路徑。答案：實施路徑：①“源”：整合可再生能源（屋頂光伏、地?zé)崮堋⒂酂峄厥眨┳鳛楣┠軄碓矗ㄈ绻夥l(fā)電驅(qū)動熱泵，地?zé)崮芴峁┗A(chǔ)負(fù)荷）；②“網(wǎng)”：優(yōu)化水/風(fēng)輸送網(wǎng)絡(luò)（大溫差水系統(tǒng)、低阻風(fēng)管），降低輸送能耗（輸送能耗占比從20%降至10%以下）；③“荷”：通過智能傳感器（溫度、CO2、occupancy）實時監(jiān)測負(fù)荷需求（如會議室人員密度高時增加供冷量），避免過度供能；④“儲”：配置相變儲能裝置（如夜間電蓄冷、白天釋冷）或電池儲能（存儲光伏過剩電力），平衡供需波動（將峰谷負(fù)荷差縮小30%以上）。四者通過中央智能平臺聯(lián)動控制，實現(xiàn)能源“產(chǎn)-輸-用-存”高效匹配。四、案例分析題（20分）某南方地區(qū)商業(yè)綜合體（建筑面積5萬㎡，空調(diào)面積4萬㎡），原暖通系統(tǒng)配置如下：-冷源：2臺1000RT定頻離心冷水機組（COP=5.0，年運行時間2500h，負(fù)荷率分布：100%負(fù)荷10%、75%負(fù)荷30%、50%負(fù)荷40%、25%負(fù)荷20%）；-水系統(tǒng)：一次泵定頻（流量2000m3/h，揚程35m，效率75%）；-風(fēng)系統(tǒng)：全空氣定風(fēng)量系統(tǒng)（總送風(fēng)量15萬m3/h，風(fēng)機效率70%，年運行時間3000h）；-問題：夏季高峰期冷水機組COP僅4.2，水系統(tǒng)輸送能耗占比25%，室內(nèi)部分區(qū)域過冷/過熱。請完成以下分析：1.計算原系統(tǒng)年冷量需求及冷水機組年耗電量（1RT=3.517kW）。答案：年冷量需求=1000RT×3.517kW/RT×[10%×2500h×100%+30%×2500h×75%+40%×2500h×50%+20%×2500h×25%]=3517kW×2500h×(0.1×1+0.3×0.75+0.4×0.5+0.2×0.25)=3517×2500×(0.1+0.225+0.2+0.05)=3517×2500×0.575=3517×1437.5=5,052,687.5kWh冷水機組年耗電量=年冷量需求/加權(quán)平均COP加權(quán)平均COP=1/(0.1/5.0+0.3/5.0+0.4/5.0+0.2/5.0)=5.0（注：定頻機組部分負(fù)荷效率不提升）但實際運行中高峰期COP=4.2，假設(shè)加權(quán)平均COP=4.5（考慮部分負(fù)荷效率下降）則年耗電量=5,052,687.5kWh/4.5≈1,122,819kWh2.提出3項核心改造技術(shù)，并說明每項技術(shù)的節(jié)能原理及預(yù)期效益。答案：（1）冷水機組更換為變頻磁懸浮機組（IPLV=7.5）：原理：磁懸浮軸承減少摩擦損耗，變頻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速匹配負(fù)荷，部分負(fù)荷效率顯著提升（IPLV反映全負(fù)荷段平均效率）。預(yù)期效益：加權(quán)平均COP提升至7.5，年耗電量=5,052,687.5/7.5≈673,692kWh，較原1,122,819kWh節(jié)能約40%（449,127kWh/年）。（2）水系統(tǒng)一次泵變頻改造+大溫差運行（溫差由5℃提升至8℃）：原理：流量與溫差成反比（Q=cmΔT），溫差提升后流量降至5/8=62.5%；變頻泵電耗與流量三次方成正比（(0.625)^3≈0.244），結(jié)合效率提升（變頻泵效率85%）。原水泵功率=ρgQH/η=1000×9.8×(2000/3600)×35/0.75≈1000×9.8×0.5556×35/0.75≈256,133W≈256kW原年耗電量=256kW×3000h=768,000kWh改造后流量=2000×5/8=1250m3/h，揚程與流量平方成正比（(0.625)^2=0.3906），新?lián)P程=35×0.3906≈13.67m新水泵功率=1000×9.8×(1250/3600)×13.67/0.85≈1000×9.8×0.3472×13.67/0.85≈54,700W≈54.7kW年耗電量=54.7kW×3000h=164,100kWh，節(jié)能約78%（603,900kWh/年）。（3）風(fēng)系統(tǒng)改造為變風(fēng)量（VAV）+CO2濃度控制：原理：根據(jù)室內(nèi)人員密度（CO2濃度）動態(tài)調(diào)整送風(fēng)量（最小新風(fēng)量15m3/h·人），部分負(fù)荷時送風(fēng)量降低，風(fēng)機電耗與風(fēng)量三次方成正比。原風(fēng)機功率=全壓×風(fēng)量/(3600×效率)=假設(shè)全壓1000Pa，則功率=1000×150000/(3600×0.7)≈59,524W≈59.5kW原年耗電量=59.5kW×3000h=178,500kWh改造后平均送風(fēng)量降至70%（人員密度變化），電耗=(0.7)^3×59.5≈20.5kW，年耗電量=20