供熱工程期末及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.確定供暖室外計(jì)算溫度時(shí)，采用的是歷年平均不保證（）天的日平均溫度。A.1～2B.3～5C.5～7D.7～102.自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的循環(huán)動(dòng)力主要來源于（）。A.水泵揚(yáng)程B.供回水密度差C.管道沿程阻力D.散熱器散熱強(qiáng)度3.散熱器的傳熱系數(shù)K值隨熱水流量增大而（）。A.增大B.減小C.不變D.先增后減4.熱水供暖系統(tǒng)中，膨脹水箱的主要作用是（）。A.儲(chǔ)存循環(huán)水B.定壓和容納水的膨脹量C.調(diào)節(jié)流量D.防止管道堵塞5.計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量時(shí)，朝向修正系數(shù)的取值與（）無關(guān)。A.建筑所在地區(qū)B.冬季主導(dǎo)風(fēng)向C.太陽輻射強(qiáng)度D.圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料6.蒸汽供暖系統(tǒng)中，疏水器的作用是（）。A.排出凝結(jié)水并阻止蒸汽泄漏B.調(diào)節(jié)蒸汽流量C.提高蒸汽壓力D.降低凝結(jié)水溫度7.低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)的供水溫度一般不超過（）。A.40℃B.60℃C.80℃D.100℃8.集中供熱系統(tǒng)中，中繼泵站的主要功能是（）。A.提高熱網(wǎng)供水溫度B.增加熱網(wǎng)循環(huán)流量C.補(bǔ)償熱網(wǎng)壓力損失D.調(diào)節(jié)用戶流量分配9.熱網(wǎng)水力計(jì)算中，比摩阻的推薦范圍是（）。A.30～70Pa/mB.70～120Pa/mC.120～200Pa/mD.200～300Pa/m10.下列哪種供暖系統(tǒng)適用于間歇供暖且對(duì)室溫穩(wěn)定性要求不高的場所？（）A.垂直單管順流式B.水平雙管式C.跨越式單管系統(tǒng)D.輻射供暖系統(tǒng)二、填空題（每空1分，共20分）1.供暖熱負(fù)荷由（）和（）兩部分組成，其中（）是主要部分。2.熱水供暖系統(tǒng)按循環(huán)動(dòng)力分為（）和（）；按系統(tǒng)管道敷設(shè)方式分為（）和（）。3.散熱器的熱工性能主要用（）表示，其單位為（）。4.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量包括（）、（）、（）和（）。5.膨脹水箱的配管包括（）、（）、（）和（）。6.蒸汽供暖系統(tǒng)按壓力分為（）、（）和（）。7.熱網(wǎng)水力失調(diào)分為（）和（），解決方法主要有（）和（）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)與自然循環(huán)系統(tǒng)的主要區(qū)別。2.散熱器的布置應(yīng)遵循哪些原則？請(qǐng)列舉至少4條。3.計(jì)算供暖熱負(fù)荷時(shí)，為什么要對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量進(jìn)行修正？常見的修正方法有哪些？4.分析熱水供暖系統(tǒng)中“垂直失調(diào)”和“水平失調(diào)”的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施。5.集中供熱系統(tǒng)的熱源選擇需要考慮哪些因素？請(qǐng)結(jié)合實(shí)際工程說明。四、計(jì)算題（共20分）某居住建筑臥室長6m、寬4m、高3m，南墻（包括外窗）面積為12m2，其中外窗面積4m2；北墻面積12m2（無外窗）；東、西墻為內(nèi)墻，不計(jì)耗熱。已知：-室外計(jì)算溫度t_w=-10℃，室內(nèi)計(jì)算溫度t_n=18℃；-圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)：外墻K_w=0.5W/(m2·℃)，外窗K_c=2.5W/(m2·℃)，屋頂K_r=0.3W/(m2·℃)，地面K_f=0.1W/(m2·℃)；-朝向修正：南墻修正系數(shù)β_c=-10%，北墻β_b=+15%；-風(fēng)力附加β_f=5%，高度附加β_h=0（層高≤4m）。要求：計(jì)算該臥室的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。五、綜合分析題（共20分）某小區(qū)原有單管順流式熱水供暖系統(tǒng)，運(yùn)行中出現(xiàn)頂層用戶過熱、底層用戶過冷的現(xiàn)象。經(jīng)檢測，系統(tǒng)循環(huán)水泵揚(yáng)程和流量滿足設(shè)計(jì)要求，熱網(wǎng)水力平衡閥調(diào)試正常。1.分析該現(xiàn)象的可能原因。2.提出至少3種改造方案，并說明各方案的技術(shù)要點(diǎn)。---答案及解析一、單項(xiàng)選擇題1.A（根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》，取歷年平均不保證1～2天的日平均溫度）2.B（自然循環(huán)依靠供回水密度差產(chǎn)生的重力壓頭驅(qū)動(dòng)）3.A（流量增大時(shí)，散熱器內(nèi)熱水流速提高，對(duì)流換熱增強(qiáng)，K值增大）4.B（膨脹水箱通過連接點(diǎn)定壓，并容納水受熱膨脹的體積）5.D（朝向修正與太陽輻射和主導(dǎo)風(fēng)向相關(guān)，與材料無關(guān)）6.A（疏水器是蒸汽系統(tǒng)中排除凝結(jié)水、阻止蒸汽泄漏的關(guān)鍵設(shè)備）7.B（低溫地板輻射供暖供水溫度一般≤60℃，避免地面過熱）8.C（中繼泵站用于補(bǔ)償長距離熱網(wǎng)的壓力損失，維持末端壓力）9.A（經(jīng)濟(jì)比摩阻推薦30～70Pa/m，平衡初投資與運(yùn)行能耗）10.C（跨越式單管系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)旁通流量適應(yīng)間歇供暖需求）二、填空題1.基本耗熱量；附加耗熱量；基本耗熱量2.自然循環(huán)；機(jī)械循環(huán)；垂直式；水平式3.傳熱系數(shù)K；W/(m2·℃)4.朝向修正；風(fēng)力附加；高度附加；外門附加5.膨脹管；循環(huán)管；溢流管；排水管6.高壓蒸汽；低壓蒸汽；真空蒸汽7.靜態(tài)失調(diào)；動(dòng)態(tài)失調(diào)；初調(diào)節(jié)；安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置三、簡答題1.主要區(qū)別：①循環(huán)動(dòng)力：機(jī)械循環(huán)依靠水泵，自然循環(huán)依靠密度差；②系統(tǒng)壓力：機(jī)械循環(huán)壓力由水泵決定，自然循環(huán)壓力低；③管道布置：機(jī)械循環(huán)可采用較大的管徑和復(fù)雜系統(tǒng)，自然循環(huán)需較小管徑且水平干管坡度要求嚴(yán)格；④作用半徑：機(jī)械循環(huán)作用半徑大（可達(dá)數(shù)公里），自然循環(huán)僅適用于小建筑（≤50m）。2.布置原則：①盡量安裝在外墻窗臺(tái)下，利用熱氣流阻擋冷風(fēng)滲透；②明裝為主，便于維護(hù)，暗裝時(shí)需留檢修口；③散熱器底部距地面≥150mm，頂部距窗臺(tái)≥50mm；④樓梯間散熱器應(yīng)布置在底層或按比例分配，避免頂層過熱；⑤托兒所示教樓等場所采用防護(hù)罩，防止?fàn)C傷。3.修正原因：基本耗熱量僅考慮室內(nèi)外溫差和圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱，未考慮實(shí)際運(yùn)行中太陽輻射、風(fēng)力、朝向等因素的影響，需通過修正使計(jì)算更接近實(shí)際。常見修正方法：①朝向修正（南墻負(fù)修正，北墻正修正）；②風(fēng)力附加（對(duì)不避風(fēng)的高層建筑外墻）；③高度附加（層高＞4m時(shí)，每增高1m附加2%，不超過15%）；④外門附加（開啟頻繁的外門按門洞數(shù)目附加50%～100%）。4.垂直失調(diào)：原因是單管系統(tǒng)中各層散熱器的環(huán)路壓力差不同，底層壓力大、流量大，頂層壓力小、流量小。預(yù)防措施：采用跨越式單管系統(tǒng)，增加旁通管；或采用雙管系統(tǒng)，通過閥門調(diào)節(jié)各層流量。水平失調(diào)：原因是水平干管各分支環(huán)路的阻力不平衡，導(dǎo)致流量分配不均。預(yù)防措施：設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行水力平衡計(jì)算，安裝平衡閥；運(yùn)行中進(jìn)行初調(diào)節(jié)，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)可加自動(dòng)流量控制器。5.熱源選擇因素：①熱負(fù)荷需求（面積、類型、尖峰負(fù)荷）；②能源條件（煤炭、天然氣、電力、可再生能源的可獲得性及成本）；③環(huán)保要求（排放標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域禁煤政策）；④經(jīng)濟(jì)性（初投資與運(yùn)行費(fèi)用平衡）；⑤可靠性（備用熱源設(shè)置）。例如：北方某城市新區(qū)集中供熱，若天然氣充足且環(huán)保要求高，可選擇燃?xì)鉄崴仩t；若工業(yè)余熱豐富，優(yōu)先利用余熱鍋爐；若為寒冷地區(qū)且需長期穩(wěn)定供熱，可建設(shè)區(qū)域燃煤熱電廠（需符合超低排放要求）。四、計(jì)算題1.計(jì)算各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量：-南墻（含外窗）：外墻面積=12-4=8m2，外窗面積=4m2南墻基本耗熱量Q_w1=K_w×F_w×(t_n-t_w)=0.5×8×(18+10)=112W外窗基本耗熱量Q_c=K_c×F_c×(t_n-t_w)=2.5×4×28=280W南墻總基本耗熱量=112+280=392W（考慮朝向修正β_c=-10%）修正后Q1=392×(1-10%)=352.8W-北墻：Q_w2=K_w×F_b×(t_n-t_w)=0.5×12×28=168W（朝向修正β_b=+15%）修正后Q2=168×(1+15%)=193.2W-屋頂：F_r=6×4=24m2Q_r=K_r×F_r×(t_n-t_w)=0.3×24×28=201.6W（無修正）-地面：F_f=6×4=24m2（按第一層地面計(jì)算，取周邊2m以內(nèi)區(qū)域）Q_f=K_f×F_f×(t_n-t_w)=0.1×24×28=67.2W（無修正）2.總基本耗熱量=352.8+193.2+201.6+67.2=814.8W3.考慮風(fēng)力附加β_f=5%：總熱負(fù)荷Q=814.8×(1+5%)=855.54W≈856W五、綜合分析題1.可能原因：-單管順流式系統(tǒng)特性：熱水自頂層至底層逐戶降溫，頂層進(jìn)水溫度高、散熱量大，底層進(jìn)水溫度低、散熱量不足。-散熱器面積設(shè)計(jì)不合理：未按各層水溫差異修正散熱器面積（頂層水溫高，所需面積應(yīng)小于底層）。-系統(tǒng)垂直水力失調(diào)：雖然水泵參數(shù)和平衡閥正常，但單管系統(tǒng)中各層環(huán)路阻力無法獨(dú)立調(diào)節(jié)，流量分配受自然壓頭影響（如高層用戶重力壓頭大，流量可能超限）。2.改造方案及技術(shù)要點(diǎn)：-方案一：改為單管跨越式系統(tǒng)。在每組散熱器前增設(shè)旁通管和調(diào)節(jié)閥門，通過調(diào)節(jié)旁通流量控制進(jìn)入散熱器的熱水量，頂層關(guān)小旁通（增加散熱器流量），底層開大旁通（提高進(jìn)水溫度），平衡各層散熱量。-方案二：改為雙管系統(tǒng)。將原垂直單管改為供回水平行的雙管，每層散熱器獨(dú)立連接供回水干管，通過每層的手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)閥（如恒溫閥）單獨(dú)調(diào)節(jié)流量，消除垂直失調(diào)。需注意雙管系統(tǒng)需校核底層散熱器工作壓力，避免超壓。-方案三：增設(shè)垂直平衡閥。在各層散熱器入口安裝靜態(tài)平衡閥，根據(jù)