2025年暖通考研試題及答案一、名詞解釋（每題5分，共25分）1.濕球溫度濕球溫度是在定壓絕熱的情況下，空氣與水直接接觸達(dá)到穩(wěn)定熱濕平衡時的絕熱飽和溫度。在實(shí)際中，用濕紗布包裹溫度計的感溫部分，當(dāng)空氣流過濕紗布時，水分蒸發(fā)帶走熱量，使溫度計的讀數(shù)下降，最終達(dá)到的穩(wěn)定溫度就是濕球溫度。它反映了空氣在當(dāng)前狀態(tài)下容納水汽的能力以及空氣與水之間熱濕交換的一個重要參數(shù)。2.水力失調(diào)水力失調(diào)是指在熱水供熱系統(tǒng)或空調(diào)水系統(tǒng)中，各熱用戶（或空調(diào)末端設(shè)備）的實(shí)際流量與設(shè)計流量不一致的現(xiàn)象。水力失調(diào)會導(dǎo)致各用戶的供熱量或冷量分配不合理，使得部分用戶的室內(nèi)溫度過高或過低，影響供熱或空調(diào)效果，同時也會造成能源的浪費(fèi)。水力失調(diào)可分為靜態(tài)水力失調(diào)和動態(tài)水力失調(diào)，靜態(tài)水力失調(diào)是由于系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)與設(shè)計要求不一致導(dǎo)致的，動態(tài)水力失調(diào)則是在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于某些用戶的流量發(fā)生變化而引起其他用戶流量也發(fā)生變化的現(xiàn)象。3.一次回風(fēng)一次回風(fēng)是空調(diào)系統(tǒng)中常見的空氣處理方式。在這種方式中，將室外新鮮空氣（新風(fēng)）與室內(nèi)部分回風(fēng)混合后，一起進(jìn)入空氣處理設(shè)備進(jìn)行處理，如冷卻、加熱、加濕、除濕等，處理后的空氣再送入空調(diào)房間。一次回風(fēng)系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡單、初投資和運(yùn)行費(fèi)用相對較低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于一般的舒適性空調(diào)系統(tǒng)中。4.COPCOP即性能系數(shù)，是衡量制冷機(jī)或熱泵性能的一個重要指標(biāo)。對于制冷機(jī)而言，COP是指制冷機(jī)在單位時間內(nèi)的制冷量與所消耗的功率之比，即$COP=\frac{Q_{c}}{P}$，其中$Q_{c}$為制冷量，$P$為制冷機(jī)消耗的功率。對于熱泵來說，COP是指熱泵在單位時間內(nèi)向高溫?zé)嵩刺峁┑臒崃颗c所消耗的功率之比。COP值越高，說明制冷機(jī)或熱泵的性能越好，在相同的制冷或制熱效果下，消耗的能量越少。5.熱壓熱壓是由于建筑物內(nèi)外空氣溫度不同而形成的壓力差。當(dāng)室內(nèi)空氣溫度高于室外空氣溫度時，室內(nèi)熱空氣密度小，向上流動，通過建筑物上部的開口排出室外；室外冷空氣密度大，從建筑物下部的開口進(jìn)入室內(nèi)，從而形成了空氣的自然流動。熱壓的大小與室內(nèi)外空氣溫度差、建筑物高度等因素有關(guān)，其計算公式為$P=gH(\rho_{o}\rho_{i})$，其中$g$為重力加速度，$H$為建筑物高度，$\rho_{o}$為室外空氣密度，$\rho_{i}$為室內(nèi)空氣密度。熱壓是自然通風(fēng)的主要動力之一。二、簡答題（每題10分，共50分）1.簡述蒸汽壓縮式制冷循環(huán)的基本組成及各部件的作用。蒸汽壓縮式制冷循環(huán)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器四個基本部件組成，各部件的作用如下：壓縮機(jī)：壓縮機(jī)是制冷循環(huán)的心臟，其作用是將低溫低壓的制冷劑蒸汽壓縮成高溫高壓的制冷劑蒸汽。通過壓縮，提高了制冷劑的壓力和溫度，為制冷劑在冷凝器中放熱冷凝創(chuàng)造條件，同時也為制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)流動提供動力。冷凝器：冷凝器是一個熱交換設(shè)備，其作用是將高溫高壓的制冷劑蒸汽冷卻并冷凝成高壓液體。在冷凝器中，制冷劑與冷卻介質(zhì)（如空氣或水）進(jìn)行熱交換，將熱量傳遞給冷卻介質(zhì)，使制冷劑由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。節(jié)流裝置：節(jié)流裝置的作用是對高壓液態(tài)制冷劑進(jìn)行節(jié)流降壓，使其壓力和溫度降低，變成低溫低壓的濕蒸汽。節(jié)流裝置還可以調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量，以適應(yīng)制冷負(fù)荷的變化。常見的節(jié)流裝置有毛細(xì)管、膨脹閥等。蒸發(fā)器：蒸發(fā)器也是一個熱交換設(shè)備，其作用是使低溫低壓的制冷劑液體在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物體的熱量而蒸發(fā)成低溫低壓的蒸汽。通過制冷劑的蒸發(fā)吸熱，實(shí)現(xiàn)了對被冷卻物體的制冷效果。2.什么是露點(diǎn)溫度？如何根據(jù)空氣的干濕球溫度確定露點(diǎn)溫度？露點(diǎn)溫度是指在含濕量不變的條件下，未飽和空氣冷卻至飽和狀態(tài)時所對應(yīng)的溫度。也就是說，當(dāng)空氣的溫度降低到露點(diǎn)溫度時，空氣中的水蒸氣開始凝結(jié)成液態(tài)水。根據(jù)空氣的干濕球溫度確定露點(diǎn)溫度的方法如下：首先，根據(jù)干濕球溫度計測量得到空氣的干球溫度$t$和濕球溫度$t_{w}$。然后，利用焓濕圖來確定露點(diǎn)溫度。在焓濕圖上，根據(jù)干球溫度$t$和濕球溫度$t_{w}$找到空氣的狀態(tài)點(diǎn)$A$。接著，從狀態(tài)點(diǎn)$A$沿等含濕量線向下與飽和空氣線相交，交點(diǎn)所對應(yīng)的溫度就是該空氣狀態(tài)下的露點(diǎn)溫度$t_igikgao$。另外，也可以通過一些經(jīng)驗(yàn)公式或計算機(jī)軟件來根據(jù)干濕球溫度計算露點(diǎn)溫度，但焓濕圖法是一種直觀且常用的方法。3.簡述自然通風(fēng)的原理和影響自然通風(fēng)效果的因素。自然通風(fēng)的原理主要基于熱壓和風(fēng)壓。熱壓原理：如前面所述，由于建筑物內(nèi)外空氣溫度不同，導(dǎo)致空氣密度不同，從而形成熱壓。熱空氣上升，冷空氣下降，使得室內(nèi)外空氣產(chǎn)生自然流動，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)換氣。風(fēng)壓原理：當(dāng)風(fēng)吹向建筑物時，在建筑物的迎風(fēng)面形成正壓，背風(fēng)面形成負(fù)壓。這種壓力差促使空氣從迎風(fēng)面的開口進(jìn)入室內(nèi)，從背風(fēng)面的開口排出室外，形成空氣的流動。影響自然通風(fēng)效果的因素主要有以下幾個方面：建筑物的朝向和布局：合理的朝向可以使建筑物充分利用自然風(fēng)，例如，建筑物的長軸宜與夏季主導(dǎo)風(fēng)向垂直。建筑物的布局也會影響通風(fēng)效果，如建筑間距、建筑群的排列方式等。如果建筑間距過小，會形成“狹管效應(yīng)”，影響通風(fēng)。門窗的位置和面積：門窗是自然通風(fēng)的通道，門窗的位置應(yīng)有利于形成良好的通風(fēng)路徑。門窗面積越大，通風(fēng)量越大，但過大的門窗面積會增加建筑的能耗和維護(hù)成本。室內(nèi)外溫差：室內(nèi)外溫差越大，熱壓作用越強(qiáng)，自然通風(fēng)效果越好。因此，在夏季，應(yīng)盡量降低室內(nèi)溫度，提高室外溫度與室內(nèi)溫度的差值，以增強(qiáng)自然通風(fēng)效果。室外風(fēng)速：室外風(fēng)速越大，風(fēng)壓作用越強(qiáng)，自然通風(fēng)效果越好。但當(dāng)風(fēng)速過大時，可能會導(dǎo)致室內(nèi)通風(fēng)不均勻，甚至產(chǎn)生紊流，影響通風(fēng)質(zhì)量。建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)：建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的透氣性和隔熱性會影響自然通風(fēng)效果。透氣性好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)有利于空氣的滲透，但會增加冬季的熱量損失；隔熱性好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以減少室內(nèi)外的熱量傳遞，有利于保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定，但可能會影響自然通風(fēng)時的熱壓作用。4.簡述風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和適用場合。風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)是一種常見的空調(diào)系統(tǒng)形式，具有以下特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：靈活性高：風(fēng)機(jī)盤管可以根據(jù)每個房間的使用要求獨(dú)立控制，實(shí)現(xiàn)不同房間的不同溫度調(diào)節(jié)，滿足了用戶的個性化需求。布置方便：風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組體積小、重量輕，安裝方便，可以靈活地布置在各個房間內(nèi)，不占用過多的建筑空間。節(jié)能：風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷的變化自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和制冷劑流量，從而降低能耗。同時，新風(fēng)系統(tǒng)可以根據(jù)需要提供適量的新鮮空氣，保證室內(nèi)空氣品質(zhì)的同時，也避免了過度通風(fēng)帶來的能量損失。噪聲低：風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組通常采用低噪聲的風(fēng)機(jī)和電機(jī)，運(yùn)行時噪聲較小，不會對室內(nèi)環(huán)境造成明顯的干擾。缺點(diǎn)：空氣品質(zhì)相對較差：由于風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)主要是對室內(nèi)空氣進(jìn)行循環(huán)處理，雖然有新風(fēng)系統(tǒng)補(bǔ)充新鮮空氣，但如果新風(fēng)量不足或新風(fēng)處理不當(dāng)，可能會導(dǎo)致室內(nèi)空氣品質(zhì)下降。維護(hù)工作量大：風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組需要定期進(jìn)行清洗和維護(hù)，以保證其正常運(yùn)行和良好的換熱效果。風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)適用于以下場合：辦公室：辦公室的人員密度相對較大，對室內(nèi)溫度和空氣品質(zhì)有一定的要求。風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)可以根據(jù)不同辦公室的使用情況進(jìn)行獨(dú)立控制，滿足辦公人員的個性化需求，同時提供新鮮空氣，保證室內(nèi)空氣品質(zhì)。酒店客房：酒店客房需要為客人提供舒適的居住環(huán)境，風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)每個客房的獨(dú)立溫度調(diào)節(jié)，滿足客人的不同需求。同時，新風(fēng)系統(tǒng)可以保證客房內(nèi)的空氣清新，提高客人的居住舒適度。小型商業(yè)場所：如小型商店、美容院等，這些場所的面積較小，負(fù)荷變化較大。風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)可以根據(jù)場所的實(shí)際負(fù)荷情況進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，節(jié)能效果明顯，同時也能滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求。5.簡述熱水供暖系統(tǒng)中膨脹水箱的作用和分類。膨脹水箱在熱水供暖系統(tǒng)中具有以下作用：容納系統(tǒng)水的膨脹量：在熱水供暖系統(tǒng)中，當(dāng)水被加熱時，體積會膨脹。膨脹水箱可以容納這部分膨脹的水量，防止系統(tǒng)因水的膨脹而超壓，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。定壓：膨脹水箱可以為熱水供暖系統(tǒng)提供恒定的壓力，使系統(tǒng)內(nèi)的水始終充滿管道，避免系統(tǒng)出現(xiàn)汽化和倒空現(xiàn)象，保證系統(tǒng)的正常循環(huán)。補(bǔ)水：當(dāng)系統(tǒng)因泄漏等原因?qū)е滤繙p少時，膨脹水箱可以向系統(tǒng)補(bǔ)充水，維持系統(tǒng)的正常水位。膨脹水箱的分類如下：開式膨脹水箱：開式膨脹水箱與大氣相通，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、造價低，安裝和維護(hù)方便。但開式膨脹水箱中的水容易與空氣接觸，導(dǎo)致水中溶解氧增加，加速管道和設(shè)備的腐蝕。開式膨脹水箱一般適用于小型熱水供暖系統(tǒng)。閉式膨脹水箱：閉式膨脹水箱不與大氣相通，而是通過一個彈性隔膜或氣囊將水和空氣隔開。閉式膨脹水箱可以有效地防止水中溶解氧的增加，減少管道和設(shè)備的腐蝕。同時，閉式膨脹水箱可以承受一定的壓力，適用于高層建筑和大型熱水供暖系統(tǒng)。三、計算題（每題25分，共75分）1.某空調(diào)系統(tǒng)，已知室內(nèi)空氣狀態(tài)為干球溫度$t_{n}=26^{\circ}C$，相對濕度$\varphi_{n}=60\%$，室外空氣狀態(tài)為干球溫度$t_{w}=35^{\circ}C$，相對濕度$\varphi_{w}=70\%$，室內(nèi)冷負(fù)荷$Q=50kW$，濕負(fù)荷$W=10g/s$，新風(fēng)量$L_{w}=1000m^{3}/h$，采用一次回風(fēng)系統(tǒng)，試求：（1）室內(nèi)外空氣的焓、含濕量和露點(diǎn)溫度；（2）回風(fēng)量$L_{r}$；（3）混合狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)。解：（1）根據(jù)焓濕圖或相關(guān)公式計算室內(nèi)外空氣的參數(shù)：室內(nèi)空氣參數(shù)：已知$t_{n}=26^{\circ}C$，$\varphi_{n}=60\%$，查焓濕圖可得：室內(nèi)空氣的焓$h_{n}=58kJ/kg$，含濕量$d_{n}=12g/kg$，露點(diǎn)溫度$t_{d,n}=18.5^{\circ}C$。室外空氣參數(shù)：已知$t_{w}=35^{\circ}C$，$\varphi_{w}=70\%$，查焓濕圖可得：室外空氣的焓$h_{w}=90kJ/kg$，含濕量$d_{w}=28g/kg$，露點(diǎn)溫度$t_{d,w}=30^{\circ}C$。（2）計算回風(fēng)量$L_{r}$：首先將新風(fēng)量$L_{w}=1000m^{3}/h$換算成質(zhì)量流量$m_{w}$。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，空氣的密度$\rho=1.2kg/m^{3}$，則$m_{w}=\frac{1000\times1.2}{3600}=0.333kg/s$。根據(jù)濕平衡方程$m_{w}(d_{w}d_{n})+m_{r}(d_{n}d_{n})=W$（其中$m_{r}$為回風(fēng)量的質(zhì)量流量），可得$m_{w}(d_{w}d_{n})=W$，則$m_{r}=\frac{Qm_{w}(h_{w}h_{n})}{h_{n}h_{l}}$（這里假設(shè)經(jīng)過處理后送入室內(nèi)的空氣焓為$h_{l}$，先不考慮具體計算其值，根據(jù)熱平衡方程）。由熱平衡方程$Q=m_{w}(h_{w}h_{n})+m_{r}(h_{n}h_{l})$，又因?yàn)?W=m_{w}(d_{w}d_{n})+m_{r}(d_{n}d_{n})$，且$m_{w}$已知，$Q$、$W$已知，可先根據(jù)濕平衡求出關(guān)系。由$W=m_{w}(d_{w}d_{n})+m_{r}(d_{n}d_{n})$可知$W=m_{w}(d_{w}d_{n})$不成立，正確的熱平衡方程$Q=m_{w}(h_{w}h_{n})+m_{r}(h_{n}h_{s})$（$h_{s}$為混合后經(jīng)處理送入室內(nèi)空氣焓），濕平衡方程$W=m_{w}(d_{w}d_{n})+m_{r}(d_{n}d_{s})$（$d_{s}$為混合后經(jīng)處理送入室內(nèi)空氣含濕量）。先根據(jù)熱平衡：$Q=m_{w}(h_{w}h_{n})+m_{r}(h_{n}h_{s})$，變形可得$m_{r}=\frac{Qm_{w}(h_{w}h_{n})}{h_{n}h_{s}}$。假設(shè)處理后送入室內(nèi)空氣狀態(tài)滿足要求，先根據(jù)濕平衡方程$W=m_{w}(d_{w}d_{n})+m_{r}(d_{n}d_{s})$，由于是一次回風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)混合后經(jīng)處理送入室內(nèi)空氣含濕量滿足室內(nèi)要求$d_{s}=d_{n}$，則$W=m_{w}(d_{w}d_{n})$不成立，正確的是$W=m_{w}(d_{w}d_{n})+(m_{r}+m_{w})(d_{n}d_{s})$，因?yàn)?d_{s}=d_{n}$，所以$W=m_{w}(d_{w}d_{n})$不適用，根據(jù)熱平衡$Q=m_{w}(h_{w}h_{n})+m_{r}(h_{n}h_{s})$，設(shè)處理后送入室內(nèi)空氣焓$h_{s}=45kJ/kg$（假設(shè)值，可通過更精確計算得出，這里簡化計算）。$m_{r}=\frac{Qm_{w}(h_{w}h_{n})}{h_{n}h_{s}}=\frac{500.333\times(9058)}{5845}=\frac{500.333\times32}{13}=\frac{5010.66}{13}=\frac{39.34}{13}=3.026kg/s$。回風(fēng)量$L_{r}=\frac{m_{r}}{\rho}\times3600=\frac{3.026}{1.2}\times3600=9078m^{3}/h$。（3）計算混合狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)：混合狀態(tài)點(diǎn)的質(zhì)量流量$m=m_{w}+m_{r}=0.333+3.026=3.359kg/s$?；旌蠣顟B(tài)點(diǎn)的焓$h_{m}=\frac{m_{w}h_{w}+m_{r}h_{n}}{m}=\frac{0.333\times90+3.026\times58}{3.359}=\frac{29.97+175.51}{3.359}=\frac{205.48}{3.359}=61.17kJ/kg$。混合狀態(tài)點(diǎn)的含濕量$d_{m}=\frac{m_{w}d_{w}+m_{r}d_{n}}{m}=\frac{0.333\times28+3.026\times12}{3.359}=\frac{9.324+36.312}{3.359}=\frac{45.636}{3.359}=13.59g/kg$。2.一臺制冷量為$100kW$的蒸汽壓縮式制冷機(jī)，制冷劑為R22，蒸發(fā)溫度$t_{0}=10^{\circ}C$，冷凝溫度$t_{k}=40^{\circ}C$，試求：（1）制冷劑的循環(huán)流量；（2）壓縮機(jī)的耗功率；（3）制冷系數(shù)。解：（1）首先根據(jù)R22的壓焓圖或相關(guān)物性表查得：在蒸發(fā)溫度$t_{0}=10^{\circ}C$時，制冷劑的比焓$h_{1}=400kJ/kg$；在冷凝溫度$t_{k}=40^{\circ}C$時，制冷劑的比焓$h_{2}=440kJ/kg$，節(jié)流后制冷劑的比焓$h_{3}=h_{4}=240kJ/kg$（節(jié)流過程焓不變）。制冷劑的單位制冷量$q_{0}=h_{1}h_{4}=400240=160kJ/kg$。已知制冷量$Q_{0}=100kW$，根據(jù)制冷劑的循環(huán)流量公式$m=\frac{Q_{0}}{q_{0}}$，可得制冷劑的循環(huán)流量$m=\frac{100}{160}=0.625kg/s$。（2）壓縮機(jī)的耗功率$P$：壓縮機(jī)的單位耗功率$w=h_{2}h_{1}=440400=40kJ/kg$。則壓縮機(jī)的耗功率$P=m\timesw=0.625\times40=25kW$。（3）制冷系數(shù)$\varepsilon$：制冷系數(shù)$\varepsilon=\frac{q_{0}}{w}=\frac{h_{1}h_{4}}{h_{2}h_{1}}=\frac{160}{40}=4$。3.某熱水供暖系統(tǒng)，供暖面積$F=10000m^{2}$，室內(nèi)設(shè)計溫度$t_{n}=18^{\circ}C$，室外設(shè)計溫度$t_{w}=10^{\circ}C$，供暖熱指標(biāo)$q=60W/m^{2}$，熱水供回水溫度為$95^{\circ}C/70^{\circ}C$，試求：（1）供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷；（2）熱水的循環(huán)流量；（3）如果采用質(zhì)調(diào)節(jié)，當(dāng)室外溫度$t_{w}'=5^{\circ}C$時，熱水的供回水溫度。解：（1）供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷$Q$：根據(jù)供暖熱指標(biāo)的定義，供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷$Q=qF$，已知$q=60W/m^{2}$，$F=10000m^{2}$，則$Q=60\times10000=600000W=600kW$。（2）熱水的循環(huán)流量$G$：根據(jù)熱平衡方程$Q=Gc(t_{g}t_{h})$，其中$c=4.187kJ/(kg\cdot^{\circ}C)$為水的比熱容，$t_{g}=95^{\circ}C$為供水溫度，$t_{h}=70^{\circ}C$為回水溫度。變形可得$G=\frac{Q}{c(t_{g}t_{h})}=\frac{600}{4.187\times(9570)}=\frac{600}{4.187\times25}=\frac{600}{104.675}=5.73kg/s$。（3）采用質(zhì)調(diào)節(jié)時，根據(jù)質(zhì)調(diào)節(jié)公式：相對熱負(fù)荷比$Q'/Q=\frac{t_{n}t_{w}'}{t_{n}t_{w}}$，當(dāng)$t_{w}'=5^{\circ}C$時，$Q'/Q=\frac{18(5)}{18(10)}=\frac{23}{28}\approx0.821$。對于質(zhì)調(diào)節(jié)，有$\fr