2010年度注册公用设备工程师

1.地处严寒地区A区的某10层矩形办公楼（正南北朝向，平屋顶），其外围护结构平面几何尺寸为57.6m×14.4m，每层层高均为3.1m，其中南向外窗面积最大（其外窗面积为604.8m²），问该朝向的外窗及外墙的传热系数[W/（m²·K）]应是何项？

（A）K_窗≤2.8，K_墙≤0.45 （B）K_窗≤1.7，K_墙≤0.40

（C）K_窗≤2.5，K_墙≤0.45 （D）应进行权衡判断

答案：[C]

主要解答过程：

建筑体积：V=57.6×14.4×（10×3.1）=25712.64（m³）

建筑表面积：S=（57.6+14.4）×2×（10×3.1）+57.6×14.4=5293.44（m²）

体形系数：n=S/V=0.206＜0.4，因此不需要进行权衡判断

南外窗窗墙比：m=604.8/（57.6×3.1×10）=0.34

根据《公建节能》表4.2.2-1，查得：K_窗≤2.5，K_墙≤0.45

2.某低温热水地板辐射采暖系统，设计供回水温度为50℃/40℃，系统工作压力P_D=0.4MPa，某一环路所承担的热负荷为2000W。说法正确的应是下列哪一项？并列出判断过程。

（A）采用公称外径为De40的PP-R管，符合规范规定

（B）采用公称外径为De32的PP-R管，符合规范规定

（C）采用公称外径为De20的PP-R管，符合规范规定

（D）采用公称外径为De20的PP-R管，不符合规范规定

答案：[D]

主要解答过程：

根据：2000W=cmΔt，m=2000W/（4.18×10℃）=172.25kg/h

根据《地暖规》（JGJ26—2010）附录B表B.1.3可知，0.4MPa条件下De20的PP-R管壁厚为2mm，即内径为16mm。

因此管内流速：因此，根据第3.5.6条，不符合规范要求。

3.某办公建筑设计采用散热器采暖系统，总热负荷为2100kW，供回水温度为80℃/60℃，系统主干线总长950m，如果选用直联方式的循环水泵时，与水泵设计工况点的轴功率接近的应是下列哪一项？

（A）不应大于4.0kW （B）不应大于5.5kW

（C）不应大于1.5kW （D）不应大于11kW

答案：[D]

主要解答过程：

根据《公建节能》第5.2.8条

4.严寒地区某住宅小区，有一冬季供暖用热水锅炉房，容量为140MW，原供暖范围为200万m²的既有住宅，经对既有住宅进行围护结构节能改造后，供暖热指标降至48W/m²。试问，既有住宅改造后，该锅炉房还可负担新建住宅供暖的面积应是下列何项？（锅炉房自用负荷可忽略不计，管网为直埋，散热损失附加系数为0.10；新建住宅供暖热指标为40W/m²）

（A）（90～95）×10⁴m² （B）（96～100）×10⁴m²

（C）（101～105）×10⁴m² （D）（106～115）×10⁴m²

答案：[B]

主要解答过程：

注意，本题需默认改造建筑热指标的48W/m²已包括管网热损失，否则无可选答案。

既有住宅改造后所需总负荷：Q₀=200×10⁴×48=96（MW）

节约容量：ΔQ=140MW-Q₀=44MW

可负担新建住宅面积：S=ΔQ/[40W/m²×（1+10%）]=100×10⁴m²

5.某酒店采用太阳能+电辅助加热的中央热水系统。已知：全年日平均用热负荷为2600kWh，该地可用太阳能的天数为290天，同时，其日辅助电加热量为日平均用热负荷的30%，其余天数均采用电加热器加热。为了节能，拟采用热泵热水机组取代电加热器，满足使用功能的条件下，机组制热COP=4.60。利用太阳能时，若不计循环热水泵耗电量以及热损失。新方案的年节电量应是下列哪一项？

（A）250000～325000kWh （B）325500～327500kWh

（C）328000～330000kWh （D）330500～332500kWh

答案：[C]

主要解答过程：

全年电热器的总热负荷为：

Q_电=2600kWh×30%×290+（365-290）×2600kWh=421200kWh

若采用热泵机组提供同样热量，所需耗电量：

Q_热泵=Q电/COP=91565kWh

节电量为：

ΔQ=Q_电-Q_热泵=329634.8kWh

6.在一般工业区内（非特定工业区）新建某除尘系统，排气筒的高度为20m，排放的污染物为石英粉尘，排放速度速率均匀，经2h连续测定，标准工况下，排气量为80000m³/h，除尘效率为99%，粉尘收集量为G₁=633.6kg。试问，以下依次列出排气筒的排放速率值，排放浓度值以及达标排放的结论，正确者应为下列哪一项？

（A）3.0kg/h，60mg/m³，达标排放 （B）3.1kg/h，80mg/m³，排放不达标

（C）3.0kg/h，40mg/m³，达标排放 （D）3.2kg/h，40mg/m³，排放不达标

答案：[D]

主要解答过程：

查《环境空气质量标准》（GB 3059—1996），非特定工业区的排放标准为二级。

排气2h排含尘量为G₁/99=6.4kg，则排放速率为6.4kg/2h=3.2kg/h

排放浓度为（3.2kg/h）/80000m³/h=40mg/m³

根据《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）表2，查得石英粉尘的最高允许排放浓度为60mg/m³，允许排放速率为3.1kg/h。故排放浓度达标，但排放速率不达标，总体不达标。

7.某房间采用机械通风与空调相结合的方式排除室内余热。已知，室内余热量为10kW，设计室温为28℃，空调机的COP=4-0.005×（t_w-35）（kW/kW），其中t_w为室外空气温度，单位为℃；机械通风系统可根据室外气温调节风量以保证室温，风机功率为1.5kW/（m³/s），问采用机械通风与空调的切换温度（室外为标准大气压，空气密度取1.2kg/m³）应为下列哪一项？

（A）19.5～21.5°C （B）21.6～23.5°C （C）23.6～25.5°C （D）25.6～27.5°C

答案：[B]

主要解答过程：

本题为过渡季根据室外条件切换自然通风与空调系统以达到节能的目的，只需求出系统切换点的室外空气温度。注意题干中“风机功率为1.5kW/（m³/s）”的单位，意思是单位风量风机耗功率。

设通风与空调能耗相同时室外温度为t_w，有：

解得：t_w=22.98℃

8.某厂房利用热压进行自然通风。厂房高度H=12m，排风天窗中心距地面高度h=10m，天窗的局部阻力系数ξ=4。已知：厂房内散热均匀，散热量为100W/m³，厂房工作区的温度t_n=25℃，当天窗的空气平均流速为v=1.1m/s时，天窗窗口压力损失为下列哪一项（当地为标准大气压）？

（A）2.50～2.60Pa （B）2.70～2.80Pa （C）2.85～3.10Pa （D）3.20～3.30Pa

答案：[B]

主要解答过程：

根据《教材（第三版）》P181表2.3-3查得温度梯度α=1.5℃/m。根据公式（2.3-17）

t_p=t_n+α（h-2）=25+1.5×（10-2）=37（℃）

ρ_p=353/（273+37）=1.139（kg/m³）

根据P183公式（2.3-21）

Δp=ζ（ρ_pv²/2）=2.76Pa

9.某金属熔化炉，炉内金属温度为650℃，环境温度为30℃，炉口直径为0.65m，散热面为

水平面，于炉口上方1.0m处设圆形接受罩，接受罩的直径为下列哪一项？

（A）0.65～1.0m （B）1.01～1.30m （C）1.31～1.60m （D）1.61～1.90m

答案：[D]

主要解答过程：

根据《教材（第三版）》P198，，故为高悬罩。

根据公式（2.4-23）及公式（2.4-30）得：

D=D_Z+0.8H=0.36H+B+0.8H=1.81m

10.某有害气体流量为3000m³/h，其中有害物成分的浓度为5.25ppm，克摩尔数M=64，采用固定床活性炭吸附装置净化该有害气体，设平衡吸附量为0.15kg/kg，炭吸附效率为95%，一次装活性炭量为80kg，则连续有效使用时间为下列哪一项？

（A）200～225h （B）226～250h （C）251～270h （D）271～290h

答案：[D]

主要解答过程：

根据《教材（第三版）》P229公式（2.6-1）

Y=CM/22.4=5.25×64/22.4=15（mg/m³）

根据吸附过程质量守恒：

3000m³/h×15mg/m³×10^-6×95%×t=80kg×0.15kg/kg_炭

解得：t=280.7h

注意：活性炭吸附为案例常考点，原理及公式较为固定，为送分题，务必熟练掌握。此外《教材（第二版）》P220例题印刷错误，公式漏乘200h，注意鉴别。

11.某两级除尘器串联，已知粉尘的初始浓度为15g/m³，排风标准为30mg/m³，第一级除尘器效率85%，求第二级除尘器的效率至少应为下列哪一项？

（A）82.5%～85% （B）86.5%～90% （C）91.5%～95.5% （D）96.5%～99.5%

答案：[D]

主要解答过程：

两级除尘器的总效率为：

解得：η₂=98.7%

12.I类地区的某办公楼的全空气空调系统，空调送风温度为19℃，风管材料为镀锌钢板，风管处于室内非空调区（空气温度为31℃），采用导热系数为0.0377W/（m·K）的离心玻璃棉保温（不计导热系数的温度修正）。问，满足空调风管热阻的玻璃棉板保温层厚度为下列哪一项？

（A）26～30mm （B）31～36mm （C）36～40mm （D）41～45mm

答案：[A]

主要解答过程：

首先根据《暖规》附录J表J.0.1-3，I类地区，常规空气调节系统，离心玻璃棉保温保温材料的最小厚度为30mm。

再根据《公建节能》第5.3.29条验算，一般空调系统绝热层最小热阻为0.74m²·K/W，由于不考虑导热系数温度修正，则：

δ=Rλ=（0.74×0.0377）m=0.0279m=27.9mm

取两者较大值即为30mm。

13.某车间的内区室内空气设计计算参数：干球温度为20℃，相对湿度为60%，湿负荷为零，交付运行后，发热设备减少了，实际室内空调冷负荷比设计时减少了30%，在送风量和送风状态不变（送风相对湿度为90%）的情况下，室内空气状态应是下列哪一项？（工程所在地为标准大气压，计算时不考虑维护结构的传热）

（A）16.5～17.5℃，相对湿度68%～70%

（B）18.0～18.9℃，相对湿度65%～68%

（C）37.5～38.5kJ/kg_干空气、含湿量为8.9～9.1g/kg_干空气

（D）42.9～43.1kJ/kg_干空气、含湿量为7.5～8.0g/kg_干空气

答案：[B]

主要解答过程：

查h-d图得：h_n=42.36kJ/kg，由于没有湿负荷，过室内点的等含湿量线与90%相对湿度线

交点即为送风状态点，查得：h_o=35.7kJ/kg(www.xing528.com)

减少30%后单位送风量承担的室内负荷为：

Q_n′=（1-30%）×（h_n-h_o）=4.66kJ/kg

此时室内焓值：

h_n′=h_o+4.66kJ/kg=40.36kJ/kg

查h-d图得：t_n′=18.3℃，φ=67.5%

14.某空调区域空气计算参数：室温为28℃，相对湿度为55%。室内仅有显热冷负荷8kW。工艺要求采用直流式、送风温差为8℃的空调系统。该系统的设计冷量应为下列何值？（标准大气压，室外计算温度34℃，相对湿度75%）

（A）35～39kW （B）40～44kW

（C）45～49kW （D）50～54kW

答案：[C]

主要解答过程：

由于仅有显热负荷，总送风量：G=8kW/cΔt=0.99kg/s

查h-d图得：h_w=100.2kJ/kg，h_O=53.2kJ/kg

因此系统的设计冷量为：

L=G（h_w-h_O）=46.5kW

15.标准大气压下，空气从状态A（t_A=5℃，φ_A=80%）依次经表面式加热器和干蒸汽加湿器处理到状态点B（t_B=80kJ/kg，φ_B=50%），要求直接查h-d图，求出该空气状态处理过程中，单位质量空气经表面加热器的加热量应该接近下列何项？并以h-d图绘制出处理过程。

（A）64.1kJ/kg （B）40.1kJ/kg

（C）33.8kJ/kg （D）30.3kJ/kg

答案：[D]

主要解答过程：

h-d图如右图所示，AC过程为等湿加热过程，CB过程为等温加湿过程

查h-d图得：h_C=46kJ/kg，h_A=15.9kJ/kg

因此加热量为：Δh=h_C-h_A=30.1kJ/kg

16.已知某地夏季室外设计计算参数：干球温度为35℃，湿球温度为28℃（标准大气压）。需设计直流全新风系统，风量为1000m³/h（空气密度取1.2kg/m³）。要求提供新风的参数为：干球温度为15℃，相对湿度为30%，试问，采用一级冷却除湿（处理到相对湿度为95%，焓降为45kJ/kg_干空气）+转轮除湿（冷凝水带走热量忽略不计）+二级冷却方案，符合要求的除湿器后空气温度最接近下列哪一项？查h-d图，并绘制出全部处理过程。

（A）15℃ （B）16℃

（C）34℃ （D）36℃

答案：[D]

主要解答过程：

根据《09技措》P125，知转轮除湿过程近似认为是等焓升温过程，处理过程线如右图所示：AB为一级冷却除湿，BC为转轮除湿，等焓过程，CD为二级冷却过程。过D点做等含湿量线与过B点的等焓线的交点即为除湿器后的状态点，查h-d图得：t_C=36.5℃。

17.已知室内设计参数为：t_n=23℃，φ_n=60%，室外参数为：t_w=35℃，h_w=92.2kJ/kg，新风比为15%，夏季室内余热量为Q=4.89kW，余湿量为0，送风温差为4℃，采用一次回风系统，机器露点的相对湿度取90%，不计风机和管道的温升。试求，夏季所需送风量（kg/s）和系统所需的冷量（kW）应为下列何项？（注：空气为标准大气压）

（A）1.10～1.30kg/s，11～14kW （B）1.10～1.30kg/s，14.5～18kW

（C）0.7～0.9kg/s，7～9kW （D）0.7～0.9kg/s，9.1～11kW

答案：[B]

主要解答过程：

查h-d图得：h_n=50kJ/kg，h_w=92.2kJ/kg，机器露点h_L=43.4kJ/kg

则混合状态点焓值：h_C=（1-15%）h_n+15%h_w=56.33kJ/kg

总送风量G=Q/cΔt=4.89/（1.01×4）=1.21（kg/s）

系统所需冷量：Q=G（h_C-h_L）=15.65kW

18.某采用压差旁通控制的空调冷水系统如左图所示，两台冷水泵规格型号相同，水泵流量和扬程曲线如右图所示，两台冷水泵同时运行时，有关管段的流量和压力损失见下表。问：当1号泵单独运行时，测得AB管段、GH管段的压力损失均为4.27kPa。则水泵的流量和扬程最接近下列哪一项？并列出判断计算过程。

（A）流量300m³/h，扬程320kPa （B）流量320m³/h，扬程310kPa

（C）流量338m³/h，扬程300kPa （D）流量300m³/h，扬程293kPa

答案：[B]

主要解答过程：

对于AB管段，管网阻力数S_AB不变。

两台水泵运行时：P_AB=S_ABQ_AB²

单台水泵运行时：P′_AB=S_ABQ′_AB2

两式相比可得：解得：Q′_AB=320m³/h，即为水泵流量，查右图得：扬程H=310kPa。

19.如图所示为A建筑、B建筑处于夏季典型设计日全天工作的冷负荷逐时分布图（横坐标为工作时刻，纵坐标为冷负荷）。设各建筑的冷水机组装机容量分别为Q_A、Q_B，各建筑典型设计日的总耗冷量（kWh）分别为E_A、E_B。说法正确的是下列哪一项？并写出判断过程。

（A）Q_A＞Q_B且E_A＞E_B

（B）Q_A＞Q_B且E_A=E_B

（C）Q_A＞Q_B且E_A＜E_B

（D）Q_A=Q_B且E_A=E_B

答案：[B]

主要解答过程：

根据《暖规》第7.1.5条，冷水机组装机容量应该以设计计算负荷选定，不另作附加。

故：Q_A=1600kW，Q_B=1200kW，Q_A＞Q_B

而E_A=（200+400+800+1200+1400+1600+1200+800）kW×1h=7600kWh

E_B=（200+400+600+800+1000+1200+1200+1000+800+400）kW×1h=7600kWh

所以：E_A=E_B

20.某建筑空调采用地埋管地源热泵，设计参数为：制冷量2000kW。全年空调制冷当量满负荷运行时间为1000h，制热量为2500kW，全年空调供热当量满负荷运行时间为800h，设热泵机组的制冷、制热的能效比全年均为5.0，辅助冷却塔的冷却能力不随负荷变化，不计水泵等的附加散热量。问要维持土壤全年自身热平衡（不考虑土壤与外界的换热），以下措施正确的应是哪一项？

（A）设置全年冷却能力为800000kW/h的辅助冷却塔

（B）设置全年冷却能力为400000kW/h的辅助冷却塔

（C）设置全年加热能力为400000kW/h的辅助供热设备

（D）系统已能实现保持土壤全年热平衡，不需设置任何辅助设备

答案：[A]

主要解答过程：

冷负荷：Q_冷=2000kW×1000h=2×10⁶kWh；热负荷：Q_热=2500kW×800h=2×10⁶kWh

夏季排热量：Q_夏=Q_冷×（1+1/COP）；冬季吸热量：Q_冬=Q_热×（1-1/COP）

故需附加散热量：ΔQ=Q_夏-Q_冬=800000kWh

21.某带经济器的螺杆式压缩式制冷机组，制冷剂为R22。制冷剂质量流量的比值M_R1∶M_R2=6∶1，如图所示为系统组成和理论循环，点1为蒸发器出口状态，该循环状态点3的焓值为下列哪一项？（注：各点比焓见下表）

（A）403～410kJ/kg （B）419～422kJ/kg （C）424～427kJ/kg （D）428～431kJ/kg

答案：[C]

主要解答过程：

3点为9点和2点的混合状态点，由能量守恒：

（M_R1+M_R2）h₃=M_R1h₂+M_R2h₉

解得：h₃=426.1kJ/kg

22.接上题，该循环的理论制冷系数COP接近下列何项？

（A）6.34 （B）5.48 （C）5.16 （D）4.83

答案：[D]

主要解答过程：

由经济器的能量守恒：（h₆=h₈）

（M_R1+M_R2）h₅=M_R1h₆+M_R2h₉

解得：h₈=h₆=238.06kJ/kg

制冷量：Q_V=（h₁-h₈）M_R1

耗功率：W=M_R1（h₂-h₁）+（M_R1+M_R2）（h₄-h₃）

23.某空气源热泵机组冬季室外换热器通风干球温度为7℃，焓值为18.09kJ/kg，出风干球温度为2℃，焓值为9.74kJ/kg，当室外通风干球温度为-5℃，焓值为-0.91kJ/kg，出风干球温度为-10℃，焓值-7.4kJ/kg时，略去融霜因素，且设环境为标准大气压（0℃空气密度为1.293kg/m³），室外换热器空气体积流量保持不变，冷凝器换热变化比例与蒸发器吸热变化比例相同，试求机组制热量的降低比例接近下列哪一项？（A）10% （B）15% （C）18% （D）22%

答案：[C]

主要解答过程：

本题有争议，作者认为题干“室外换热器空气体积流量保持不变”应为机器入口体积流量不变，因为空气经过蒸发器的过程温度不断变化，空气体积流量无法保持不变，但由于质量守恒，质量流量保持不变。

ρ₇=353/（273+7）=1.2607（kg/m³），ρ_-5=353/（273-5）=1.317（kg/m³）

Q₁=Vρ₇×（18.09-9.74）=10.527V，Q₂=Vρ_-5×[-0.91-（-7.43）]=8.588V

由于冷凝器换热变化比例与蒸发器吸热变化比例相同，制热量降低比率为：

η=（Q₁-Q₂）/Q₁=18.4%

24.有一批鲜鱼（20kg/盘）需要在某冷库的冻结间进行冷加工，该冻结间设有吊轨，吊轨有效长度为50m，货物的加工时间为2h，该冻结间每日的冷加工能力应是下列哪一项？

（A）240～250t （B）285～295t （C）300～305t （D）310～315t

答案：[B]

主要解答过程：

根据《教材（第二版）》P618表4.7-17注，20kg/盘的鱼为486kg/m（该条第三版教材已删除）。再根据《冷库规》（GB50072—2010）第6.2.1条

25.某一单层丙类厂房设置有室内消火栓，该厂房层高为12m，当水枪的上倾角为45°时，满足规范规定的水枪的充实水柱长度应为下列何值？

（A）6～8m （B）9～11m （C）12～14m （D）15～17m

答案：[D]

主要解答过程：

根据《教材（第二版）》P732公式（5.3-3）（消防章节第三版教材已删除）