2025年注冊(cè)公用設(shè)備工程師考試案例分析沖刺試卷：備考利器考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、某辦公建筑采用風(fēng)機(jī)盤管+全空氣系統(tǒng)的空調(diào)方案。建筑總建筑面積為20000㎡，空調(diào)面積為18000㎡。設(shè)計(jì)日最高溫度為35℃，相對(duì)濕度為70%，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度為26℃，相對(duì)濕度為50%?？照{(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量為每小時(shí)2次。冷源采用冷水機(jī)組，冷水進(jìn)/出水溫度為7/12℃。熱源采用熱水鍋爐，熱水進(jìn)/出水溫度為80/60℃。已知該建筑空調(diào)負(fù)荷計(jì)算總冷負(fù)荷為5500kW，總熱負(fù)荷為3000kW，年運(yùn)行時(shí)間按2400小時(shí)計(jì)。試計(jì)算：1.該建筑每小時(shí)所需的新風(fēng)量（m3/h）。2.若冷水機(jī)組季節(jié)能效比（EER）為5.0，計(jì)算該空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)日高峰時(shí)刻所需冷水量（kW）及相應(yīng)的水泵軸功率（kW）（假設(shè)水泵效率為75%，水系統(tǒng)總傳熱系數(shù)為800W/(m2·K)，冷水循環(huán)水量按所需冷量計(jì)算）。3.若采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，假設(shè)風(fēng)機(jī)盤管負(fù)擔(dān)80%的冷負(fù)荷，且其顯冷系數(shù)為3.5，計(jì)算所需風(fēng)機(jī)盤管的總冷量和總風(fēng)量（風(fēng)量按冷量換算，不考慮新風(fēng)負(fù)擔(dān)）。二、某城市給水管網(wǎng)某段發(fā)生爆管事故，導(dǎo)致下游某水廠出水壓力下降。水廠設(shè)計(jì)流量為120m3/h，正常工作時(shí)出水壓力為300kPa。事故發(fā)生導(dǎo)致出水壓力下降至250kPa。管網(wǎng)中存在兩臺(tái)相同的離心泵（型號(hào)為100WF50），單臺(tái)泵銘牌流量為80m3/h，揚(yáng)程為350kPa，額定轉(zhuǎn)速為1450r/min。管網(wǎng)系統(tǒng)阻力系數(shù)為15kPa/(m3/h)2。試計(jì)算：1.事故發(fā)生前，若僅靠一臺(tái)泵運(yùn)行供水，其工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的管網(wǎng)阻力是多少？2.事故發(fā)生導(dǎo)致水廠出水壓力下降，假設(shè)此時(shí)水廠仍需要維持80m3/h的設(shè)計(jì)流量，試計(jì)算（定性描述或定量計(jì)算均可）需要啟動(dòng)第二臺(tái)泵運(yùn)行后，兩臺(tái)泵聯(lián)合運(yùn)行的工作點(diǎn)大致位于何處（需說(shuō)明總揚(yáng)程、總流量范圍，并分析兩泵是否在高效區(qū)運(yùn)行）？3.若管網(wǎng)末端用戶要求最低服務(wù)水頭為200kPa，事故后水廠出水壓力降至250kPa，不考慮水塔或高地水池調(diào)節(jié)，僅通過(guò)調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速，能否滿足末端用戶最低服務(wù)水頭要求？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。三、某賓館采用一套容積為500m3的消防水池作為生活消防合用儲(chǔ)水設(shè)施。設(shè)計(jì)規(guī)范要求消防儲(chǔ)水量為360m3，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按2小時(shí)計(jì)算。生活用水量標(biāo)準(zhǔn)為100L/(人·d)，賓館共有客房300間，平均每間入住人數(shù)為2人。消防水池進(jìn)水管設(shè)計(jì)流量為20L/s，出水管（消防和生活合并）最大時(shí)流量為150L/s。水池最低水位至最高水位的有效容積為480m3。試計(jì)算：1.該賓館的生活日用水量（m3/d）。2.若消防水池僅靠進(jìn)水管進(jìn)水，不考慮其他補(bǔ)水途徑，在滿足消防儲(chǔ)水量的前提下，消防水池需要放空多少時(shí)間才能滿足生活用水需求（小時(shí)）？3.分析該消防水池的設(shè)計(jì)是否存在不足之處？請(qǐng)指出并說(shuō)明原因。四、某工業(yè)車間需設(shè)置一套全排風(fēng)系統(tǒng)，排除含有粉塵的含塵氣體。車間體積為2000m3，要求換氣次數(shù)為6次/小時(shí)。含塵氣體溫度為40℃，相對(duì)濕度為60%，密度為0.6kg/m3，粉塵粒徑主要分布在10-50μm范圍內(nèi)。排風(fēng)系統(tǒng)采用管徑為400mm的鍍鋅鋼板風(fēng)管，管內(nèi)空氣流速設(shè)計(jì)為15m/s。試計(jì)算：1.該排風(fēng)系統(tǒng)的總排風(fēng)量（m3/h）。2.若選用高效袋式除塵器處理該含塵氣體，請(qǐng)簡(jiǎn)述袋式除塵器的工作原理。3.在選擇袋式除塵器濾料時(shí)，應(yīng)主要考慮哪些因素？針對(duì)本案例中的粉塵特性，濾料選擇應(yīng)側(cè)重于哪些方面？五、某建筑采用鍋爐房提供熱源，鍋爐房?jī)?nèi)安裝有兩臺(tái)相同的燃?xì)鉄崴仩t（型號(hào)：WNS4-1.25-Q），單臺(tái)鍋爐額定產(chǎn)熱量為4100kW，額定供回水溫度為130/70℃。某日，建筑內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，最大總熱負(fù)荷為8000kW。鍋爐房?jī)?nèi)設(shè)置有自動(dòng)控制系統(tǒng)，能根據(jù)負(fù)荷變化自動(dòng)啟停鍋爐和調(diào)節(jié)燃燒。試計(jì)算：1.若兩臺(tái)鍋爐同時(shí)運(yùn)行，總供回水溫度為130/70℃，計(jì)算此時(shí)兩臺(tái)鍋爐的總實(shí)際產(chǎn)熱量（kW）。2.若由于燃燒效率變化或水力平衡問(wèn)題，實(shí)際供回水溫度降為125/65℃，在總熱負(fù)荷8000kW不變的情況下，計(jì)算此時(shí)兩臺(tái)鍋爐運(yùn)行的總實(shí)際產(chǎn)熱量（kW）（假設(shè)鍋爐效率隨供回水溫度變化而線性變化，且效率在130/70℃時(shí)為90%，125/65℃時(shí)為88%）。3.分析在滿足8000kW熱負(fù)荷需求時(shí)，該鍋爐房配置兩臺(tái)鍋爐是否合理？請(qǐng)簡(jiǎn)述理由。試卷答案一、1.新風(fēng)量=空調(diào)面積×換氣次數(shù)=18000㎡×2次/小時(shí)=36000m3/h2.冷量=總冷負(fù)荷=5500kW冷水量=冷量/冷水機(jī)組EER=5500kW/5.0=1100kW水泵軸功率=冷量/(水泵效率×冷水機(jī)組EER)=5500kW/(0.75×5.0)=1466.67kW3.風(fēng)機(jī)盤管總冷量=總冷負(fù)荷×80%=5500kW×80%=4400kW風(fēng)機(jī)盤管總風(fēng)量=總冷量/風(fēng)機(jī)盤管顯冷系數(shù)=4400kW/3.5=1257.14m3/h二、1.事故前單泵工作點(diǎn)阻力=揚(yáng)程-額定轉(zhuǎn)速下泵的揚(yáng)程=350kPa-(350kPa×(80m3/h/80m3/h)2)=350kPa-350kPa=0kPa（假設(shè)系統(tǒng)曲線通過(guò)原點(diǎn)或簡(jiǎn)化計(jì)算）更準(zhǔn)確阻力=揚(yáng)程=阻力系數(shù)×流量2=15kPa/(m3/h)2×(80m3/h)2=9600kPa。此處計(jì)算有誤，應(yīng)為：阻力系數(shù)=系統(tǒng)總阻力/流量2=(350kPa-水泵零流量揚(yáng)程)/(80m3/h)2。假設(shè)水泵零流量揚(yáng)程為350kPa，則阻力系數(shù)為無(wú)限大，不合理。重新設(shè)定：若事故前單泵運(yùn)行在高效區(qū)，假設(shè)流量為60m3/h，此時(shí)揚(yáng)程為320kPa。阻力=揚(yáng)程-(揚(yáng)程×(60/80)2)=320-(320×(0.75)2)=320-180=140kPa。2.兩泵并聯(lián)總流量≈單泵流量之和=80+80=160m3/h（理想情況下，實(shí)際稍小）兩泵并聯(lián)總揚(yáng)程≈單泵在相應(yīng)流量下的揚(yáng)程之和。假設(shè)單泵在80m3/h時(shí)揚(yáng)程為300kPa，在160m3/h時(shí)揚(yáng)程約為0kPa（假設(shè)特性曲線），則并聯(lián)后供水壓力約為0kPa，遠(yuǎn)低于250kPa。假設(shè)特性曲線更平緩，若在150m3/h時(shí)，單泵揚(yáng)程為280kPa，則并聯(lián)后供水壓力約為560kPa。實(shí)際工作點(diǎn)需結(jié)合系統(tǒng)曲線圖確定，但流量應(yīng)在兩泵額定流量之間，揚(yáng)程略低于單泵額定揚(yáng)程。此時(shí)兩泵可能未在高效區(qū)運(yùn)行。3.所需泵的總揚(yáng)程=末梢服務(wù)水頭+管網(wǎng)沿程與局部阻力損失。事故后壓力250kPa，低于200kPa要求。若僅調(diào)轉(zhuǎn)速，需提高揚(yáng)程。假設(shè)管網(wǎng)阻力損失（250kPa對(duì)應(yīng)流量下的損失）為ΔH，則所需總揚(yáng)程為200+ΔH。原系統(tǒng)揚(yáng)程（250kPa對(duì)應(yīng)）為ΔH，若需達(dá)到200+ΔH，則需更高揚(yáng)程。根據(jù)離心泵特性，提高轉(zhuǎn)速可提高揚(yáng)程。因此，通過(guò)調(diào)整泵轉(zhuǎn)速，有可能滿足要求，但需確保調(diào)整后的轉(zhuǎn)速和揚(yáng)程點(diǎn)仍在泵的安全高效運(yùn)行范圍內(nèi)，且供水壓力能穩(wěn)定達(dá)到200kPa。三、1.生活日用水量=賓館人數(shù)×人均用水量=(300間×2人/間)×100L/(人·d)=60000L/d=60m3/d2.消防儲(chǔ)水量=360m3。放空水池補(bǔ)充生活水：時(shí)間=儲(chǔ)水量/生活小時(shí)用水量=360m3/(60m3/d/24h/d)=144小時(shí)3.設(shè)計(jì)不足之處：*進(jìn)水管流量（20L/s）遠(yuǎn)小于生活最大時(shí)流量（150L/s）加上消防流量，無(wú)法滿足生活用水需求。*有效容積（480m3）小于消防儲(chǔ)水量（360m3），無(wú)法滿足消防要求。*未設(shè)置生活用水調(diào)節(jié)池，生活供水無(wú)法保障。四、1.總排風(fēng)量=車間體積×換氣次數(shù)=2000m3×6次/小時(shí)=12000m3/h2.工作原理：含塵氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)進(jìn)入袋式除塵器，氣體穿過(guò)濾料，粉塵被攔截留在濾袋表面，凈化氣體排出。當(dāng)濾袋表面粉塵積累到一定程度時(shí)，通過(guò)控制裝置（如脈沖噴吹）使壓縮空氣噴入，震落濾袋上的粉塵，落入灰斗，凈化后的濾袋重新開始過(guò)濾。3.選擇因素：粉塵粒徑、濃度、溫度、濕度、化學(xué)性質(zhì)、磨琢性等。針對(duì)本案例粉塵10-50μm，應(yīng)選擇過(guò)濾風(fēng)速適中、強(qiáng)度高的濾料。側(cè)重考慮：粉塵的磨琢性（選擇耐磨性好的濾料）、溫度（選擇耐溫濾料）、濕度（考慮防潮、選擇疏水性濾料）、清灰效果（選擇易清灰的濾料結(jié)構(gòu)）。五、1.兩臺(tái)鍋爐同時(shí)運(yùn)行，供回水溫度130/70℃，總實(shí)際產(chǎn)熱量≈兩臺(tái)額定產(chǎn)熱量之和=4100kW+4100kW=8200kW2.供回水溫度125/65℃，效率降為88%，總熱負(fù)荷8000kW：設(shè)兩臺(tái)鍋爐運(yùn)行，總產(chǎn)熱量Q=8000kW平均效率η=[(4100×0.90)+(4100×0.88)]/8200=3690+3608/8200≈0.89總實(shí)際產(chǎn)熱量=總熱負(fù)荷/平均效率=8000kW/0.89≈8989kW。由于單臺(tái)鍋爐效率較低時(shí)，其輸出功率受限，實(shí)際可能無(wú)法達(dá)到8989kW，可能需要根據(jù)單臺(tái)鍋爐低負(fù)荷效率曲線精確計(jì)算或按較低單臺(tái)效率（如0.88）估算，即總產(chǎn)熱量約為4100×0.88+4100×0.88=7224kW。此處按平均效率計(jì)算結(jié)果偏大，實(shí)際應(yīng)以單機(jī)低效工況為準(zhǔn)，約為7224kW。3.配置合理性分析：*額定總熱負(fù)荷：2×4100=8200kW，大于建筑最大熱