建筑多能互补能源系统技术及应用

目录

第1章 绪论 1

1.1 多能互补与建筑节能 1

1.2 现有能源及主要利用技术 2

1.2.1 现有的能源形式 2

1.2.2 建筑新能源的利用技术 3

1.3 多能互补的发展过程 5

参考文献 6

第2章 建筑负荷分析 8

2.1 四川代表城市气候分析 8

2.1.1 严寒、寒冷地区(红原) 8

2.1.2 夏热冬冷地区(成都) 10

2.1.3 温和地区(西昌) 11

2.2 建筑负荷分析 12

2.2.1 居住建筑负荷分析 12

2.2.2 公共建筑负荷分析 13

2.3 实例分析 13

2.3.1 DeST模型建立 13

2.3.2 模拟参数定义 14

2.3.3 建筑冷热负荷模拟及分析 16

参考文献 26

第3章 地埋管地源热泵 27

3.1 地埋管地源热泵概述及特性 27

3.1.1 地埋管地源热泵概述 27

3.1.2 地埋管地源热泵特性 28

3.2 地埋管地源热泵研究与应用现状 29

3.2.1 国外的研究与应用 29

3.2.2 国内的研究与应用 29

3.3 岩土热响应测试设计 30

3.3.1 测试原理 30

3.3.2 测试方案 31

3.3.3 测试方法 32

3.3.4 测试过程 33

3.3.5 岩土热响应测试结果及分析 34

3.3.6 单位孔深地埋管参考换热量 35

3.3.7 岩土温度动态特性模拟 35

3.4 重庆地区地埋管地源热泵社会效益 39

3.4.1 计算相关设定 39

3.4.2 地源热泵在不同功能建筑中的应用效益 41

3.4.3 社会效益指标化 44

3.4.4 社会效益总结分析 48

3.5 案例分析 48

3.5.1 地埋管地源热泵系统RH项目 49

3.5.2 LJ商务中心办公楼冷却塔复合式地源热泵项目 52

3.5.3 LJ节能示范项目冷却塔复合式地源热泵系统 56

参考文献 60

第4章 地表水源热泵 61

4.1 地表水源热泵研究概述 61

4.1.1 背景 61

4.1.2 地表水源热泵发展现状 62

4.2 地表水源热泵应用分析 63

4.2.1 江水源热泵系统技术分析 63

4.2.2 湖水源热泵应用分析 68

4.3 地表水源热泵模型分析 72

4.3.1 能量回收型江水源热泵系统 72

4.3.2 湖水源热泵系统水源侧数学模型 79

4.4 案例分析 82

4.4.1 江水源热泵案例分析 82

4.4.2 湖水源热泵案例分析 83

参考文献 95

第5章 空气源热泵 97

5.1 空气源热泵研究现状及系统概述 97

5.2 空气源热泵机组工作原理 97

5.3 空气源热泵系统形式及特点概述 98

5.3.1 空气源热泵热水系统形式及特点概述 99

5.3.2 空气源热泵供暖系统形式及特点概述 100

5.4 空气源热泵系统应用要点与关键技术 101

5.4.1 空气源热泵热水系统应用要点与关键技术 101

5.4.2 空气源热泵供暖系统应用要点与关键技术 104

5.5 空气源热泵热水系统优化配置与运行 107

5.6 空气源热泵采暖热水系统评价 110

5.6.1 技术性评价 110

5.6.2 经济性评价 110

5.7 实例分析 113

5.7.1 工程概况 113

5.7.2 典型气候日系统性能测试结果与分析 115

5.7.3 系统节能效益分析 122

参考文献 125

第6章 热源塔热泵 126

6.1 热源塔热泵系统的原理 126

6.1.1 热源塔三种典型结构 126

6.1.2 热源塔热泵系统 130

6.1.3 自动加药系统 131

6.2 开式热源塔热质交换理论 131

6.2.1 气－液热质交换原理 131

6.2.2 夏季工况热质交换过程 133

6.2.3 冬季工况热质交换过程 135

6.3 开式热源塔冬季传热传质性能 139

6.3.1 物理模型 139

6.3.2 传质性能 140

6.3.3 传热性能 140

6.3.4 热质传递微分方程组 141

6.4 开式热源塔冬季换热性能影响因素分析 142

6.5 热源塔热泵的特点 143

6.6 热源塔热泵设计注意事项 144

6.7 工程实例 145

6.7.1 某能源站节能改造工程 145

6.7.2 浙江舟山市普陀山大酒店开式热源塔热泵系统 147

参考文献 147

第7章 工业余热回收利用 148

7.1 工业余热回收利用方式 148

7.2 工业余热回收利用形式 150

7.2.1 冷热电联产系统(CCHP) 150

7.2.2 大型数据机房余热回收 151

7.2.3 空压机余热回收利用系统 155

7.3 工业余热回收利用特点 157

7.4 工业余热回收利用进展与新方向 157

7.5 实例分析 158

参考文献 172

第8章 太阳能光热利用 173

8.1 太阳能资源分析 173

8.1.1 太阳辐射 173

8.1.2 太阳能利用分类 174

8.1.3 四川地区太阳能资源情况 175

8.2 太阳能集热器 175

8.2.1 太阳能集热器分类 175

8.2.2 太阳能集热器倾角研究 178

8.3 建筑太阳能热水技术 181

8.3.1 太阳能热水系统分类 181

8.3.2 太阳能热水系统性能研究 182

8.3.3 太阳能热水系统经济性能分析 185

8.4 建筑太阳能采暖技术 186

8.4.1 太阳能供暖系统介绍 186

8.4.2 太阳能采暖系统主要参数确定 187

8.4.3 太阳能间接蓄热供暖系统的数值模型 192

8.4.4 太阳能采暖系统运行特性分析 193

参考文献 196

第9章 分布式能源 197

9.1 冷热电联供系统的主要形式 198

9.1.1 燃气轮机冷热电联供系统 198

9.1.2 内燃机冷热量联供系统 199

9.1.3 燃料电池冷热电联供系统 201

9.1.4 斯特林发电机冷热电联供系统 201

9.2 系统主要部件和数学模型 201

9.2.1 发电设备 201

9.2.2 影响蒸汽型吸收式制冷机组性能的因素 211

9.3 实际案例分析 214

9.3.1 CCHP系统优化 214

9.3.2 冷热电三联供 江水源热泵的复合系统 217

参考文献 219

第10章 相变储能 221

10.1 相变材料 221

10.1.1 相变储能材料的选择标准 221

10.1.2 相变储能材料的分类 222

10.1.3 相变储能材料强化传热研究 224

10.2 相变储能材料在建筑中的应用 226

10.2.1 相变墙体 227

10.2.2 相变混凝土 228

10.2.3 相变地板 228

10.2.4 相变砂浆 229

10.3 相变储能技术应用案例 229

10.3.1 相变水箱的实验研究 229

10.3.2 相变水箱的模拟研究 233

10.3.3 相变水箱性能分析 243

参考文献 244

第11章 多能互补系统及工程实例 246

11.1 多能互补系统原理 246

11.1.1 多能互补系统概念 246

11.1.2 多能互补系统的特点 246

11.1.3 多能互补系统的节能性 247

11.2 主要多能互补系统形式 248

11.2.1 太阳能 热泵多能互补供热系统 248

11.2.2 太阳能 燃气能多能互补供热系统 250

11.2.3 空气热能 热泵多能互补系统 250

11.2.4 终端一体化集成供能系统 251

11.3 工程实例 252

11.3.1 各建筑自然室温特性 252

11.3.2 各建筑热负荷特性 252

11.3.3 太阳能供暖系统的基本原理和运行模式 253

11.3.4 系统参数设置 253

11.3.5 运行模式与控制策略 254

11.3.6 运行特性分析 255

11.3.7 经济性分析 255

11.3.8 节能性分析 257

参考文献 258

第12章 工程应用实例 260

12.1 西藏大学教学楼 260

12.1.1 系统原理 260

12.1.2 机房及系统设计 262

12.1.3 现场实景 263

12.2 色达第二完全小学 265

12.2.1 供暖系统设计 266

12.2.2 运行控制策略 267

12.2.3 现场实景 267

12.3 华能林芝水电园基地 268

12.3.1 气候特点 269

12.3.2 能源资源情况 269

12.3.3 供暖热源系统设计 270

彩图 273 2100433B

本书以理论知识与工程案例相结合为特点，融入了作者多年的教学、科研和工程实践经验。全书共12章，内容涉及地埋管地源热泵、水源热泵、空气源热泵、热源塔、工业余热、太阳能光热利用、分布式能源、相变蓄能等技术，着重阐述多能互补能源系统的协同运行机理、优化控制策略及其经济性等。不仅能使读者熟悉该技术基本原理，还能掌握其设计方法。

多能源系统是指冷、热、电、气等多种能源系统在能源生产、传输、使用等环节耦合而形成的一种新的能源系统观。多能源系统充分利用不同形式能源的互济与互补，提高系统经济性，提升系统灵活性，增加系统可靠性，挖掘系统互补性。