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地埋管地源熱泵理論與應用

  • 作者:楊衛波|責編:劉軍//孫高潔
  • 出版社:化學工業
  • ISBN:9787122445322
  • 出版日期:2024/03/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:369
人民幣:RMB 128 元      售價:
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內容大鋼
    本書系統闡述了地埋管地源熱泵的相關理論與技術應用,主要包括地埋管換熱器傳熱特性、地埋管換熱器周圍土壤凍結特性、水平螺旋型地埋管換熱器相變回填地埋管換熱器、能量樁換熱及熱-力耦合特性、冷卻塔-地源熱泵複合系統、太陽能-地源熱泵複合系統、地埋管地源熱泵系統的設計與施工、地埋管地源熱泵系統應用案例等內容。本書突出了地埋管地源熱泵領域的相關基礎理論與應用,反映了前沿理論研究成果與技術應用進展。
    本書可作為高等學校建築環境與能源應用工程、能源與動力工程、新能源科學與工程、儲能科學與工程等相關專業師生的參考資料,也可供從事淺層地熱能利用的研究、設計、施工及運行管理人員使用。

作者介紹
楊衛波|責編:劉軍//孫高潔
    楊衛波,1975年出生,揚州大學電氣與能源動力工程學院教授,博士,博士生導師,揚州市「綠揚金鳳計劃」領軍人才,《農業工程學報》編委。長期從事地源熱泵與淺層地熱能利用方面的理論研究與技術開發,系統研究和闡明了不同形式地埋管換熱器的傳熱機理,提出了強化換熱器性能與解決土壤熱失衡的多種創新思路,發展了複合地源熱泵系統的運行控制策略和地埋管換熱系統的優化設計。主持國家自然科學基金面上項目等課題40余項,發表學術論文90余篇,其中SCI、EI收錄50余篇,授權專利20余項,主編著作2部,獲青島市科技進步獎二等獎等獎項。

目錄
第1章  緒論
  1.1  熱泵與「雙碳」目標
    1.1.1  「雙碳」目標
    1.1.2  建築能耗與碳排放
    1.1.3  熱泵的節能減排效益
  1.2  熱泵概述
    1.2.1  熱泵的定義
    1.2.2  熱泵的性能評價
  1.3  熱泵的種類
    1.3.1  空氣源熱泵
    1.3.2  水源熱泵
    1.3.3  地源熱泵
    1.3.4  太陽能熱泵
    1.3.5  複合源熱泵
  1.4  地源熱泵的形式與結構
    1.4.1  地埋管地源熱泵
    1.4.2  地下水源熱泵
    1.4.3  地表水源熱泵
  1.5  地埋管地源熱泵的發展現狀
    1.5.1  國外
    1.5.2  國內
  1.6  地埋管地源熱泵應用存在的問題
第2章  地埋管換熱器傳熱特性
  2.1  地埋管換熱器傳熱分析概述
  2.2  地埋管換熱器傳熱模型
    2.2.1  豎直U形地埋管換熱器
    2.2.2  豎直套管式地埋管換熱器
    2.2.3  水平地埋管換熱器
  2.3  地埋管換熱器傳熱特性的影響因素
    2.3.1  回填材料的導熱性能
    2.3.2  管材導熱性能
    2.3.3  U形地埋管兩支管中心間距
    2.3.4  地埋管換熱器形式
    2.3.5  地埋管換熱器埋設深度
    2.3.6  地埋管內流體的流速
    2.3.7  進口水溫
  2.4  地埋管換熱器傳熱特性強化
    2.4.1  傳熱強化措施
    2.4.2  傳熱強化與控制模式試驗
  2.5  不同因素對地埋管換熱器傳熱特性的影響
    2.5.1  回填材料導熱性
    2.5.2  管腳間距
    2.5.3  管材導熱性
    2.5.4  管內循環流體流量與鑽孔深度
  2.6  非連續運行對地埋管換熱器傳熱特性的影響
    2.6.1  單工況間歇運行
    2.6.2  雙工況交替運行
    2.6.3  土壤類型的影響
    2.6.4  小結
第3章  地埋管換熱器周圍土壤凍結特性

  3.1  考慮土壤凍結的必要性
  3.2  土壤凍結相變傳熱模型
    3.2.1  一維模型
    3.2.2  二維模型
  3.3  土壤凍結對地埋管周圍土壤溫度分佈的影響
    3.3.1  短期運行影響
    3.3.2  長期運行影響
  3.4  不同因素對土壤凍結特性的影響
    3.4.1  土壤初始溫度
    3.4.2  土壤含水率
    3.4.3  土壤類型
    3.4.4  土壤導溫係數
    3.4.5  斯蒂芬數
  3.5  小結
第4章  水平螺旋型地埋管換熱器
  4.1  水平螺旋型地埋管換熱器的形式
  4.2  水平螺旋型地埋管換熱器傳熱特性的影響因素
    4.2.1  結構與物性參數
    4.2.2  運行參數
    4.2.3  環境因素
  4.3  水平螺旋型地埋管換熱器傳熱特性的數值模擬
    4.3.1  物理模型
    4.3.2  數學模型
    4.3.3  網格劃分
    4.3.4  計算結果及分析
  4.4  水平螺旋型地埋管換熱器傳熱特性的試驗研究
    4.4.1  試驗系統
    4.4.2  試驗數據處理
    4.4.3  試驗結果分析
第5章  相變回填地埋管換熱器
  5.1  相變回填地埋管換熱器提出的背景
  5.2  相變材料的選擇
  5.3  相變回填地埋管換熱器蓄能傳熱特性的數值模擬
    5.3.1  理論模型
    5.3.2  數值模型
    5.3.3  模擬結果及分析
  5.4  相變回填地埋管換熱器蓄能傳熱特性的試驗研究
    5.4.1  試驗系統
    5.4.2  試驗工況
    5.4.3  試驗結果及分析
  5.5  相變回填地埋管換熱器應用中有待解決的問題
第6章  能量樁換熱及熱-力耦合特性
  6.1  概述
  6.2  能量樁的性能評價
    6.2.1  換熱性能
    6.2.2  力學特性
  6.3  螺旋型地埋管能量樁
    6.3.1  螺旋型地埋管能量樁換熱性能的數值模擬
    6.3.2  螺旋型地埋管能量樁換熱性能的試驗研究
    6.3.3  螺旋型地埋管能量樁研究結論

  6.4  相變混凝土能量樁
    6.4.1  相變混凝土能量樁的提出
    6.4.2  相變混凝土能量樁熱-力耦合特性的數值模擬
    6.4.3  相變混凝土能量樁熱-力耦合特性的實驗研究
    6.4.4  相變混凝土能量樁研究結論
  6.5  滲流作用下能量樁
    6.5.1  滲流作用下能量樁熱-力耦合特性的數值模擬
    6.5.2  滲流作用下能量樁熱-力耦合特性的實驗研究
    6.5.3  滲流下能量樁研究結論
  6.6  土壤分層對能量樁熱力學特性的影響
第7章  冷卻塔-地源熱泵複合系統
  7.1  冷卻塔-地埋管地源熱泵複合系統形式
    7.1.1  輔助冷卻地源熱泵複合系統工作原理
    7.1.2  冷卻塔-地源熱泵複合系統形式
  7.2  冷卻塔-地源熱泵複合系統設計
    7.2.1  設計內容
    7.2.2  控制策略
    7.2.3  設計方法
  7.3  冷卻塔開啟控制策略研究
    7.3.1  建築模型
    7.3.2  模擬模型及條件
    7.3.3  計算結果與討論
  7.4  冷卻塔-地源熱泵複合系統土壤溫度恢復特性實驗
    7.4.1  實驗系統簡介
    7.4.2  冷卻塔輔助散熱運行模式
    7.4.3  實驗結果分析
    7.4.4  不同散熱模式的比較
  7.5  冷卻塔-地源熱泵複合系統應用中的關鍵問題
第8章  太陽能-地源熱泵複合系統
  8.1  太陽能-地源熱泵複合系統簡介
    8.1.1  複合系統構成與工作原理
    8.1.2  複合系統的優勢
  8.2  太陽能-地源熱泵複合系統運行模式
    8.2.1  聯合運行模式
    8.2.2  交替運行模式
    8.2.3  太陽能-地埋管土壤蓄熱模式
  8.3  太陽能-地源熱泵複合系統運行特性的數值模擬
    8.3.1  聯合供暖運行特性
    8.3.2  交替供暖運行特性
  8.4  太陽能-地源熱泵複合系統運行特性實驗
    8.4.1  實驗系統介紹
    8.4.2  實驗運行模式
    8.4.3  實驗結果及分析
  8.5  太陽能-地源熱泵複合系統參數優化分析
    8.5.1  模擬建築
    8.5.2  計算模型
    8.5.3  模擬結果分析
  8.6  太陽能-地源熱泵複合系統應用中的關鍵
第9章  地埋管地源熱泵系統的設計與施工
  9.1  現場勘查

    9.1.1  現場資源條件勘探
    9.1.2  岩土熱響應測試
  9.2  地埋管地源熱泵適宜性評價
    9.2.1  適宜性評價的必要性
    9.2.2  適宜性分區
    9.2.3  適宜性評價體系
  9.3  地埋管換熱系統設計
    9.3.1  地埋管管材與規格
    9.3.2  地埋管連接形式
    9.3.3  地埋管換熱器長度設計
    9.3.4  土壤熱平衡校核計算
    9.3.5  水力計算
  9.4  地埋管換熱系統施工
    9.4.1  施工前的準備
    9.4.2  豎直地埋管施工
    9.4.3  水平地埋管施工
    9.4.4  管道的連接
  9.5  地埋管換熱系統的檢驗與驗收
    9.5.1  水壓試驗
    9.5.2  系統驗收
第10章  地埋管地源熱泵系統應用案例
  10.1  某住宅小區地埋管地源熱泵系統
    10.1.1  小區概況
    10.1.2  設計依據
    10.1.3  負荷計算及冷熱源配置
    10.1.4  系統運行控制
    10.1.5  地埋管換熱系統設計
  10.2  某建設大廈地埋管地源熱泵工程
    10.2.1  工程概況
    10.2.2  設計依據
    10.2.3  岩土熱響應測試
    10.2.4  熱泵機組選型與冷熱源方案
    10.2.5  地埋管換熱系統設計
  10.3  某綜合商品城冷卻塔-地埋管地源熱泵複合系統
    10.3.1  工程概況
    10.3.2  設計依據
    10.3.3  空調冷熱負荷及冷熱源方案
    10.3.4  地埋管換熱系統設計與布置
  10.4  某職業技術學院地埋管地源熱泵工程
    10.4.1  工程概況
    10.4.2  設計依據
    10.4.3  岩土熱響應測試
    10.4.4  冷熱負荷計算及冷熱源方案
    10.4.5  地埋管換熱系統設計與布置
  10.5  某康養中心複合地源熱泵系統
    10.5.1  工程概況
    10.5.2  設計資料
    10.5.3  冷熱源方案及設備選型
    10.5.4  地埋管換熱器設計與布置
參考文獻

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