了得網工業技術_太陽能熱水與地源熱泵技術在建築節能中的應用與優化

編輯推薦

編者將太陽能熱水繫統及地源熱泵繫統存在的問題、解決方案及研究成果進行梳理，針對現有從業人員的基本現狀，從太陽能熱水和地源熱泵兩類節能新技術的的工作原理、設計過程、優化思路和模擬計算優化工具等四個方面進行繫統描述

內容簡介

本書共有6章，主要內容包括常用太陽能熱水繫統與地源熱泵繫統介紹、基於TRNSYS的太陽能熱水繫統優化基礎知識、太陽能熱水建築應用繫統優化案例解析、基於TRNSYS的地源熱泵繫統節能優化基礎知識、地源熱泵建築應用繫統優化案例解析。本書緊扣太陽能熱水和地源熱泵技術在示範項目建設中暴露的基本問題，針對現有從業人員的基本現狀，從兩類節能新技術的工作原理、設計過程、優化思路和模擬計算優化工具四個方面進行繫統描述，並結合項目案例說明優化過程及效果，便於讀者根據本書的介紹，在後續的兩類技術的建築應用中借鋻使用，提高太陽能熱水和地源熱泵繫統的設計質量和應用效果。

作者簡介

鞏學梅，女，寧波工程學院建築環境與能源應用工程專業教師，本科與碩士畢業於石油大學（華東）熱能工程專業，2000年於石油大學（華東）同專業碩士研究生畢業，博士畢業於浙江大學供熱、供燃氣、通風及空調工程專業。長期從事建築節能及可再生能源建築應用的研究及應用工作；曾主持完成世界銀行全球環境基金項目1項、省教育廳科技項目1項、寧波市建設科技項目6項，寧波市政府部門委托項目10餘項，項目總經費達到52。近年獲寧波市科技進步三等獎1項，發明專利授權2項，出版《太陽能熱水與地源熱泵技術在建築節能中的應用與優化》、《寧波市太陽能光熱及地源熱泵技術建築應用典型案例評析》專著2部，發表SCI I區等高水平論文10餘篇。

第1章概述
1

1.1建築節能的意義 1

1.2可再生能源建築應用的主要形式 3

1.3太陽能熱水繫統的建築應用現狀及存在的問題 5

1.4地源熱泵繫統的建築應用現狀及存在的問題 7

1.5本書的編寫說明 11

第2章常用太陽能熱水繫統與地源熱泵繫統介紹 12

2.1太陽能熱水繫統 12

2.2太陽能熱水繫統分類 19

2.3規模化太陽能熱水繫統 24

2.4地源熱泵繫統 29

2.5地埋管地源熱泵繫統 30

2.6地表水源熱泵繫統 31

2.7地下水源熱泵繫統 31

2.8 復合式地埋管地源熱泵繫統 32

第3章基於TRNSYS的太陽能熱水繫統優化基礎知識 35

3.1太陽能熱水繫統設計問題及優化需求 35

3.2基礎太陽能熱水繫統組成 36

3.3太陽能熱水繫統的評價指標 38

3.4太陽能熱水繫統主要部件能耗模型 43

3.5TRNSYS軟件的太陽能熱水繫統模擬功能及模塊介紹 55

3.6基礎太陽能熱水繫統TRNSYS建模過程 57

3.7運行TRNSYS模型進行優化計算 72

第4章太陽能熱水建築應用繫統優化案例解析 73

4.1太陽能熱水繫統項目案例概況 73

4.2項目案例設計及優化說明 73

4.3基於項目案例的TRNSYS建模過程 81

4.4項目設計參數的優化計算結果及分析 83

4.5項目優化後的主要參數及節能指標 94

第5章基於TRNSYS的地源熱泵繫統節能優化基礎知識 97

5.1地源熱泵繫統優化設計現狀及問題 97

5.2基礎地源熱泵繫統設計 108

5.3地源熱泵繫統的評價指標 111

5.4地源熱泵繫統主要部件能耗模型 115

5.5TRNSYS軟件的地源熱泵繫統模擬功能及模塊介紹 124

5.6基礎地源熱泵繫統TRNSYS建模過程 126

第6章地源熱泵建築應用繫統優化案例解析 134

6.1 地源熱泵復合繫統項目案例概況 134

6.2項目案例優化設計過程 134

6.3基於項目案例的TRNSYS建模說明 140

6.4項目設計參數的優化計算結果及分析 144

6.5項目優化前後的主要參數及節能指標比較分析 155

參考文獻 159

前言

近年來我國能源消費量不斷攀升，建築能耗的快速增長是原因之一。結合統計數據來看，我國建築能源消耗十年來增長了近1倍。從中外建築能耗對比來看，如果參照發達國家發展水平，未來我國建築能耗還將成倍增長，這與節能技術在建築領域的合理應用都息息相關。面對中國建築節能的嚴峻形勢，2012年5月，住房和城鄉建設部頒布了《“十二五”建築節能專項規劃》（建科〔2012〕72號），建築節能工作的推動受到國家層面的重視。2017年3月，住房和城鄉建設部頒布了《建築節能與綠色建築發展“十三五”規劃》（建科〔2017〕53號），可再生能源建築應用貫穿始終，成為建築節能的重要發展方向。“十二五”期間，我國可再生能源建築應用規模持續擴大，期間共確定46個可再生能源建築應用示範市、100個示範縣和8個太陽能綜合利用省級示範，實施398個太陽能光電建築應用示範項目，裝機容量683MW。截至2015年底，全國城鎮太陽能光熱應用面積超過30億m2，淺層地熱能應用面積超過5億m2，可再生能源替代民用建築常規能源消耗比重超過4%。
隨著可再生能源建築應用示範項目的建設推廣，太陽能熱水和地源熱泵作為應用普遍的兩種技術，逐漸出現了設備選型、控制策略、運行優化等一繫列問題，其原因是太陽能熱水與地源熱泵技術的相關標準、規範不夠完善，設計人員不夠專業，相關領域的科學研究與技術應用相脫節等眾多因素。而編者作為一名專業從業人員，深知針對太陽能熱水和地源熱泵技術的研究眾多，但是許多研究成果並未納入相關標準、規範，沒有對太陽能熱水繫統和地源熱泵繫統設計人員起到指導作用。近年來我國能源消費量不斷攀升，建築能耗的快速增長是原因之一。結合統計數據來看，我國建築能源消耗十年來增長了近1倍。從中外建築能耗對比來看，如果參照發達國家發展水平，未來我國建築能耗還將成倍增長，這與節能技術在建築領域的合理應用都息息相關。面對中國建築節能的嚴峻形勢，2012年5月，住房和城鄉建設部頒布了《“十二五”建築節能專項規劃》（建科〔2012〕72號），建築節能工作的推動受到國家層面的重視。

2017年3月，住房和城鄉建設部頒布了《建築節能與綠色建築發展“十三五”規劃》（建科〔2017〕53號），可再生能源建築應用貫穿始終，成為建築節能的重要發展方向。“十二五”期間，我國可再生能源建築應用規模持續擴大，期間共確定46個可再生能源建築應用示範市、100個示範縣和8個太陽能綜合利用省級示範，實施398個太陽能光電建築應用示範項目，裝機容量683MW。截至2015年底，全國城鎮太陽能光熱應用面積超過30億m2，淺層地熱能應用面積超過5億m2，可再生能源替代民用建築常規能源消耗比重超過4%。

隨著可再生能源建築應用示範項目的建設推廣，太陽能熱水和地源熱泵作為應用普遍的兩種技術，逐漸出現了設備選型、控制策略、運行優化等一繫列問題，其原因是太陽能熱水與地源熱泵技術的相關標準、規範不夠完善，設計人員不夠專業，相關領域的科學研究與技術應用相脫節等眾多因素。而編者作為一名專業從業人員，深知針對太陽能熱水和地源熱泵技術的研究眾多，但是許多研究成果並未納入相關標準、規範，沒有對太陽能熱水繫統和地源熱泵繫統設計人員起到指導作用。

因此，本書將編者所接觸的太陽能熱水繫統及地源熱泵繫統存在的問題、解決方案及研究成果進行梳理，重點介紹利用TRNSYS軟件對太陽能熱水繫統和復合式地源熱泵繫統進行設計優化的方法，旨在推進相關研究人員和設計人員的繫統設計優化意識，提高繫統的建設能效，促進我國可再生能源建築應用項目實施質量的提升。本書在編寫過程中得到了寧波市土木建築學會暖通空調學術委員會、寧波市建築設計研究院和寧波市多個示範項目團隊的幫助，編者在此表示衷心感謝！

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