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内容大纲
本书系统阐述了地埋管地源热泵的相关理论与技术应用，主要包括地埋管换热器传热特性、地埋管换热器周围土壤冻结特性、水平螺旋型地埋管换热器相变回填地埋管换热器、能量桩换热及热-力耦合特性、冷却塔-地源热泵复合系统、太阳能-地源热泵复合系统、地埋管地源热泵系统的设计与施工、地埋管地源热泵系统应用案例等内容。本书突出了地埋管地源热泵领域的相关基础理论与应用，反映了前沿理论研究成果与技术应用进展。
本书可作为高等学校建筑环境与能源应用工程、能源与动力工程、新能源科学与工程、储能科学与工程等相关专业师生的参考资料，也可供从事浅层地热能利用的研究、设计、施工及运行管理人员使用。 -
作者介绍
杨卫波，1975年出生，扬州大学电气与能源动力工程学院教授，博士，博士生导师，扬州市“绿扬金凤计划”领军人才，《农业工程学报》编委。长期从事地源热泵与浅层地热能利用方面的理论研究与技术开发，系统研究和阐明了不同形式地埋管换热器的传热机理，提出了强化换热器性能与解决土壤热失衡的多种创新思路，发展了复合地源热泵系统的运行控制策略和地埋管换热系统的优化设计。主持国家自然科学基金面上项目等课题40余项，发表学术论文90余篇，其中SCI、EI收录50余篇，授权专利20余项，主编著作2部，获青岛市科技进步奖二等奖等奖项。 -
目录
第1章 绪论
1.1 热泵与“双碳”目标
1.1.1 “双碳”目标
1.1.2 建筑能耗与碳排放
1.1.3 热泵的节能减排效益
1.2 热泵概述
1.2.1 热泵的定义
1.2.2 热泵的性能评价
1.3 热泵的种类
1.3.1 空气源热泵
1.3.2 水源热泵
1.3.3 地源热泵
1.3.4 太阳能热泵
1.3.5 复合源热泵
1.4 地源热泵的形式与结构
1.4.1 地埋管地源热泵
1.4.2 地下水源热泵
1.4.3 地表水源热泵
1.5 地埋管地源热泵的发展现状
1.5.1 国外
1.5.2 国内
1.6 地埋管地源热泵应用存在的问题
第2章 地埋管换热器传热特性
2.1 地埋管换热器传热分析概述
2.2 地埋管换热器传热模型
2.2.1 竖直U形地埋管换热器
2.2.2 竖直套管式地埋管换热器
2.2.3 水平地埋管换热器
2.3 地埋管换热器传热特性的影响因素
2.3.1 回填材料的导热性能
2.3.2 管材导热性能
2.3.3 U形地埋管两支管中心间距
2.3.4 地埋管换热器形式
2.3.5 地埋管换热器埋设深度
2.3.6 地埋管内流体的流速
2.3.7 进口水温
2.4 地埋管换热器传热特性强化
2.4.1 传热强化措施
2.4.2 传热强化与控制模式试验
2.5 不同因素对地埋管换热器传热特性的影响
2.5.1 回填材料导热性
2.5.2 管脚间距
2.5.3 管材导热性
2.5.4 管内循环流体流量与钻孔深度
2.6 非连续运行对地埋管换热器传热特性的影响
2.6.1 单工况间歇运行
2.6.2 双工况交替运行
2.6.3 土壤类型的影响
2.6.4 小结
第3章 地埋管换热器周围土壤冻结特性
3.1 考虑土壤冻结的必要性
3.2 土壤冻结相变传热模型
3.2.1 一维模型
3.2.2 二维模型
3.3 土壤冻结对地埋管周围土壤温度分布的影响
3.3.1 短期运行影响
3.3.2 长期运行影响
3.4 不同因素对土壤冻结特性的影响
3.4.1 土壤初始温度
3.4.2 土壤含水率
3.4.3 土壤类型
3.4.4 土壤导温系数
3.4.5 斯蒂芬数
3.5 小结
第4章 水平螺旋型地埋管换热器
4.1 水平螺旋型地埋管换热器的形式
4.2 水平螺旋型地埋管换热器传热特性的影响因素
4.2.1 结构与物性参数
4.2.2 运行参数
4.2.3 环境因素
4.3 水平螺旋型地埋管换热器传热特性的数值模拟
4.3.1 物理模型
4.3.2 数学模型
4.3.3 网格划分
4.3.4 计算结果及分析
4.4 水平螺旋型地埋管换热器传热特性的试验研究
4.4.1 试验系统
4.4.2 试验数据处理
4.4.3 试验结果分析
第5章 相变回填地埋管换热器
5.1 相变回填地埋管换热器提出的背景
5.2 相变材料的选择
5.3 相变回填地埋管换热器蓄能传热特性的数值模拟
5.3.1 理论模型
5.3.2 数值模型
5.3.3 模拟结果及分析
5.4 相变回填地埋管换热器蓄能传热特性的试验研究
5.4.1 试验系统
5.4.2 试验工况
5.4.3 试验结果及分析
5.5 相变回填地埋管换热器应用中有待解决的问题
第6章 能量桩换热及热-力耦合特性
6.1 概述
6.2 能量桩的性能评价
6.2.1 换热性能
6.2.2 力学特性
6.3 螺旋型地埋管能量桩
6.3.1 螺旋型地埋管能量桩换热性能的数值模拟
6.3.2 螺旋型地埋管能量桩换热性能的试验研究
6.3.3 螺旋型地埋管能量桩研究结论
6.4 相变混凝土能量桩
6.4.1 相变混凝土能量桩的提出
6.4.2 相变混凝土能量桩热-力耦合特性的数值模拟
6.4.3 相变混凝土能量桩热-力耦合特性的实验研究
6.4.4 相变混凝土能量桩研究结论
6.5 渗流作用下能量桩
6.5.1 渗流作用下能量桩热-力耦合特性的数值模拟
6.5.2 渗流作用下能量桩热-力耦合特性的实验研究
6.5.3 渗流下能量桩研究结论
6.6 土壤分层对能量桩热力学特性的影响
第7章 冷却塔-地源热泵复合系统
7.1 冷却塔-地埋管地源热泵复合系统形式
7.1.1 辅助冷却地源热泵复合系统工作原理
7.1.2 冷却塔-地源热泵复合系统形式
7.2 冷却塔-地源热泵复合系统设计
7.2.1 设计内容
7.2.2 控制策略
7.2.3 设计方法
7.3 冷却塔开启控制策略研究
7.3.1 建筑模型
7.3.2 仿真模型及条件
7.3.3 计算结果与讨论
7.4 冷却塔-地源热泵复合系统土壤温度恢复特性实验
7.4.1 实验系统简介
7.4.2 冷却塔辅助散热运行模式
7.4.3 实验结果分析
7.4.4 不同散热模式的比较
7.5 冷却塔-地源热泵复合系统应用中的关键问题
第8章 太阳能-地源热泵复合系统
8.1 太阳能-地源热泵复合系统简介
8.1.1 复合系统构成与工作原理
8.1.2 复合系统的优势
8.2 太阳能-地源热泵复合系统运行模式
8.2.1 联合运行模式
8.2.2 交替运行模式
8.2.3 太阳能-地埋管土壤蓄热模式
8.3 太阳能-地源热泵复合系统运行特性的数值模拟
8.3.1 联合供暖运行特性
8.3.2 交替供暖运行特性
8.4 太阳能-地源热泵复合系统运行特性实验
8.4.1 实验系统介绍
8.4.2 实验运行模式
8.4.3 实验结果及分析
8.5 太阳能-地源热泵复合系统参数优化分析
8.5.1 模拟建筑
8.5.2 计算模型
8.5.3 仿真结果分析
8.6 太阳能-地源热泵复合系统应用中的关键
第9章 地埋管地源热泵系统的设计与施工
9.1 现场勘查
9.1.1 现场资源条件勘探
9.1.2 岩土热响应测试
9.2 地埋管地源热泵适宜性评价
9.2.1 适宜性评价的必要性
9.2.2 适宜性分区
9.2.3 适宜性评价体系
9.3 地埋管换热系统设计
9.3.1 地埋管管材与规格
9.3.2 地埋管连接形式
9.3.3 地埋管换热器长度设计
9.3.4 土壤热平衡校核计算
9.3.5 水力计算
9.4 地埋管换热系统施工
9.4.1 施工前的准备
9.4.2 竖直地埋管施工
9.4.3 水平地埋管施工
9.4.4 管道的连接
9.5 地埋管换热系统的检验与验收
9.5.1 水压试验
9.5.2 系统验收
第10章 地埋管地源热泵系统应用案例
10.1 某住宅小区地埋管地源热泵系统
10.1.1 小区概况
10.1.2 设计依据
10.1.3 负荷计算及冷热源配置
10.1.4 系统运行控制
10.1.5 地埋管换热系统设计
10.2 某建设大厦地埋管地源热泵工程
10.2.1 工程概况
10.2.2 设计依据
10.2.3 岩土热响应测试
10.2.4 热泵机组选型与冷热源方案
10.2.5 地埋管换热系统设计
10.3 某综合商品城冷却塔-地埋管地源热泵复合系统
10.3.1 工程概况
10.3.2 设计依据
10.3.3 空调冷热负荷及冷热源方案
10.3.4 地埋管换热系统设计与布置
10.4 某职业技术学院地埋管地源热泵工程
10.4.1 工程概况
10.4.2 设计依据
10.4.3 岩土热响应测试
10.4.4 冷热负荷计算及冷热源方案
10.4.5 地埋管换热系统设计与布置
10.5 某康养中心复合地源热泵系统
10.5.1 工程概况
10.5.2 设计资料
10.5.3 冷热源方案及设备选型
10.5.4 地埋管换热器设计与布置
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