Solar Heating and Cooling of Residential Buildings pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Solar Energy Applications Laboratory/ Colorado State University

出品人:

页数:744

译者:

出版时间:2005-6

价格:$ 50.85

装帧:

isbn号码:9781410224583

丛书系列:

图书标签:

• Solar energy
• Solar heating
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• Residential buildings
• Energy efficiency
• Renewable energy
• Sustainable architecture
• Building design
• HVAC
• Passive solar design

住宅建筑太阳能供暖与制冷技术：一个全面的实践指南 本书聚焦于现代住宅建筑中太阳能热利用系统的设计、安装、优化与维护，旨在为建筑师、工程师、承包商以及关注可持续能源解决方案的业主提供一套详尽、可操作的技术手册与理论深度解析。 我们将深入探讨如何有效地将太阳能技术融入居住空间，实现能源自给自足，同时提升居住舒适度并显著降低长期运营成本。 本书不包含关于“Solar Heating and Cooling of Residential Buildings”这一特定标题下的内容，而是侧重于构建一个更广泛、更具前瞻性的太阳能热能应用知识体系。 --- 第一部分：太阳能基础与气候适应性设计 本部分将奠定读者对太阳能热能系统的科学理解，并强调地域气候对系统选择与性能的决定性影响。 第一章：太阳辐射基础与资源评估 本章详述了太阳辐射的物理特性，包括直接辐射、散射辐射和反射辐射。我们将详细介绍如何利用气象数据和专业的评估工具（如PVSyst, TRNSYS的相应模块）来精确计算特定地理位置的年平均有效太阳能辐照度。重点在于如何解读“倾角效应”和“遮蔽分析”，确保系统选址和布局的优化。此外，我们将探讨如何将这些数据转化为可用的热能潜力，而不是仅仅停留在电能的评估层面。 第二章：气候区划与被动式太阳能策略 在讨论主动式系统之前，必须理解被动式设计是高效太阳能利用的基石。本章将依据国际公认的气候分区标准（如ASHRAE或当地规范），分析不同气候带（寒冷、温带、炎热干燥、炎热潮湿）对太阳能建筑设计的限制与机遇。我们将详细阐述热质量管理、自然采光策略（Daylighting）、高性能围护结构（U值与SHGC控制）以及正确的窗户定位，强调如何通过建筑形态本身实现基础的热负荷削减，从而减小后续主动式系统的规模需求。 --- 第二部分：主动式太阳能热系统（STH）的深度剖析 本部分将系统地介绍当前主流的太阳能热利用技术，从集热器类型到流体管理。 第三章：平板式与真空管集热器的高级应用 本章对平板式集热器（Flat-Plate Collectors）和真空管集热器（Evacuated Tube Collectors）进行性能对比与结构剖析。我们将超越基础的吸收率和发射率参数，深入研究选择性吸收涂层的退化机制、真空度的长期保持技术，以及如何针对不同应用温度（低温热水、中温空间供暖、高温工艺热）选择最经济高效的集热器类型。对于平板式，重点分析了侧板和背板的隔热损失模型；对于真空管，则详述了U形管与直管式结构在防霜冻和维护性上的差异。 第四章：太阳能热水系统（Solar Water Heating, SWH）设计与集成 SWH是住宅太阳能应用最广泛的领域。本章将侧重于系统的循环方式选择：开式与闭式、直接与间接。我们将提供详细的管道布局指南，包括如何最小化热损失、防止虹吸效应，以及防垢与水质处理的最佳实践。特别关注如何将SWH系统无缝集成到现有或新建的住宅供水管网中，包括与辅助加热器（如燃气锅炉或电加热器）的逻辑控制与水力平衡。 第四章：空间供暖的太阳能辅助集成 本章探讨如何利用太阳能热量进行住宅空间供暖，这通常要求更高的系统设计复杂性。我们将详细介绍两种主要策略： 1. 直接空间供暖集成： 涉及地板辐射供暖（Radiant Floor Heating）或低品位空气供暖系统。重点讨论集热器输出温度与末端散热器需求的匹配问题，以及如何设计水箱以提供足够的缓冲热量以度过阴天。 2. 结合式热泵系统（Solar-Assisted Heat Pumps, SAHP）： 分析太阳能集热器作为热泵低温热源的增效作用。介绍SAHP的系统拓扑结构，并提供性能系数（COP）的预测模型，尤其是在过渡季节的优势。 --- 第三部分：太阳能热能的储存、分配与制冷 热量的储存和有效分配是实现全天候能源供应的关键，而太阳能制冷则是利用太阳热能实现夏季降温的尖端技术。 第五章：热能储存技术与优化 高效储热是太阳能系统的“电池”。本章深入研究： 显热储存（Sensible Heat Storage）： 重点分析大型水箱的设计，包括水箱的分层技术（Stratification）以最大化可用热能的品质，以及保温材料的选择与厚度计算。 潜热储存（Latent Heat Storage）： 探讨相变材料（Phase Change Materials, PCM）在住宅应用中的潜力与局限。详细分析不同熔点PCM的选择标准，以及如何解决其在循环使用中的过冷和热导率低的问题。 第六章：太阳能制冷技术（Solar Cooling） 本章专门介绍如何利用太阳热能来提供夏季降温服务，避免了传统光伏制冷的电网依赖。 1. 吸收式制冷（Absorption Chillers）： 详细解释溴化锂-水或氨水-水的吸收循环原理，并提供如何根据集热器输出的有效热量来匹配小型模块化吸收式制冷机的选型指南。 2. 吸附式制冷（Adsorption Chillers）： 探讨吸附式制冷在低品位热源（如中温集热器或废热）下的性能优势，尤其是在制冷量需求较小、但需要更高能效比的住宅场景。 第七章：系统控制与性能监控 一个复杂的太阳能热系统需要智能化的控制策略。本章涵盖了先进的差分温度控制器（Differential Thermostats）的逻辑设计，包括防虹吸、防过热（Stagnation Prevention）和季节性切换策略。我们将引入物联网（IoT）和数据分析技术，用于远程故障诊断、性能漂移检测以及用户能耗反馈，确保系统长期运行在最佳效率点。 --- 第四部分：经济性评估、法规与维护 本部分着眼于项目的落地实施、财务可行性与系统的持久运行。 第八章：项目经济性分析与生命周期成本 本书提供了一套严谨的财务评估框架，超越简单的投资回收期（Payback Period）。我们将整合净现值（NPV）、内部收益率（IRR）的计算方法，并将太阳能系统的长期维护成本、预期补贴（如存在）以及预期的能源价格通胀率纳入考量。重点分析在不同能源价格情景下，太阳能热系统相对于传统化石燃料系统的竞争优势。 第九章：安装规范、安全标准与维护程序 本章强调合规性。详细列举了国际（如ISO、SRCC）和国家层面的关键安装规范和安全要求，特别是针对高压系统（如真空管系统）和防冻液处理。最后，提供了一份详尽的年度、三年期和五年期维护检查清单，涵盖了系统泄露测试、防垢剂更换、泵的效率检查和控制系统校准等关键步骤，确保系统性能的长期稳定。 --- 本书的特点： 本书的深度和广度在于其对热力学、材料科学与实际工程应用的无缝衔接。我们避免了仅停留在理论或单一产品介绍的层面，而是提供了一套完整的、可用于实际工程决策的工具箱。内容注重于如何解决实际安装中遇到的复杂问题，例如集热器阵列的管道压降计算、热媒的选择与兼容性、以及如何将热能系统的需求精准地反馈给建筑的整体能源模型中去。这是一本面向专业人士的、深入探讨如何实现高效、可靠和经济的住宅太阳能热能自给自足的权威参考书。

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坦白说，我一开始接触这类书籍是带着一丝怀疑的，毕竟市面上充斥着太多夸大其词的“绿色能源解决方案”。然而，这本书的严谨性给我留下了极其深刻的印象。它没有回避太阳能技术固有的局限性，比如间歇性供能和储能成本的问题。作者花费了大量篇幅来讨论热能存储介质的选择——从传统的蓄水箱到更先进的相变材料（PCM），并详尽地比较了它们在体积、效率和寿命上的权衡。这种诚实的分析，反而增强了我对这本书可信度的信任。我尤其关注了关于系统维护和长期经济效益评估的部分。作者提供了一套详细的生命周期成本分析框架，帮助读者区分哪些是短期投资，哪些是长期回报，这对于精打细算的家庭决策者来说至关重要。读完后，我不再只是被“零能耗”的口号吸引，而是能理性地评估投资回收期，并理解高效运行背后的复杂平衡。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一份经过深思熟虑的投资指南，教你如何避免那些看起来很美但实际上华而不实的系统陷阱。

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这本书的装帧和排版本身就体现了一种对质量的承诺，但真正让我爱不释手的是其中关于材料科学和耐久性的讨论。在研究了这么多高科技解决方案之后，我发现本书并没有忽视最基础但却最关键的环节——材料的选择和系统的长期可靠性。例如，对于集热器涂层的衰减模型、管道系统的防腐蚀技术以及绝缘材料的长期性能评估，书中都有非常详尽的分析，这在很多侧重于初次安装的指南中是看不到的。这种关注点体现了作者对“可持续性”的全面理解，它不仅仅是能源的生产，更是系统的持久运行。我特别喜欢作者在某一小节中对“维修与更换成本”的严肃对待，提醒读者不要被光鲜亮丽的初始安装数据所迷惑。这本书提供的是一套完整的、负责任的生命周期管理思维，它帮助我从一个“买家”转变为一个“系统管理者”。读完后，我感觉自己不再是被动地接受能源服务，而是成为了自己居住环境的能源总设计师和维护者。

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如果用一个词来形容阅读这本书的体验，那就是“启发性”。它不仅仅是告知我“该怎么做”，更重要的是让我理解了“为什么必须这么做”。作者对于政策法规和未来技术发展趋势的洞察，也为我打开了新的视野。书中对区域供热和社区级能源共享的未来设想，让我意识到单个家庭的努力终将汇聚成更大的能源转型浪潮。我记得有一章专门讨论了先进的控制策略，包括模糊逻辑和机器学习在预测用户行为和调整系统设置方面的应用，这让我看到了传统恒温器之外的巨大潜力。这本书的深度足以满足工程师的需求，但其清晰的结构和层层递进的讲解方式，使得一个有强烈学习意愿的非专业人士也能跟上节奏。它成功地架起了学术研究与工程实践之间的桥梁，让人感到自己正在接触的不仅是过时的指南，而是指向未来建筑能源管理方向的路线图。它催生了我对更高能效标准的不懈追求。

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这本书的叙事风格是如此的沉稳而专业，它仿佛是直接从顶尖大学的课程大纲中抽出来的教材，但又不失实用性。我特别喜欢它对“集成化设计流程”的强调。在很多同类书籍中，读者很容易被分割成“供暖专家”和“制冷专家”两部分，但本书的强大之处在于它将热力学、气象学和建筑结构学有机地编织在一起。它教会读者如何看待一栋建筑作为一个整体的“热器官”，而不是一堆孤立部件的集合。例如，在讨论夏季冷却策略时，书中不仅详述了太阳能吸收式制冷（吸收式制冷机），还深入探讨了如何通过优化的通风策略和地源热泵辅助系统来协同工作，以实现全年最佳性能。对我个人而言，最震撼的是它对“热负荷计算”的阐述，它突破了简单的经验法则，引导读者理解如何根据当地微气候的细微变化来精确预测能源需求。这种对细节的执着，使得书中提供的任何建议都具有极高的操作性，避免了过度设计或设计不足的常见错误。

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这本关于住宅建筑太阳能供暖和制冷的著作，从我这个热衷于可持续生活和家庭能源独立性的普通读者角度来看，简直是一部百科全书式的宝典。我本来以为它会充斥着晦涩难懂的工程术语和复杂的数学公式，但出乎意料的是，作者将看似高深的物理原理和实际应用结合得天衣fui缝。书中对不同气候带下太阳能系统的性能差异进行了深入的剖析，这一点对我这个居住在温带地区的人来说尤其具有指导意义。它不仅仅停留在理论层面，而是大量提供了具体的案例研究，比如如何在不破坏现有建筑美观的前提下集成集热器，以及如何根据家庭的能源使用习惯来定制化地设计一个混合供暖/制冷系统。我特别欣赏其中关于被动式太阳能设计的章节，它强调了建筑围护结构优化、窗户朝向选择以及热质量管理的重要性，这些都是在不增加主动设备成本的情况下，就能显著提升室内舒适度和降低能耗的关键。书中的插图和图表清晰明了，即便是对建筑物理不太了解的人，也能迅速抓住核心概念。它真正做到了将前沿技术普及化，让普通房主也能对自己的能源未来掌握主动权，而不是完全依赖于昂贵的、高维护的外部服务。

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