零能耗建筑及可再生能源新技术

我国正处在工业化和城镇化加快发展的重要时期，每年大约有20亿平方米的建筑总量，接近全球年建筑总量的1/2，其中建筑能耗已经占到全社会总耗能的30%以上。与此同时，我国还面临着资源严重短缺的现象，无论是人均资源，还是资源总量都严重不足；能耗强度较高，约为世界平均水平的1.4倍，约为发达国家平均水平的2.1倍，建筑能耗问题已成为影响我国未来经济可持续发展的制约因素之一。因此，建筑节能技术已经成为目前建筑技术发展的重点之一。 

为进一步提升我国建筑节能工作的水平，帮助广大建筑节能工作人员更好地进行建筑节能工作，本书根据相关研究确定了夏热冬冷地区零能耗建筑的定义和标准，通过理论、实验和模拟等方法，研究了可再生能源利用的相关技术，包括：太阳能半导体热电堆冷热墙技术，太阳能半导体热电堆空调器技术，基于太阳能利用的风冷热泵三联供技术、辐射供暖技术、太阳能吸收制冷技术等。需要指出的是，本书内容所包含的可再生能源新技术主要是指太阳能技术在零能耗建筑方面的应用新技术等。

全书在编写时尽量做到内容深入浅出，层次清晰，注重理论与实践的结合，力图通过利用可再生能源技术，实现夏热冬冷地区的建筑零能耗或近零能耗。本书可用于建筑环境与能源应用工程、土木工程、建筑学等专业的本科及研究生的教学参考书，也可供公用设备暖通专业工程师及相关工程技术人员学习和参考。

本书的编写得到武汉市建筑节能办公室、武汉市建筑节能检测中心的鼎力支持。在本项目研究与可再生能源技术示范工程实施期间，武汉市建筑节能检测中心积极配合相关研究工作和项目的施工，在此表示衷心感谢。本书还得到了武汉科技大学城市学院学术专著出版基金资助。参与本书撰写工作的有刘冬华、鄢小虎、焦良珍、龙一飞、符媛媛、高春雪、韦卜方、郎倩珺、杨树、朱傲、吴松林、郝禹、丁照球、杨二平、胡中平、吴海涛、佘明威、席洋、包阔、黄倞、徐伟、陈添寿、罗继春、吕学林、梅钢、童亮、向金童、陈芬、蔡美元、潘华阳、王心慰等老师与同学，对上述人员所付出的辛勤劳动，在此表示衷心感谢。

因时间所限以及本人水平有限，书中难免有不妥之处，敬请广大读者不吝赐教，提出宝贵意见。

著者

2019年10月

建筑节能技术已经成为目前建筑技术发展的重点和热点之一。为实现夏热冬冷地区的建筑零能耗或近零能耗，本书根据相关研究确定了夏热冬冷地区零能耗建筑的定义和标准，通过理论、实验和模拟等方法，研究了可再生能源利用的相关技术，包括：太阳能半导体热电堆冷热墙技术，太阳能半导体热电堆空调器技术，基于太阳能利用的风冷热泵三联供技术、辐射供暖技术、太阳能吸收制冷技术等。本书内容对零能耗建筑与可再生能源新技术的研究、理论探索、应用推广有较好的参考价值。

本书在编写时注重理论与实践相结合，内容深入浅出，可供从事建筑节能技术研究、暖通空调、能源利用、环境保护等领域的专业工作者、管理工作者参考，也可用作建筑环境与能源应用工程、土木工程、建筑学等专业的本科及研究生的教学参考书。

第1章夏热冬冷地区零能耗建筑的建立/001

1.1零能耗建筑现行标准与研究进展001

1.1.1国外研究现状001

1.1.2国内研究现状003

1.2夏热冬冷地区零能耗建筑的建立005

1.2.1实验建筑概况005

1.2.2建筑能耗影响因素分析006

1.2.3近零能耗建筑的建立008

1.2.4零能耗建筑的建立009

1.2.5能耗模拟计算011

1.3夏热冬冷地区零能耗建筑中可再生能源新技术013

第2章基于太阳能的半导体热电堆冷热墙及空调器设计/015

2.1太阳能半导体制冷015

2.1.1太阳能光伏发电016

2.1.2半导体制冷020

2.2太阳能半导体热电堆冷热墙设计023

2.2.1光-电转换系统023

2.2.2半导体冷热墙体025

2.3太阳能半导体热电堆空调器设计028

2.3.1嵌入式半导体空调器028

2.3.2系统匹配设计029

2.4本章小结032

第3章太阳能半导体热电堆冷热墙应用/033

3.1半导体冷热墙单体性能研究033

3.1.1传热性能及制冷效果测试 033

3.1.2强化换热研究037

3.2太阳能半导体冷热墙在近零能耗建筑中的应用研究040

3.2.1实验研究041

3.2.2模拟研究048

3.3半导体冷热墙的优化设计050

3.4本章小结051

第4章太阳能半导体热电堆空调器应用/052

4.1太阳能光伏电池特性研究052

4.1.1实验设备及元件052

4.1.2太阳能光伏电池的特性测试053

4.2半导体制冷制热实验结果与分析063

4.2.1制冷实验结果与分析063

4.2.2制热实验结果与分析068

4.3太阳能半导体空调器的经济性分析068

4.3.1成本分析068

4.3.2系统减排效益分析0694.4

本章小结070

第5章基于太阳能利用的风冷热泵三联供技术/072

5.1太阳能热泵及冷热、热水三联供系统072

5.1.1太阳能热泵072

5.1.2三联供系统及分析073

5.2基于太阳能利用的风冷热泵三联供系统079

5.2.1系统设计079

5.2.2系统节能潜力分析081

5.2.3部件匹配设计082

5.3三联供系统的实验研究089

5.3.1实验准备089

5.3.2数据处理092

5.3.3系统全年运行性能测试结果分析094

5.3.4系统的效益分析105

5.4本章小结110

第6章辐射供暖技术/111

6.1辐射冷热墙系统111

6.1.1辐射冷热墙系统及设计111

6.1.2辐射冷热墙系统供暖工况实验测试120

6.2低谷电地板辐射采暖系统129

6.2.1电力资源使用现状129

6.2.2低谷电地板辐射采暖系统130

6.2.3地板辐射采暖蓄热特性和蓄热材料分析132

6.2.4低谷电地暖辐射采暖的实验研究139

6.3本章小结148

第7章太阳能溶液除湿及吸附式制冷技术/149

7.1太阳能溶液除湿系统149

7.1.1溶液除湿系统149

7.1.2溶液再生设备156

7.1.3集热型溶液再生过程的实验研究165

7.2太阳能吸附式制冷系统173

7.2.1太阳能吸附式制冷原理173

7.2.2太阳能复合管吸附式制冷系统的设计174

7.2.3吸附式制冷系统动态仿真模型的建立182

7.2.4太阳能空调工况制冷仿真系统性能分析189

7.3基于余热利用的卡车驾驶室局部空调系统研究195

7.3.1汽车空调与吸附式制冷技术195

7.3.2余热利用空调系统稳定性分析196

7.3.3驾驶室局部空调系统模拟研究201

7.3.4驾驶室局部空调系统实验研究233

7.3.5经济性分析241

7.4本章小结243

参考文献/244

后记/249

建筑节能技术已经成为目前建筑技术发展的重点和热点之一。为实现夏热冬冷地区的建筑零能耗或近零能耗，本书根据相关研究确定了夏热冬冷地区零能耗建筑的定义和标准，通过理论、实验和模拟等方法，研究了可再生能源利用的相关技术，包括：太阳能半导体热电堆冷热墙技术，太阳能半导体热电堆空调器技术，基于太阳能利用的风冷热泵三联供技术、辐射供暖技术、太阳能吸收制冷技术等。本书内容对零能耗建筑与可再生能源新技术的研究、理论探索、应用推广有较好的参考价值。

本书在编写时注重理论与实践相结合，内容深入浅出，可供从事建筑节能技术研究、暖通空调、能源利用、环境保护等领域的专业工作者、管理工作者参考，也可用作建筑环境与能源应用工程、土木工程、建筑学等专业的本科及研究生的教学参考书。

1 可再生能源技术与零能耗建筑的结合是近年来发展新的热点和方向之一。

2 系统总结和阐述零能耗建筑与可再生能源新技术、新成果、新实践。

3 结合作者自身研究工作和研究实践、实例，更有参考价值。