《土壤源熱泵技術及套用》是一本專注於土壤源熱泵方面的理論與工程實際相結合的著作，內容包括土壤源熱泵概念、土壤源特性、地下岩土熱回響測試、地埋管換熱器傳熱理論與模型、地埋管換熱系統設計、土壤熱平衡問題及其控制、地埋管換熱系統施工、系統運行能效測評、系統運行管理及土壤源熱泵工程實例，是一本全面介紹土壤源熱泵方面知識的學術著作，對於土壤源熱泵技術的正確推廣與健康發展具有重要參考價值。該書作者長期從事土壤源熱泵技術的理論研究與工程套用技術開發，具有豐富的理論研究成果與工程套用經驗。該書適合於從事土壤源熱泵的研究、設計、施工及運行管理人員使用，也可供建築環境與能源套用工程、能源與動力工程等相關專業院校師生參考。
基本介紹
- 書名：土壤源熱泵技術及套用
- 作者：楊衛波
- ISBN：9787122254764
- 類別：能源/建築節能與可再生能源利用
- 頁數：296
- 定價：68元
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2015年12月
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
- 字數：373000
- 版次：第一版
內容簡介,前言,目錄,作者簡介,
內容簡介
本書主要闡述了土壤源熱泵的基本原理、相關理論、設計方法以及套用技術，內容包括土壤源熱泵的概念、土壤源特性分析、岩土熱回響測試、地埋管換熱器傳熱理論與模型、地埋管換熱系統設計、土壤熱平衡問題及其控制、地埋管換熱系統施工、系統運行能效測評及運行維護管理，並介紹了部分土壤源熱泵工程實例。本書系統性與實用性相結合，反映了土壤源熱泵領域新的科學研究成果和工程套用進展。
本書可供從事土壤源熱泵的研究、設計、施工及運行管理人員使用，也可供建築、環境與能源套用工程等相關專業院校師生參考。
本書可供從事土壤源熱泵的研究、設計、施工及運行管理人員使用，也可供建築、環境與能源套用工程等相關專業院校師生參考。
前言
隨著經濟的快速發展和人們生活水平的逐步提高，能源與環境問題日益突出，並成為各國在發展經濟的同時急需解決的全球性問題，因此，尋求一種節能、環保、可持續性能源利用模式是世界各國能源建設與發展戰略的重點。土壤源熱泵作為一種既可供暖又可製冷，還可提供生活熱水的新型空調技術，因其具有綠色、高效及適應性好等優點而備受各國青睞，且成為國際上公認的具發展潛力的採暖空調技術之一。近期在我國也得到了快速發展，並被相關政府機構列為可再生能源利用專項技術支持與資助的重點領域之一。
土壤源熱泵技術作為一種可再生能源建築套用技術，在建築節能領域得到了較為廣泛的套用。至今，該技術在國外已有50多年的歷史，積累了豐富的套用設計經驗，已逐步趨向於成熟。然而，國內約在10年前才開始對其展開大規模的研究與開發。近年來，受國家及地方政府的大力推動，尤其是可再生能源建築套用示範城市與示範項目的實施，土壤源熱泵技術在我國得到迅速發展。但是，由於認識與技術上還不成熟，設計經驗欠缺，導致部分土壤源熱泵工程能效較低，甚至出現系統運行失敗的情況。尤其在地埋管傳熱理論與模型、系統動態仿真及其最佳化設計、土壤熱平衡設計及其控制、運行調試與管理等方面需要進一步認識。本書結合作者多年來的研究與工程套用經驗，對土壤源熱泵技術進行全面的闡述，以期為該項技術在國內的健康發展提供參考。
本書內容力求理論聯繫實際，從土壤源熱泵概念、土壤源特性分析、地下熱回響測試、地埋管換熱器傳熱理論與模型、地埋管換熱系統設計、土壤熱平衡問題及其控制、系統運行能效測評、系統運行維護管理及工程實例等方面來全面介紹土壤源熱泵技術，並匯集了作者10多年來的研究與套用成果。因此，本書不僅可供從事土壤源熱泵的研究、設計、施工及運行管理人員使用，也可供建築、環境與能源套用工程等相關專業院校師生參考。
本書由揚州大學楊衛波副教授編著，並負責全書的統稿工作。本書在編著過程中，研究生楊晶晶、孫露露協助進行了部分文字和圖形處理工作，並協助進行文字、公式、插圖與表格的校對，在此一併表示衷心的感謝。
本書的出版得到了化學工業出版社的大力幫助和熱情支持，在此表示衷心的感謝。
本書的工作得到江蘇省自然科學基金項目（BK20141278）、揚州市自然科學基金項目（2015年度）、揚州市科技計畫項目（2014-6）、中國科學院可再生能源重點實驗室開放基金（y507k51001）、廣西建築新能源與節能重點實驗室開放基金（桂林能15-J-22-3）、熱流科學與工程教育部重點實驗室(西安交通大學)開放基金 (KLTFSE2014KF05) 等的資助，在此一併致謝。
本書引用了許多參考文獻和部分工程案例，謹向有關文獻的作者和工程案例的設計者表示衷心感謝。限於編著者的水平，書中不妥之處在所難免，敬請前輩與同行批評指正，以便在以後的教學科研中改進。
楊衛波
2015年10月於揚州大學
土壤源熱泵技術作為一種可再生能源建築套用技術，在建築節能領域得到了較為廣泛的套用。至今，該技術在國外已有50多年的歷史，積累了豐富的套用設計經驗，已逐步趨向於成熟。然而，國內約在10年前才開始對其展開大規模的研究與開發。近年來，受國家及地方政府的大力推動，尤其是可再生能源建築套用示範城市與示範項目的實施，土壤源熱泵技術在我國得到迅速發展。但是，由於認識與技術上還不成熟，設計經驗欠缺，導致部分土壤源熱泵工程能效較低，甚至出現系統運行失敗的情況。尤其在地埋管傳熱理論與模型、系統動態仿真及其最佳化設計、土壤熱平衡設計及其控制、運行調試與管理等方面需要進一步認識。本書結合作者多年來的研究與工程套用經驗，對土壤源熱泵技術進行全面的闡述，以期為該項技術在國內的健康發展提供參考。
本書內容力求理論聯繫實際，從土壤源熱泵概念、土壤源特性分析、地下熱回響測試、地埋管換熱器傳熱理論與模型、地埋管換熱系統設計、土壤熱平衡問題及其控制、系統運行能效測評、系統運行維護管理及工程實例等方面來全面介紹土壤源熱泵技術，並匯集了作者10多年來的研究與套用成果。因此，本書不僅可供從事土壤源熱泵的研究、設計、施工及運行管理人員使用，也可供建築、環境與能源套用工程等相關專業院校師生參考。
本書由揚州大學楊衛波副教授編著，並負責全書的統稿工作。本書在編著過程中，研究生楊晶晶、孫露露協助進行了部分文字和圖形處理工作，並協助進行文字、公式、插圖與表格的校對，在此一併表示衷心的感謝。
本書的出版得到了化學工業出版社的大力幫助和熱情支持，在此表示衷心的感謝。
本書的工作得到江蘇省自然科學基金項目（BK20141278）、揚州市自然科學基金項目（2015年度）、揚州市科技計畫項目（2014-6）、中國科學院可再生能源重點實驗室開放基金（y507k51001）、廣西建築新能源與節能重點實驗室開放基金（桂林能15-J-22-3）、熱流科學與工程教育部重點實驗室(西安交通大學)開放基金 (KLTFSE2014KF05) 等的資助，在此一併致謝。
本書引用了許多參考文獻和部分工程案例，謹向有關文獻的作者和工程案例的設計者表示衷心感謝。限於編著者的水平，書中不妥之處在所難免，敬請前輩與同行批評指正，以便在以後的教學科研中改進。
楊衛波
2015年10月於揚州大學
目錄
第1章緒論1
1.1能源、環境與可持續發展1
1.1.1能源消費現狀1
1.1.2可持續發展對能源利用的要求3
1.2熱泵與節能減排3
1.2.1熱泵的定義3
1.2.2熱泵空調系統4
1.2.3熱泵的驅動能源與驅動裝置5
1.2.4熱泵的節能與環境效益7
1.3熱泵的理論基礎8
1.3.1理想的熱泵循環8
1.3.2熱泵的性能評價指標10
1.4熱泵的低位熱源11
1.4.1空氣11
1.4.2水12
1.4.3太陽能14
1.4.4土壤15
1.5熱泵的分類17
1.5.1熱泵的分類方法17
1.5.2按熱源種類分類18
1.5.3按熱泵驅動方式分類23
1.5.4按熱泵制熱溫度範圍分類24
1.5.5按載熱介質分類24
1.6熱泵的發展歷程與現狀24
第2章土壤源熱泵27
2.1土壤源熱泵概述27
2.1.1土壤源熱泵的定義27
2.1.2土壤源熱泵系統的構成及工作原理28
2.1.3土壤源熱泵的技術特點29
2.2土壤源熱泵系統的熱力學分析31
2.2.1熱泵機組31
2.2.2用戶末端33
2.2.3循環水泵34
2.2.4地埋管換熱器35
2.2.5土壤源熱泵系統35
2.3土壤源熱泵的類型36
2.3.1土壤源熱泵的分類36
2.3.2垂直埋管式土壤源熱泵36
2.3.3水平埋管式土壤源熱泵38
2.3.4螺旋形埋管式土壤源熱泵38
2.3.5樁基埋管式土壤源熱泵38
2.3.6直膨式土壤源熱泵40
2.3.7複合式土壤源熱泵40
2.4土壤源熱泵適應性評價42
2.4.1適應性評價的必要性42
2.4.2適應性評價體系43
2.5土壤源熱泵推廣套用中的關鍵問題46
2.5.1認識方面46
2.5.2岩土熱物性的確定47
2.5.3設計方面47
2.5.4施工方面47
2.5.5運行管理方面48
2.5.6能效測評48
2.6土壤源熱泵技術的發展歷史與現狀48
2.6.1國外48
2.6.2國內49
第3章土壤源特性分析53
3.1土壤能量的來源與平衡53
3.1.1土壤能量的來源53
3.1.2土壤能量的平衡54
3.2土壤源的特點54
3.2.1土壤源的優點54
3.2.2土壤源的缺點55
3.3土壤的孔性55
3.3.1土壤密度55
3.3.2土壤容重56
3.3.3土壤孔隙56
3.4土壤的熱特性57
3.4.1土壤的熱容量58
3.4.2土壤的熱導率59
3.4.3土壤的導溫性60
3.5土壤的溫度狀況61
3.5.1土壤溫度狀況的影響因素62
3.5.2土壤溫度的變化規律62
3.5.3土壤原始溫度場的計算63
3.5.4土壤溫度的變化特性63
第4章地下岩土熱回響測試67
4.1概述67
4.1.1測試目的67
4.1.2測試依據68
4.2地下岩土熱回響測試要求68
4.2.1一般規定68
4.2.2儀表要求69
4.2.3測試要求69
4.3常用測試方法70
4.3.1土壤地質手冊70
4.3.2取樣測值法70
4.3.3探針法71
4.3.4現場探測法72
4.4現場熱回響測試原理74
4.4.1恆熱流法74
4.4.2恆溫法74
4.4.3兩種測試原理比較75
4.5現場熱回響測試裝置及步驟75
4.5.1測試裝置75
4.5.2測試步驟76
4.5.3測試結果的影響因素77
4.6數據處理方法79
4.6.1基於線熱源的數據擬合法79
4.6.2基於解析解模型的參數估計法81
4.6.3三種方法的比較82
4.6.4測試實例及分析85
第5章地埋管換熱器傳熱理論與模型88
5.1概述88
5.1.1地埋管傳熱模擬的意義88
5.1.2傳熱模型的理論基礎88
5.1.3地埋管換熱器的可利用傳熱溫差89
5.2常用的地埋管換熱器傳熱模型89
5.2.1導熱型模型90
5.2.2熱濕耦合型99
5.2.3考慮凍融相變101
5.2.4地埋管傳熱模型的關鍵105
5.3地埋管傳熱特性影響因素及強化措施105
5.3.1地埋管傳熱特性影響因素105
5.3.2地埋管傳熱強化措施107
5.4變熱流線源模型108
5.4.1變熱流線熱源模型的提出108
5.4.2變熱流情況下鑽孔壁溫的計算108
5.4.3變熱流情況下埋管流體溫度的計算109
5.4.4模型的驗證110
5.5二區域U形埋管傳熱模型112
5.5.1二區域U形埋管傳熱模型的提出112
5.5.2鑽孔外土壤區域的傳熱模型112
5.5.3鑽孔內的傳熱模型114
5.5.4二區域U形埋管傳熱模型的套用119
5.5.5二區域U形埋管傳熱模型的實驗驗證122
5.6土壤凍結對地埋管換熱特性的影響123
5.6.1土壤凍結對土壤溫度分布的影響123
5.6.2含水率對土壤凍結特性的影響125
5.6.3土壤原始溫度對土壤溫度分布及凍結半徑的影響125
5.6.4導溫係數與Stefan數對土壤凍結半徑的影響126
5.7地下水滲流對地埋管換熱特性的影響128
第6章地埋管換熱系統設計130
6.1設計的基礎資料130
6.1.1設計原始資料130
6.1.2空調負荷的計算135
6.1.3現場資源條件勘探141
6.2地埋管換熱器的管材及傳熱介質142
6.2.1地埋管換熱器的管材142
6.2.2管材規格與壓力級別143
6.2.3傳熱介質144
6.3地埋管換熱器的形式與連線146
6.3.1地埋管換熱器的形式146
6.3.2地埋管換熱器的連線方式149
6.4地埋管換熱器長度的設計151
6.4.1工程概算法153
6.4.2半經驗公式法154
6.4.3計算機動態模擬法154
6.5地埋管換熱系統的水力計算155
6.5.1地埋管換熱系統流量的確定155
6.5.2地埋管換熱系統的阻力計算156
6.6地埋管換熱系統設計實例161
6.6.1工程概況161
6.6.2系統分區與機房冷熱源配置161
6.6.3地埋管換熱系統的設計162
6.6.4輔助冷卻塔容量的確定164
6.6.5地埋管系統流量的確定164
6.6.6管內流速校核166
6.6.7管路系統阻力損失計算與承壓能力校核166
6.6.8地下熱平衡計算167
6.7地埋管換熱系統專用設計軟體167
第7章土壤熱平衡問題及其控制170
7.1土壤熱平衡170
7.1.1土壤熱平衡的概念170
7.1.2土壤熱失衡的原因171
7.1.3土壤熱失衡的危害172
7.2土壤熱平衡的設計與控制173
7.2.1土壤熱平衡的設計173
7.2.2土壤熱平衡控制的技術措施175
7.3土壤熱平衡控制中關鍵影響因素的分析176
7.3.1取放熱不平衡率176
7.3.2地下釋能運行控制模式178
7.3.3埋管布置方式182
7.3.4岩土類型183
7.3.5地下水滲流184
7.3.6土壤凍結相變185
7.4複合式土壤源熱泵系統187
7.4.1複合式系統的必要性187
7.4.2冷卻塔-土壤源熱泵複合式系統187
7.4.3太陽能-土壤源熱泵複合式系統193
第8章地埋管換熱系統施工203
8.1施工工藝流程203
8.2施工前的準備203
8.2.1現場勘探203
8.2.2場地規劃204
8.2.3水文地質調查205
8.2.4測試孔與監測孔205
8.3施工設備206
8.3.1鑽孔與挖掘機械206
8.3.2焊接與回填設備211
8.4地埋管管道的連線214
8.4.1管道的熱熔連線214
8.4.2管道的電熔連線218
8.4.3鋼塑管道的轉換連線220
8.4.4聚乙烯管道連線與施工時應注意事項221
8.5地埋管換熱器的安裝222
8.5.1水平式地埋管換熱器222
8.5.2豎直式U形地埋管換熱器224
8.6地埋管換熱系統的檢驗與水壓試驗230
8.6.1地埋管換熱系統的檢驗230
8.6.2地埋管水壓試驗230
第9章土壤源熱泵系統運行能效測評232
9.1能效測評的必要性232
9.1.1土壤源熱泵健康發展的需要232
9.1.2土壤源熱泵系統的複雜性233
9.1.3系統最佳化運行管理的需要233
9.1.4土壤源熱泵生態環保的需要233
9.2能效測評的依據234
9.3能效測評的內容234
9.3.1測試條件234
9.3.2測試內容235
9.3.3評價內容235
9.4能效測評的方法235
9.4.1測試方法235
9.4.2評價方法240
9.5能效測評報告244
9.5.1基本要求244
9.5.2能效測評報告的組成246
第10章土壤源熱泵系統運行維護管理249
10.1土壤源熱泵系統的運行管理249
10.1.1技術資料249
10.1.2運行的規章制度250
10.1.3運行人員管理251
10.1.4運行技術要求251
10.1.5運行節能要求254
10.1.6運行安全要求254
10.2土壤源熱泵系統的運行維護255
10.2.1維護保養制度255
10.2.2維護保養內容255
第11章土壤源熱泵系統工程實例257
11.1浙江某賓館複合式土壤源熱泵系統257
11.1.1工程概況257
11.1.2地質勘探與岩土熱回響測試257
11.1.3總體設計方案258
11.1.4熱泵機組選型258
11.1.5地埋管換熱系統設計259
11.1.6冷卻塔容量確定262
11.2揚州大學複合式土壤源熱泵實驗示範系統262
11.2.1實驗示範系統概況262
11.2.2冷卻塔-土壤源熱泵複合式系統263
11.2.3太陽能-土壤源熱泵複合式系統268
11.3揚州帝景藍灣土壤源熱泵系統273
11.3.1工程概況273
11.3.2設計依據274
11.3.3空調負荷計算與熱泵機組選型274
11.3.4地埋管換熱器系統設計275
11.3.5地埋管換熱器的施工278
11.4揚州陽光美第土壤源熱泵系統280
11.4.1工程概況280
11.4.2設計依據280
11.4.3地下岩土熱回響測試280
11.4.4空調負荷計算282
11.4.5冷熱源配置282
11.4.6地埋管換熱器設計與施工284
11.4.7地表水源熱泵286
參考文獻288
1.1.1能源消費現狀1
1.1.2可持續發展對能源利用的要求3
1.2熱泵與節能減排3
1.2.1熱泵的定義3
1.2.2熱泵空調系統4
1.2.3熱泵的驅動能源與驅動裝置5
1.2.4熱泵的節能與環境效益7
1.3熱泵的理論基礎8
1.3.1理想的熱泵循環8
1.3.2熱泵的性能評價指標10
1.4熱泵的低位熱源11
1.4.1空氣11
1.4.2水12
1.4.3太陽能14
1.4.4土壤15
1.5熱泵的分類17
1.5.1熱泵的分類方法17
1.5.2按熱源種類分類18
1.5.3按熱泵驅動方式分類23
1.5.4按熱泵制熱溫度範圍分類24
1.5.5按載熱介質分類24
1.6熱泵的發展歷程與現狀24
第2章土壤源熱泵27
2.1土壤源熱泵概述27
2.1.1土壤源熱泵的定義27
2.1.2土壤源熱泵系統的構成及工作原理28
2.1.3土壤源熱泵的技術特點29
2.2土壤源熱泵系統的熱力學分析31
2.2.1熱泵機組31
2.2.2用戶末端33
2.2.3循環水泵34
2.2.4地埋管換熱器35
2.2.5土壤源熱泵系統35
2.3土壤源熱泵的類型36
2.3.1土壤源熱泵的分類36
2.3.2垂直埋管式土壤源熱泵36
2.3.3水平埋管式土壤源熱泵38
2.3.4螺旋形埋管式土壤源熱泵38
2.3.5樁基埋管式土壤源熱泵38
2.3.6直膨式土壤源熱泵40
2.3.7複合式土壤源熱泵40
2.4土壤源熱泵適應性評價42
2.4.1適應性評價的必要性42
2.4.2適應性評價體系43
2.5土壤源熱泵推廣套用中的關鍵問題46
2.5.1認識方面46
2.5.2岩土熱物性的確定47
2.5.3設計方面47
2.5.4施工方面47
2.5.5運行管理方面48
2.5.6能效測評48
2.6土壤源熱泵技術的發展歷史與現狀48
2.6.1國外48
2.6.2國內49
第3章土壤源特性分析53
3.1土壤能量的來源與平衡53
3.1.1土壤能量的來源53
3.1.2土壤能量的平衡54
3.2土壤源的特點54
3.2.1土壤源的優點54
3.2.2土壤源的缺點55
3.3土壤的孔性55
3.3.1土壤密度55
3.3.2土壤容重56
3.3.3土壤孔隙56
3.4土壤的熱特性57
3.4.1土壤的熱容量58
3.4.2土壤的熱導率59
3.4.3土壤的導溫性60
3.5土壤的溫度狀況61
3.5.1土壤溫度狀況的影響因素62
3.5.2土壤溫度的變化規律62
3.5.3土壤原始溫度場的計算63
3.5.4土壤溫度的變化特性63
第4章地下岩土熱回響測試67
4.1概述67
4.1.1測試目的67
4.1.2測試依據68
4.2地下岩土熱回響測試要求68
4.2.1一般規定68
4.2.2儀表要求69
4.2.3測試要求69
4.3常用測試方法70
4.3.1土壤地質手冊70
4.3.2取樣測值法70
4.3.3探針法71
4.3.4現場探測法72
4.4現場熱回響測試原理74
4.4.1恆熱流法74
4.4.2恆溫法74
4.4.3兩種測試原理比較75
4.5現場熱回響測試裝置及步驟75
4.5.1測試裝置75
4.5.2測試步驟76
4.5.3測試結果的影響因素77
4.6數據處理方法79
4.6.1基於線熱源的數據擬合法79
4.6.2基於解析解模型的參數估計法81
4.6.3三種方法的比較82
4.6.4測試實例及分析85
第5章地埋管換熱器傳熱理論與模型88
5.1概述88
5.1.1地埋管傳熱模擬的意義88
5.1.2傳熱模型的理論基礎88
5.1.3地埋管換熱器的可利用傳熱溫差89
5.2常用的地埋管換熱器傳熱模型89
5.2.1導熱型模型90
5.2.2熱濕耦合型99
5.2.3考慮凍融相變101
5.2.4地埋管傳熱模型的關鍵105
5.3地埋管傳熱特性影響因素及強化措施105
5.3.1地埋管傳熱特性影響因素105
5.3.2地埋管傳熱強化措施107
5.4變熱流線源模型108
5.4.1變熱流線熱源模型的提出108
5.4.2變熱流情況下鑽孔壁溫的計算108
5.4.3變熱流情況下埋管流體溫度的計算109
5.4.4模型的驗證110
5.5二區域U形埋管傳熱模型112
5.5.1二區域U形埋管傳熱模型的提出112
5.5.2鑽孔外土壤區域的傳熱模型112
5.5.3鑽孔內的傳熱模型114
5.5.4二區域U形埋管傳熱模型的套用119
5.5.5二區域U形埋管傳熱模型的實驗驗證122
5.6土壤凍結對地埋管換熱特性的影響123
5.6.1土壤凍結對土壤溫度分布的影響123
5.6.2含水率對土壤凍結特性的影響125
5.6.3土壤原始溫度對土壤溫度分布及凍結半徑的影響125
5.6.4導溫係數與Stefan數對土壤凍結半徑的影響126
5.7地下水滲流對地埋管換熱特性的影響128
第6章地埋管換熱系統設計130
6.1設計的基礎資料130
6.1.1設計原始資料130
6.1.2空調負荷的計算135
6.1.3現場資源條件勘探141
6.2地埋管換熱器的管材及傳熱介質142
6.2.1地埋管換熱器的管材142
6.2.2管材規格與壓力級別143
6.2.3傳熱介質144
6.3地埋管換熱器的形式與連線146
6.3.1地埋管換熱器的形式146
6.3.2地埋管換熱器的連線方式149
6.4地埋管換熱器長度的設計151
6.4.1工程概算法153
6.4.2半經驗公式法154
6.4.3計算機動態模擬法154
6.5地埋管換熱系統的水力計算155
6.5.1地埋管換熱系統流量的確定155
6.5.2地埋管換熱系統的阻力計算156
6.6地埋管換熱系統設計實例161
6.6.1工程概況161
6.6.2系統分區與機房冷熱源配置161
6.6.3地埋管換熱系統的設計162
6.6.4輔助冷卻塔容量的確定164
6.6.5地埋管系統流量的確定164
6.6.6管內流速校核166
6.6.7管路系統阻力損失計算與承壓能力校核166
6.6.8地下熱平衡計算167
6.7地埋管換熱系統專用設計軟體167
第7章土壤熱平衡問題及其控制170
7.1土壤熱平衡170
7.1.1土壤熱平衡的概念170
7.1.2土壤熱失衡的原因171
7.1.3土壤熱失衡的危害172
7.2土壤熱平衡的設計與控制173
7.2.1土壤熱平衡的設計173
7.2.2土壤熱平衡控制的技術措施175
7.3土壤熱平衡控制中關鍵影響因素的分析176
7.3.1取放熱不平衡率176
7.3.2地下釋能運行控制模式178
7.3.3埋管布置方式182
7.3.4岩土類型183
7.3.5地下水滲流184
7.3.6土壤凍結相變185
7.4複合式土壤源熱泵系統187
7.4.1複合式系統的必要性187
7.4.2冷卻塔-土壤源熱泵複合式系統187
7.4.3太陽能-土壤源熱泵複合式系統193
第8章地埋管換熱系統施工203
8.1施工工藝流程203
8.2施工前的準備203
8.2.1現場勘探203
8.2.2場地規劃204
8.2.3水文地質調查205
8.2.4測試孔與監測孔205
8.3施工設備206
8.3.1鑽孔與挖掘機械206
8.3.2焊接與回填設備211
8.4地埋管管道的連線214
8.4.1管道的熱熔連線214
8.4.2管道的電熔連線218
8.4.3鋼塑管道的轉換連線220
8.4.4聚乙烯管道連線與施工時應注意事項221
8.5地埋管換熱器的安裝222
8.5.1水平式地埋管換熱器222
8.5.2豎直式U形地埋管換熱器224
8.6地埋管換熱系統的檢驗與水壓試驗230
8.6.1地埋管換熱系統的檢驗230
8.6.2地埋管水壓試驗230
第9章土壤源熱泵系統運行能效測評232
9.1能效測評的必要性232
9.1.1土壤源熱泵健康發展的需要232
9.1.2土壤源熱泵系統的複雜性233
9.1.3系統最佳化運行管理的需要233
9.1.4土壤源熱泵生態環保的需要233
9.2能效測評的依據234
9.3能效測評的內容234
9.3.1測試條件234
9.3.2測試內容235
9.3.3評價內容235
9.4能效測評的方法235
9.4.1測試方法235
9.4.2評價方法240
9.5能效測評報告244
9.5.1基本要求244
9.5.2能效測評報告的組成246
第10章土壤源熱泵系統運行維護管理249
10.1土壤源熱泵系統的運行管理249
10.1.1技術資料249
10.1.2運行的規章制度250
10.1.3運行人員管理251
10.1.4運行技術要求251
10.1.5運行節能要求254
10.1.6運行安全要求254
10.2土壤源熱泵系統的運行維護255
10.2.1維護保養制度255
10.2.2維護保養內容255
第11章土壤源熱泵系統工程實例257
11.1浙江某賓館複合式土壤源熱泵系統257
11.1.1工程概況257
11.1.2地質勘探與岩土熱回響測試257
11.1.3總體設計方案258
11.1.4熱泵機組選型258
11.1.5地埋管換熱系統設計259
11.1.6冷卻塔容量確定262
11.2揚州大學複合式土壤源熱泵實驗示範系統262
11.2.1實驗示範系統概況262
11.2.2冷卻塔-土壤源熱泵複合式系統263
11.2.3太陽能-土壤源熱泵複合式系統268
11.3揚州帝景藍灣土壤源熱泵系統273
11.3.1工程概況273
11.3.2設計依據274
11.3.3空調負荷計算與熱泵機組選型274
11.3.4地埋管換熱器系統設計275
11.3.5地埋管換熱器的施工278
11.4揚州陽光美第土壤源熱泵系統280
11.4.1工程概況280
11.4.2設計依據280
11.4.3地下岩土熱回響測試280
11.4.4空調負荷計算282
11.4.5冷熱源配置282
11.4.6地埋管換熱器設計與施工284
11.4.7地表水源熱泵286
參考文獻288
作者簡介
楊衛波，男，1975年6月出生於湖北省安陸市，中國致公黨員，工學博士，博士後，副教授， 揚州大學水利與能源動力工程學院院長助理、建築環境與設備工程系副主任。2007年獲東南大學《供熱、供燃氣、通風及空調工程》專業博士學位，2009年至2011年在東南大學《動力工程及工程熱物理》博士後流動站完成博士後研究。2012年2月至8月赴美國Oklahoma State University機械與航空學院的Building and Thermal Systems Research Group做訪問學者，師從國際著名地源熱泵專家Dr. Spitler從事地源熱泵及其相關領域的研究。現為揚州大學《供熱、供燃氣、通風及空調工程》、《流體機械及工程》及《動力工程（專業學位）》學科碩士研究生導師、揚州大學優秀青年骨幹教師、中國製冷學會高級會員、江蘇省工程熱物理學會理事、江蘇省製冷學會青年工作委員會副主任委員、江蘇省科技通訊諮詢專家，兼任《Energy》、《Geothermics》、《Energy Consevation and Managment》、《Applied Thermal Engineering》、《International Journal of Green Energy》、《Journal of Sustainable and Renewable Energy》、《Applied Energy》、《製冷學報》、《天津大學學報》（英文版）、《東南大學學報》（英文版）、《農業工程學報》、《上海理工大學學報》及《流體機械》等雜誌地熱能利用方面研究稿件的審稿人。
自2001年開始，長期致力於地源熱泵利用方面的理論研究與工程套用技術開發，研究方向涉及地熱能利用與太陽能熱利用中的傳熱傳質問題及熱泵節能技術。研究內容包括地下埋管傳熱模擬、地下埋管土壤儲能特性、地下土壤凍結相變與地下水滲流特性及其對埋管傳熱特性的影響、地下蓄能傳熱強化與控制、複合源地源熱泵系統運行模式及其最佳化控制、地源熱泵土壤熱平衡的控制技術、地熱能利用中的熱濕傳遞機理及被動式太陽能熱利用技術等。先後主持國家星火計畫、江蘇省自然科學基金、中國博士後科學基金、住房與城鄉建設部科技計畫項目、揚州市自然科學基金、揚州市-揚州大學合作基金及多項省部級重點實驗室開放基金等項目，曾獲青島市科技進步獎二等獎1項、江蘇省建設科學技術獎三等獎1項及揚州市自然科學優秀學術論文一等獎與二等獎各1項，授權發明專利1項、實用新型專利3項。近年來以第一作者在國內外權威期刊與會議上發表學術論文50餘篇，其中SCI收錄7篇、EI收錄20餘篇，ISTP收錄3篇。
