建筑节能技术与工程基础PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　节能的重要性 1

1.1.1　能量转换效率的定义和重要性 1

1.1.2　节能的潜力 3

1.1.3　节能改造的投资回报 5

1.2　节能的意义 6

1.2.1　国家能源安全 7

1.2.2　能源与国际贸易 8

1.2.3　能源与经济发展 8

1.2.4　增加就业机会 10

1.2.5　有利于环境保护 11

1.3　节能工作的挑战 12

1.3.1　社会障碍 12

1.3.2　资本障碍 12

1.3.3　市场障碍 13

1.4　节能工作的机遇 14

1.4.1　市场机遇 14

1.4.2　社会机遇 16

1.5　本书内容介绍 19

1.5.1　节能技术的概念、经济分析、审计以及测量与验证 19

1.5.2　建筑物能耗系统的节能方法 21

1.5.3　楼宇系统节能的综合方法 25

参考文献 27

第2章　节能工程的经济分析 29

2.1　概述 29

2.2　投资回报率分析 30

2.3　现金流模型 31

2.4　经济评估方法 34

2.5　折旧率 38

2.6　税后分析 40

2.7　燃料价格上涨的影响 41

2.8　总服务周期经济分析 44

2.9　LCC方法指导的工程投资选择 47

2.10　经济核算的一般程序 51

参考文献 52

第3章　能量审计 54

3.1　概述 54

3.2　能量审计的规划 56

3.2.1　能量审计的设计标准 56

3.2.2　能量的初审 57

3.2.3　能量审计的任务 57

3.3　数据收集过程 58

3.3.1　初审 58

3.3.2　详审 59

3.4　能量分析 61

3.4.1　能耗量 62

3.4.2　能耗时间分布图 64

3.4.3　分时电价 66

3.4.4　能量平衡 67

3.4.5　基本负荷和季节性负荷 68

3.4.6　建立一个年基准线 70

3.4.7　建筑物概况和详细目录 70

3.5　能量管理控制系统的评估 71

3.5.1　评估标准 71

3.5.2　潜在节能方案初步分析 73

3.6　审计报告的书写 74

3.7　后期工作 76

3.8　制定节能实施计划 77

参考文献 77

第4章　节能工程的测量与验证 79

4.1　概述 79

4.2　节能工程的测量与验证方案的一般指导原则 80

4.2.1 固定设备使用率，测量效率（方案A） 81

4.2.2　测量设备使用率，测量功效性能（方案B） 83

4.2.3　整个区域（或建筑物）的测量（方案C） 84

4.2.4　有参数校正的仿真（方案D） 86

4.2.5　选择节能工程测量与验证的指导方针 86

4.3　节能工程的测量与验证过程综述 87

4.3.1　节能工程测量与验证的过程 88

4.3.2　节能工程的测量与验证的现场规划 88

4.3.3　开始节能工程的测量与验证 89

4.3.4　节能工程安装竣工报告 90

4.3.5　定期（年度）报告 91

4.4　节能工程的测量与验证计划的构成 92

4.5　节能工程的测量 94

4.5.1　背景 94

4.5.2　设备 94

4.5.3　传感器和仪表校准 95

4.5.4　测量和监测协议 95

4.5.5　测量持续时间 95

4.5.6　采样 96

4.6　综合整定 97

4.6.1　概述 97

4.6.2　相关标准 98

4.6.3　直接数字控制的综合整定 98

4.6.4　综合整定文档 99

4.6.5　采用能量管理系统或数据记录仪 99

4.6.6　检查 99

4.7　基线特征描述（Baseline Characterization） 100

4.7.1　概述 100

4.7.2　基线调整 100

4.7.3　最小能量标准 102

4.7.4　维修服务质量 102

4.8　相互影响 102

4.9　计算能耗费用 103

4.10　书写报告 103

4.10.1　标准格式 103

4.10.2　提交测量数据 104

4.10.3　对节能工程的测量与验证行为与业主的沟通 104

4.11　节能工程的测量与验证计划审核 104

4.11.1　评估步骤 104

4.11.2　检查节能工程 105

4.11.3　节能工程测量与验证步骤的审核 105

4.11.4　假定／约定的评估 105

4.11.5　节能工程的测量与验证成本估计 106

4.11.6　第三方审核 106

参考文献 106

第5章　测量仪器 108

5.1　概述 108

5.2　电气参数的测量 108

5.3　温度测量 113

5.4　流量测量 117

5.5　压力测量 121

5.6　照明测量 123

5.7　燃烧系统的测量 125

5.8　湿度和周围环境的测量 128

5.9　数据记录仪 129

参考文献 131

第6章　建筑护围的改进 132

6.1　概述 132

6.2　通过建筑护围热的获得／损失 133

6.2.1　基本定义 133

6.2.2　影响热散失的因素 135

6.2.3　通过度-日方法确定总的热散失／获得 137

6.2.4　节能估算 138

6.2.5 BLC、DDH及DDC的估计 139

6.3　建筑护围审计 140

6.3.1　概述 140

6.3.2　准备工作 141

6.3.3　审计 141

6.3.4　报告 142

6.4　建筑护围的改进 143

6.4.1　减少空气渗透 143

6.4.2　建筑护围的绝缘 144

6.4.3　节能计算 146

6.5　窗体的改进 147

6.5.1　概述 147

6.5.2　窗体框架 150

6.5.3　窗体玻璃 151

6.5.4　其他方法 153

6.5.5　节能计算 154

参考文献 155

第7章　电动机的节能 156

7.1　概述 156

7.2　基本概念 157

7.2.1　电动机的种类 157

7.2.2　电动机的调速 157

7.2.3　转矩和功率 158

7.2.4　负载特性 158

7.3　电动机效率 159

7.3.1　高效率电动机 159

7.3.2　高效率电动机的成本分析 161

7.3.3　电动机转速与负载关系 162

7.4　电动机评估技术 164

7.4.1　效率与载荷的关系 164

7.4.2　电动机负载计算 164

7.5　电动机的节能改造 166

7.5.1　概述 166

7.5.2　节能的简便计算方法 168

7.5.3　额定机械功率节能计算方法 168

7.5.4　现场测量法计算节电量 169

7.6　电动机的调速 169

7.6.1　概述 169

7.6.2　负载考虑 170

7.6.3　应用中的问题 172

7.6.4　经济可行性 173

7.7　变转矩下ASD性能测试 174

7.7.1　基本信息 174

7.7.2　ASD输出功率 175

7.7.3　节能计算 177

7.8　测量与验证 178

7.8.1　应用测量与验证的环境 178

7.8.2　基线能耗的确定 179

7.8.3　基线能耗的调整 179

7.8.4　新设备的测量与验证 179

7.8.5　电动机运行时间的测量 181

7.8.6　节能计算 182

7.8.7　现场特定的测量与验证计划 183

7.8.8　ASD的测量与验证举例 183

参考文献 184

第8章　照明设备的节能 186

8.1　概述 186

8.2　一般概念 187

8.2.1　基本定义 187

8.2.2　镇流器 188

8.2.3　光源 189

8.2.4　灯光质量 190

8.3　灯具的类型和效率 191

8.3.1　荧光灯 191

8.3.2　小型荧光灯 193

8.3.3　卤钨灯 194

8.3.4　钠灯 194

8.3.5　金属卤素灯 195

8.3.6　钠氙灯 195

8.3.7　电磁无极感应灯 196

8.3.8　高频电子镇流器 196

8.3.9　能效概述 197

8.4　照明系统能量审计 199

8.4.1 目标 199

8.4.2　照明标准 200

8.4.3　照明系统的评估 201

8.4.4　定量鉴定 201

8.5　照明设备的改造 202

8.5.1　通用技术 202

8.5.2　感应传感器 204

8.5.3　可调照度系统 205

8.5.4　照明设备的管理 205

8.6　测量与验证 206

8.6.1　照明节能工程（ECM）的定义 206

8.6.2　设定控制节能法 207

8.6.3　照明控制的完整测量与验证方法 210

8.7　典型案例 213

8.7.1　英国的一个酿酒公司的案例 213

8.7.2　爱尔兰的一个计算机外围设备制造厂的案例 214

8.7.3　荷兰的一个传动带工厂的案例 214

参考文献 215

第9章　电气系统的节能 217

9.1　概述 217

9.2　功率因数的改进 218

9.2.1　功率因数的定义 218

9.2.2　功率因数校正 218

9.2.3　电容器的位置 221

9.2.4　经济分析 222

9.3　减少总的谐波 223

9.3.1　谐波产生的原因及结果 223

9.3.2　谐波分析 224

9.3.3　谐波处理 227

9.3.4　补偿器的设计 231

9.3.5　设计举例（75kVA变压器） 232

9.4　能量管理规划 234

9.4.1　概述 234

9.4.2　规化调度 235

9.4.3　周期开关控制 235

9.4.4　能耗控制 236

9.4.5　峰谷收费管理 237

9.4.6　最优化起／停 238

9.4.7　夜间空气循环 238

9.5　通用可变负载的测量与检测 239

9.5.1　概述 239

9.5.2　确定基线运行特性 240

9.5.3　记录改造后设备的运行特性 241

9.5.4　能量需求与节能量的计算 241

9.5.5　测量与验证项目的注意事项 243

参考文献 243

第10章　风机系统的节能 245

10.1　概述 245

10.2　风机的类型 246

10.2.1　基本原理 246

10.2.2　离心风机 246

10.2.3　轴流风机 248

10.2.4　风机的性能曲线 249

10.3　送风系统 252

10.3.1　送风系统的各部件 252

10.3.2　风机入口和出口的改进 255

10.3.3　管道的改进 258

10.3.4　泄漏的检查与预防 260

10.4　风机容量的确定 261

10.4.1　选择风机的因素 262

10.4.2　过大风机引起的问题 264

10.4.3　风机过大的检测和纠正措施 265

10.5　变负载风机的控制 267

10.5.1　基本原理 267

10.5.2　风机转速的调节 268

10.5.3　多风机结构 270

10.6　测量与验证 273

10.6.1　负载因子 273

10.6.2　通过铭牌数据计算电能消耗 273

10.6.3　用直接测量法计算用电量 275

10.6.4　利用风机性能曲线计算用电量 276

参考文献 277

第11章　泵系统的节能 279

11.1　概述 279

11.2　液压系统的特性和泵的类型 280

11.2.1　系统的特性 280

11.2.2　泵的工作点 280

11.2.3　离心泵 282

11.2.4　正压泵 285

11.3　泵系统 287

11.3.1　泵系统的组成 287

11.3.2　泵系统的流量控制 289

11.3.3　确定系统问题 290

11.3.4　改进泵系统的基本原理 292

11.3.5　泵的进口和出口设计 293

11.4　泵的正确选择 296

11.4.1　概述 296

11.4.2　泵系统的设计原则 296

11.4.3　过大泵的确定 297

11.4.4　叶轮的修整 299

11.4.5　增加小型泵 300

11.5　可变载荷控制 301

11.5.1　多泵装置 301

11.5.2　使用变频器 303

11.6　泵装置的经济性分析 305

11.6.1　概述 305

11.6.2　按照铭牌数据计算电力成本 306

11.6.3　依据泵性能曲线计算电力成本 306

11.6.4　通过直接测量进行计算 308

11.7　泵系统节能指南 309

11.7.1　大的原则 309

11.7.2　其他方面 309

11.7.3　获取分析数据 310

参考文献 311

第12章　供热系统的节能 313

12.1　概述 313

12.2　锅炉的种类 314

12.2.1　火管锅炉 315

12.2.2　水管锅炉 316

12.2.3　其他燃烧锅炉 319

12.3　燃料供给系统 320

12.3.1　概述 320

12.3.2　下给加煤机 321

12.3.3　集中给料加煤机 322

12.3.4　抛煤机 323

12.4　锅炉效率 326

12.4.1　概述 326

12.4.2　锅炉损耗 326

12.4.3　燃烧损耗 328

12.4.4　锅炉效率 329

12.5　锅炉的选择 330

12.5.1　概述 330

12.5.2　系统负荷 330

12.5.3　锅炉数量 332

12.5.4　蒸汽或热水 333

12.5.5　其他因素 334

12.5.6　锅炉选择实例 335

12.6　锅炉系统的改进 336

12.6.1　概述 336

12.6.2　排烟温度 336

12.6.3　过量空气 337

12.6.4　燃烧空气温度 338

12.6.5　减少其他损耗 340

12.6.6　热回收 340

12.6.7　锅炉控制 341

12.7　经济分析 342

12.7.1　概述 342

12.7.2　现有锅炉的整定 343

12.7.3　回报分析步骤 344

参考文献 345

第13章　制冷系统的节能 347

13.1　概述 347

13.2　基本制冷原理 349

13.2.1　压焓图 349

13.2.2　基本的制冷循环 350

13.2.3　性能系数 352

13.2.4　IPLV/NPLV和容限 353

13.3　制冷系统的类型 354

13.3.1　概述 354

13.3.2　模块式制冷系统 356

13.3.3　水冷式制冷系统 357

13.3.4　容积式压缩机 358

13.3.5　离心式压缩机 360

13.4　制冷系统的选择 361

13.4.1　基本指导原则 361

13.4.2　风冷式制冷系统的选择 362

13.4.3　水冷式制冷系统的选择 364

13.4.4　制冷系统的经济分析 365

13.5　性能改进 368

13.5.1　概述 368

13.5.2　制冷系统的替换 369

13.5.3　制冷控制系统的改进 371

13.5.4　制冷系统的选择 372

13.6　冷却设备置换的测量与验证指导 373

13.6.1　概述 373

13.6.2　安装前的测量与验证工作 373

13.6.3　安装后的测量与验证工作 374

13.6.4　需求量和能量节省额的计算 374

13.6.5　实例分析 375

13.6.6 节能预算中实用的表格 376

参考文献 377

第14章　增湿过程的节能 380

14.1　概述 380

14.2　基本概念 381

14.2.1　湿度和温度 381

14.2.2　焓湿图 383

14.2.3　焓湿图的主要组成 385

14.2.4　运用实例 387

14.2.5　最佳相对湿度 389

14.3　加湿器的种类 391

14.3.1　概述 391

14.3.2　直接蒸汽注入加湿 393

14.3.3　蒸汽-蒸汽加湿 393

14.3.4　电蒸汽加湿器 394

14.3.5　燃气蒸汽加湿器 394

14.4　加湿系统的设计 396

14.4.1　概述 396

14.4.2　建筑物／空间护围 396

14.4.3　负荷计算 397

14.4.4　系统选择 399

14.4.5　成本对比 399

14.5　加湿系统的组成 400

14.5.1　概述 400

14.5.2　选择蒸汽加湿器注意事项 401

14.5.3　蒸汽处理 403

14.5.4　控制 404

14.5.5　蒸汽的分配 404

14.6 HVAC系统加湿 405

14.6.1　概述 405

14.6.2　基本的应用原则 406

14.6.3　中央系统的应用 408

14.6.4　组合式空调 411

参考文献 414

第15章　除湿过程的节能 415

15.1　概述 415

15.2　除湿原理 416

15.2.1　基于制冷的除湿问题 416

15.2.2　机械除湿 419

15.2.3　化学除湿 420

15.3　基于制冷的除湿 424

15.3.1　概述 424

15.3.2　常规系统 424

15.3.3　循环盘管系统 425

15.3.4　热管系统 427

15.3.5　双通道系统 428

15.3.6　不同的机械制冷除湿方案的比较 430

15.4　干燥剂除湿 432

15.4.1　概述 432

15.4.2　双干燥床吸附式除湿器 433

15.4.3　基于固体颗粒的旋转水平床 433

15.4.4　基于波纹槽的除湿器 435

15.4.5　干燥剂除湿的应用 436

15.4.6　选型指导 437

15.5　除湿在中央空调中的应用 438

15.5.1　概述 438

15.5.2　具有化学除湿的混合中央空调系统 439

15.5.3　典型应用配置 441

15.5.4　基本设计原则 442

15.5.5　一些应用 443

参考文献 445

第16章　HVAC系统的节能 447

16.1　概述 447

16.2　设备选型 449

16.2.1　选型过大的影响 450

16.2.2　负荷计算 451

16.2.3　设备选择 452

16.3　HVAC风系统的节能 453

16.3.1　概述 453

16.3.2　把定风量系统改成变风量系统 454

16.3.3　供风系统的效率 456

16.3.4　减小新风量 458

16.3.5　需求风量控制 460

16.3.6　风路控制和管理 461

16.3.7　减小新风量的节能计算 462

16.4　水系统的节能 464

16.4.1　概述 464

16.4.2　一级／二级泵变流量系统 464

16.4.3　一级泵系统变流量控制 465

16.4.4　冷却水系统 466

16.4.5　水系统的能效 467

16.5　冷却塔的能效 468

16.5.1　概述 468

16.5.2　冷却塔的工作原理 469

16.5.3　冷却塔的能效 471

16.5.4　节水 472

16.6　中央空调系统节能改造工程的测量与验证 474

16.6.1　概述 474

16.6.2　安装前数据收集 474

16.6.3　安装后运行特性的测量 476

16.6.4　需求和节能效果的计算 477

16.6.5　特殊节能工程中测量与验证的问题 478

参考文献 478

第17章　楼宇系统的综合再整定 480

17.1　概述 480

17.2　综合再整定 482

17.2.1　项目选择 482

17.2.2　能耗账目清单 484

17.2.3　提高效率和减少成本 485

17.2.4　项目团队人员的规章制度 487

17.2.5　综合再整定的流程 488

17.3　规划阶段 489

17.3.1　提出和商定目标 489

17.3.2　选择团队 490

17.3.3　查阅和更新楼宇文档 491

17.3.4　制定计划 491

17.4　调研阶段 492

17.4.1　实地评估 492

17.4.2　制定一个关于问题和改进潜力清单 493

17.4.3　制定诊断测试计划 493

17.4.4　执行诊断和测试计划 495

17.4.5　选取潜力最大的改进部分 496

17.5　实施和交接阶段 496

17.5.1　实施改进措施 496

17.5.2　改进后的监测 497

17.5.3　项目完工报告 497

17.5.4　综合再整定的频率 498

17.6　综合再整定的相关技术 498

17.6.1　照明系统 499

17.6.2　附加负载 500

17.6.3　楼宇护围结构 501

17.6.4　热交换设备 501

17.6.5　测试、调整和平衡 502

17.6.6　暖通空调系统 503

17.6.7　控制系统 506

参考文献 507