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第1章 太阳能基础知识 1

1.1 能源概述 1

1.1.1 能源利用的几个时期 1

1.1.2 太阳能利用的意义 2

1.1.3 太阳能利用的途径 3

1.1.4 太阳能利用的特点 4

1.2 认识太阳 5

1.2.1 太阳的结构 5

1.2.2 地球的自转与公转 7

1.3 天球坐标 7

1.3.1 赤道坐标系 8

1.3.2 地平坐标系 9

1.3.3 太阳角的计算 9

1.4 太阳常数和太阳光谱 12

1.4.1 辐射度量 12

1.4.2 太阳常数 12

1.4.3 太阳光谱 14

1.5 地面太阳辐射的理论估算 16

1.5.1 大气质量 16

1.5.2 大气透明度的引入 18

1.5.3 垂直于太阳光线的地表上的直接辐射强度 19

1.5.4 水平面上的直接太阳辐射 19

1.5.5 工程中常用的计算太阳辐射的方法 21

1.6 中国的太阳能资源及分布特点 23

习题 24

参考文献 24

第2章 太阳能的收集与传导 25

2.1 太阳能的收集方式 25

2.1.1 热收集 25

2.1.2 光电收集 25

2.1.3 光化收集 25

2.2 平板型太阳能集热器 26

2.2.1 平板型集热器的基本结构 26

2.2.2 集热器的基本能量平衡方程及热损系数 28

2.2.3 集热器效率方程及效率曲线 31

2.2.4 集热器热性能试验及技术指标 36

2.3 真空管太阳能集热器 38

2.3.1 全玻璃真空管集热器 39

2.3.2 热管式真空管集热器 44

2.3.3 其他形式金属吸热体真空管集热器 46

2.3.4 真空管集热器的热性能试验 49

2.4 热传导基础知识 51

2.4.1 导热 51

2.4.2 对流换热 53

2.4.3 辐射换热 54

习题 57

参考文献 57

第3章 太阳能的存储技术 58

3.1 太阳能的存储方式 58

3.1.1 太阳能热能储存的分类 59

3.1.2 太阳能蓄热材料的分类及特点 60

3.2 显热储存 61

3.2.1 显热储存的基本原理 61

3.2.2 液体显热储存 63

3.2.3 固体显热储存 66

3.3 相变存储 68

3.3.1 相变存储的基本原理 68

3.3.2 相变储存的优点及面临的问题 69

3.3.3 无机盐水合物相变材料 70

3.3.4 有机相变材料 71

3.3.5 微胶囊技术储能技术概述 72

3.3.6 相变蓄热的应用 74

3.4 化学蓄热 74

3.4.1 化学蓄热的基本原理 74

3.4.2 化学蓄热的优点和缺点 75

3.4.3 适合的化学反应及分类 76

习题 77

参考文献 77

第4章 太阳能热水系统 79

4.1 太阳能热水器简介 79

4.1.1 太阳能热水器的发展状况 79

4.1.2 太阳能热水器的分类 80

4.1.3 太阳能热水器的优缺点及性能优势 81

4.2 家用太阳能热水器 82

4.2.1 家用闷晒式太阳能热水器 82

4.2.2 家用平板太阳能热水器 83

4.2.3 家用全玻璃真空管太阳能热水器 85

4.2.4 家用热管真空管太阳能热水器 86

4.3 太阳热水系统 88

4.3.1 热水系统数学模型的介绍 89

4.3.2 自然循环太阳能热水系统 91

4.3.3 强制循环太阳能热水系统 92

4.3.4 直流式太阳能热水系统 93

4.3.5 二次换热太阳能热水系统 93

4.3.6 中央太阳能热水系统 94

4.4 太阳热水器的设计与生产 98

4.4.1 太阳热水器的设计 98

4.4.2 太阳能热水器生产工艺 101

4.5 太阳热水器的安装与维护 105

4.5.1 太阳热水器的安装 105

4.5.2 太阳能热水器的维护 108

4.6 太阳热水器之展望 109

习题 109

参考文献 110

第5章 太阳能制冷技术 112

5.1 概述 112

5.1.1 制冷的基本概念 112

5.1.2 太阳能制冷系统的分类 113

5.2 太阳能吸收式制冷技术 113

5.2.1 吸收式制冷技术 113

5.2.2 吸收式制冷原理 114

5.2.3 溴化锂吸收式制冷 115

5.2.4 氨吸收式制冷 121

5.2.5 太阳能吸收式制冷系统 125

5.3 太阳能吸附式制冷技术 128

5.3.1 概述 128

5.3.2 太阳能吸附式制冷系统的分类 128

5.3.3 吸附式制冷原理 129

5.3.4 活性炭－甲醇吸附式制冷系统 130

5.3.5 活性炭－氨吸附式制冷系统 131

5.3.6 氯化锶－氨吸附式制冷系统 131

5.3.7 硅胶－水吸附式制冷系统 131

5.3.8 分子筛－水吸附式空调系统 132

5.4 太阳能除湿式制冷技术 132

5.4.1 除湿式制冷系统的优点与分类 132

5.4.2 太阳能除湿式制冷系统的工作原理 132

5.5 太阳能蒸汽压缩式制冷技术 133

5.5.1 蒸汽压缩式制冷技术 135

5.5.2 太阳能蒸汽压缩式制冷技术 135

5.6 太阳能蒸汽喷射式制冷技术 136

5.6.1 蒸汽喷射式制冷技术 137

5.6.2 太阳能蒸汽喷射式制冷技术 138

习题 141

参考文献 141

第6章 太阳能热动力与热发电 143

6.1 太阳能热动力系统 143

6.1.1 太阳能热动力系统原理 143

6.1.2 太阳能热力发电系统构成 144

6.1.3 太阳能热动力水泵 146

6.1.4 太阳能热动力系统的发电过程分析 149

6.2 太阳能发电 152

6.2.1 火力发电系统 153

6.2.2 太阳能热发电技术分类 154

6.2.3 太阳能热发电发展动态及其规模 163

6.2.4 太阳能热发电的发展趋势与前景 169

习题 172

参考文献 172

第7章 太阳能的生物利用 174

7.1 概述 174

7.2 光合作用 174

7.2.1 光合作用简介 174

7.2.2 光合作用原理 175

7.2.3 叶绿素蛋白复合物 176

7.2.4 光合作用中的能量传递 177

7.2.5 能量转移的模型 178

7.3 生物质和生物质的转化技术 179

7.3.1 生物质的种类 179

7.3.2 生物质能资源 180

7.3.3 生物质资源的特点 180

7.3.4 生物质转化技术 181

7.4 其他形式的太阳能生物换能技术 197

7.4.1 光合放氢 197

7.4.2 生物太阳能电池 199

7.5 结语 200

习题 201

参考文献 201

第8章 太阳能的建筑应用 203

8.1 规划设计要求 203

8.1.1 设计原则 203

8.1.2 设计要点 203

8.2 建筑设计要求 205

8.2.1 设计原则 205

8.2.2 设计要点 206

8.2.3 太阳能建筑一体化设计 207

8.3 太阳能在建筑中的应用 208

8.3.1 太阳能建筑采暖技术设计 208

8.3.2 太阳能建筑通风降温设计 215

8.4 建筑实例 220

8.4.1 国外太阳能建筑实例 220

8.4.2 国内太阳能建筑实例 223

习题 227

参考文献 227