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出版者:西安交通大学出版社

作者:吴业正 编

出品人:

页数:387

译者:

出版时间:1997-4

价格:22.50元

装帧:简裝本

isbn号码:9787560508719

丛书系列:

图书标签:

• 制冷
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• 热力学
• 制冷技术
• 空调
• 制冷剂
• 压缩机
• 换热器
• 冷冻
• 制冷系统

现代能源管理与优化 第一章：全球能源格局与可持续发展挑战 本章深入探讨了当前全球能源供需的复杂图景，从化石燃料的主导地位到新能源技术的快速崛起，描绘了一幅不断演变的能源版图。我们首先分析了地缘政治冲突、气候变化压力以及新兴经济体快速工业化对全球能源结构带来的深刻影响。重点阐述了“碳中和”与“能源转型”目标在国际间的重要性，以及各国为实现可持续发展目标所面临的独特挑战，包括能源贫困、电网现代化和关键矿产资源的战略布局。 接着，本章详细剖述了能源效率在需求侧管理中的核心地位。通过对建筑、工业、交通三大主要能耗部门的深入剖析，我们不仅介绍了最新的节能技术，如智能楼宇管理系统（BMS）和工业4.0背景下的能源优化控制，还强调了行为经济学在提升公众节能意识和能耗管理习惯中的作用。通过案例分析，展示了如何通过系统性的能效提升策略，实现显著的能源消耗削减和运营成本降低。 第二章：先进电力系统与智能电网技术 电力系统是现代社会的心脏。本章聚焦于传统电力系统的升级与向智能电网（Smart Grid）的演进。首先，对交流和直流输电技术进行了比较分析，特别是高压直流输电（HVDC）在远距离、大容量输电中的优势与挑战。 智能电网的核心在于信息技术与电力系统的深度融合。本章详细介绍了智能电表（AMI）、故障定位、隔离与自愈（FLISR）系统以及配电自动化（DA）的构建原理和实施路径。我们探讨了分布式能源（DERs），特别是光伏和风力发电接入对电网稳定性的影响，并深入研究了先进的同步凝滞机（SMO）和静止同步补偿器（STATCOM）在维持电网动态平衡中的应用。 虚拟电厂（VPP）作为整合分布式资源的有效平台，在本章占据重要篇幅。通过对VPP的架构设计、市场参与机制以及优化调度算法的讲解，读者将理解如何通过聚合和优化管理分散的发电、储能和可控负荷资源，提升电网的柔性和可靠性。 第三章：储能技术：实现能源灵活性的关键 在可再生能源渗透率不断提高的背景下，储能技术已成为解决间歇性和波动性问题的核心手段。本章系统性地梳理了当前主流的储能技术： 1. 电化学储能： 重点剖析了锂离子电池（Li-ion）在不同化学体系下的性能差异、安全性管理和循环寿命评估。同时，对钠离子电池、液流电池等下一代技术的前景进行了审慎评估。 2. 物理储能： 包括抽水蓄能（PHS）的选址与经济性分析，以及飞轮储能和压缩空气储能（CAES）在特定应用场景下的优势。 3. 热储能（TES）与化学储能： 探讨了熔盐储热在太阳能热发电（CSP）中的应用，以及氢能（Power-to-Gas）作为长期、大规模储能载体的技术瓶颈与政策驱动。 本章还涵盖了储能系统的寿命预测、状态估算（SOC/SOH）以及安全防护策略，为储能项目的规划与运维提供了坚实的理论和工程基础。 第四章：能源市场与经济性分析 现代能源系统的运行高度依赖于有效的市场机制。本章从能源经济学的角度出发，解析了电力市场的结构，包括日前市场、实时市场和辅助服务市场。重点讨论了容量市场的设计原理，用以激励必要的发电设备投资，确保系统的长期可靠性。 在经济性评估方面，本章引入了全生命周期成本分析（LCCA）的概念，用以衡量不同能源项目的真实成本，而非仅仅关注初始投资。详细介绍了净现值（NPV）、内部收益率（IRR）以及平准化度电成本（LCOE）的计算方法，并结合风险分析，如蒙特卡洛模拟，评估了新能源项目在政策不确定性下的投资风险。此外，碳交易机制（ETS）和碳税对能源项目投资决策的影响也被纳入分析框架。 第五章：能源系统的数字化转型与人工智能应用 能源领域的数字化是提升效率和实现精细化管理的关键。本章聚焦于大数据、物联网（IoT）和人工智能（AI）在能源系统中的深度融合。 首先，阐述了能源物联网的架构，包括传感器层、网络层和应用层，以及海量能源数据的采集、清洗与存储技术（如时间序列数据库）。其次，深入探讨了机器学习在预测性维护中的应用，例如利用深度学习模型预测变压器或风电机组的关键部件故障。 在优化调度方面，强化学习（RL）被视为下一代能源管理工具。本章通过具体模型展示了如何利用RL算法优化微电网的运行策略，实现在满足负荷需求的同时最小化运营成本或碳排放。此外，区块链技术在能源交易透明化和去中心化能源治理中的潜在应用也进行了探讨。 第六章：微电网与区域能源系统集成 微电网（Microgrid）作为下一代能源系统的基本单元，具有高可靠性、高渗透率的特点。本章详细阐述了微电网的拓扑结构（AC、DC、混合型）和运行模式（并网与孤岛模式）。重点解析了微电网的控制架构，包括上层能源管理系统（EMS）、中层设备控制层以及下层并网接口控制。 区域能源系统（District Energy Systems）则侧重于区域层面的热能、冷能和电能的协同供应。本章分析了热电冷联供（CCHP）系统的耦合优化技术，以及如何将区域储能、电动汽车充电负荷与区域可再生能源进行高效集成，实现能源的梯级利用和系统整体效率的最大化。本书强调，微电网与区域能源系统的深度集成，是实现能源系统韧性与可持续发展的有效途径。 第七章：交通能源的电气化与集成 交通运输部门是主要的能源消耗者和排放源。本章全面审视了交通能源的转型路径，核心集中在电动汽车（EV）的普及。 我们分析了不同类型的动力电池技术及其对续航里程和成本的影响。随后，深入研究了智能充电基础设施的规划与管理。这包括：如何利用V2G（Vehicle-to-Grid）技术，将电动汽车作为移动储能单元参与电网调峰；以及如何设计高效的充电站布局和优化动态电价策略，避免对电网造成过大的冲击。 此外，本章也探讨了氢燃料电池技术在重载运输和长途交通中的替代潜力，并分析了绿色氢气的制备、储存和加注技术的前景与挑战。交通能源系统的集成，要求电力系统与交通系统进行前所未有的协同规划与控制。

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从排版和视觉呈现上来看，《制冷原理及设备》也体现了一种对读者体验的尊重。不同于市面上许多充斥着模糊黑白图表的书籍，本书中的插图和流程图都采用了高质量的彩色印刷，清晰度极高，这对于理解复杂的管路布局和部件构造至关重要。例如，剖析冷水机组内部蒸发器和冷凝器的结构时，三维透视图配合关键部件的放大标注，使得原本抽象的内部空间关系变得一目了然。更让我感到实用的是，书中附带的附录部分，包含了大量常用的换热系数表格、管道尺寸计算规范以及常用的工程换算单位，这些都是日常工作中随时需要查阅的“速查表”。我甚至可以直接将书中的某些标准图例应用到我的设计草图中，极大地节省了查找标准资料的时间。这种注重细节和用户友好的设计思路，使得这本书在实际操作层面获得了极高的加分。它成功地将“理论深度”与“使用便捷性”完美地结合在了一起。

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这本《制冷原理及设备》的深度简直让人叹为观止，完全超出了我对一本技术教材的预期。书中的理论阐述非常扎实，无论是热力学循环的细致分解，还是制冷剂的物性数据详述，都显得极为专业和严谨。尤其令我印象深刻的是，作者没有停留在公式的堆砌，而是非常巧妙地将复杂的物理现象转化为易于理解的工程实践。比如，在讲解蒸汽压缩循环的过热和过冷对系统效率的影响时，图表的绘制清晰直观，配合文字的深入分析，即使是对初学者来说，也能迅速把握住核心要害。我特别欣赏它对不同类型压缩机——从往复式到螺杆式再到离心式——的工作原理和适用场景的对比分析，那种层层递进的讲解方式，让读者在学习理论的同时，就已经在脑海中构建起一个完整的设备选型框架。这种将基础理论与实际应用无缝衔接的处理手法，使得这本书不仅仅是一本教科书，更像是一份宝贵的工程师工具手册。我花了大量时间研究其中关于冷库设计中防潮和隔热的章节，其中的案例分析提供了极为具体的计算方法和规范参考，对于我目前正在进行的项目至关重要。

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我非常欣赏《制冷原理及设备》在系统集成和自动化控制方面的探讨，这部分内容真正体现了现代工业对“智能”的要求。书中对PLC（可编程逻辑控制器）在制冷系统中的应用做了详尽的介绍，不仅有理论性的控制逻辑图，更有针对具体工况的编程思路分析。作者深入浅出地解释了PID控制算法在维持温度稳定中的关键作用，并结合实际的传感器选型和信号处理，构建了一个完整的自动化监控框架。这对于我们这些需要将传统制冷系统升级改造，纳入中央楼宇管理系统的工程师来说，提供了宝贵的桥梁知识。它清晰地展示了如何从一个纯粹的机械系统，过渡到一个高度集成、自适应的智能温控平台。这种对控制理论与硬件实现的深度融合，使得这本书在信息时代的背景下，依然保持了极强的时代感和前沿性，确保了读者所学知识体系的完整性和实用性，真正做到了与时俱进。

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这本书的编排逻辑和知识的广度，展现了作者深厚的行业积累。它不仅仅关注于传统机械制冷领域，更让人惊喜的是对新型制冷技术和环保要求的关注达到了前沿水平。我对其中关于热泵技术在不同气候条件下的应用分析尤为感兴趣。作者没有简单地罗列热泵的优缺点，而是深入剖析了其在能效比（COP）受外界温度影响时的动态变化曲线，这对于追求绿色建筑和节能改造的我们来说，提供了极具前瞻性的指导。此外，书中对环保型制冷剂（如低GWP值的替代品）的物性数据和系统兼容性测试结果进行了汇总，这种对行业发展趋势的敏感度和前瞻性布局，使得这本书的生命力远超一般教材。它仿佛在告诉我，学习制冷不仅仅是掌握现有的技术，更重要的是为未来环保法规的变化做好准备。阅读过程中，我感觉作者像一位资深的行业导师，带领我穿越了制冷技术发展的历史长河，并指明了未来的技术方向。

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拿到这本《制冷原理及设备》时，我本以为会是一本枯燥乏味的参考书，但翻阅之后才发现，它在讲述设备维护和故障诊断方面的内容简直是教科书级别的范本。书中对常见制冷系统运行异常的描述极为细致入微，从低压报警到高压跳停，每一种故障现象后面都紧跟着详细的可能原因分析和对应的解决步骤。尤其值得称赞的是，作者对制冷剂充注量、膨胀阀的调整等“经验性”操作，都用科学的依据进行了阐释，破除了许多行业内的模糊认识。我记得有一次我的一个老旧机组出现了制冷能力下降的问题，我按照书中的诊断流程一步步排查，最终找到了是换热器翅片脏堵导致的微小压力降问题，这在以往的经验判断中很容易被忽略。这本书的价值就在于它将那些看似玄乎的“经验”转化成了可量化的、可重复的“知识点”，这对于提高一线技术人员的专业素养有着不可估量的帮助。此外，书中对不同制冷系统（如直接膨胀式、载冷剂循环式）的优缺点对比，也为我们选择和改造老旧设备提供了坚实的理论支撑。

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