导 语
北方城镇建筑采暖能耗约占建筑能耗总量的60%。因此，供热节能是北方城镇建筑节能工作的重点，也是北方城镇大气污染防治的重要技术措施之一。近十几年，中国北方城镇建筑面积以每年２亿～３亿平方米速度增长，导致供热负荷需求激增。然而，北方城镇的传统热源建设因环保政策的限制而受到极大的掣肘，这在很大程度上致使既有热源供热能力相对不足。当前，中国北方城镇不仅存在供暖保障能力不足的问题，而且还存在大气环境污染严重的问题。
中国历年北方城镇集中供热面积
为提升大气环境质量，党中央和国务院先后制定和颁布了一系列法律、法规，如 《中华人民共和国节约能源法》《中华人民共和国清洁生产促进法》《中华人民共和国大气污染防治法》，号召各地政府结合当地资源条件因地制宜积极推进清洁供热。北方地区拥有大量的低温工业余热和丰富的水热型地热资源，因此，回收工业余热和开发水热型地热资源用于北方城镇建筑采暖，不仅可显著提升城镇供暖保障能力，而且还可大幅降低化石能源消耗量及其大气污染物排放量，提升大气环境质量。然而，大多数高能耗工业企业和水热型地热田因远离城镇供热负荷中心而无法被高效深度利用。目前，长距离输热已成为清洁供热发展的瓶颈，亟待解决。
近十年来，北京建筑大学孙方田研究团队积极开展了低碳区域供热供冷技术研究及关键设备研发，在国家科技支撑计划、北京市科技支撑计划、北京市教委科技计划等项目的支持下开展了“基于逆循环的喷射式大温差复合换热技术/压缩式大温差复合换热技术研究”以及“水热型地热大温差集中供热技术研究”，初步建立了低碳大温差区域供热供冷理论及技术体系，研发了喷射式大温差换热机组和压缩式大温差换热机组，并结合北方城镇资源条件和供热设施建设现状提出了“具有中国特色的低碳大温差集中供热新解决方案”，为中国北方城镇低碳供热工程规划、设计与建设提供新思路和技术支持。
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喷射式大温差换热技术是一种基于喷射制冷循环的复合高效传热技术，可用于大温差集中供热系统的热力站，以大幅降低一次热网回水温度，其传热性能突破了常规换热器的极限。本书着重介绍了喷射式换热技术发展背景、理论基础、工作机理、数学建模、系统优化、运行特性、适用性及其供热案例分析，着重阐明喷射式大温差换热技术工作机理及其相关设计优化理论，分析第一、二代喷射式大温差换热系统流程新工艺及运行特性，并结合案例分析其为集中供热系统带来的节能、环保及经济效益，探讨其在工业余热回收、中深层地热资源高效开发等领域中的适用性，以期快速推动我国北方地区大温差清洁供热发展。
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水热型地热大温差集中供热新技术涉及地质、地热、热能动力及供热工程等多个领域，是多学科交叉的能源高效开发利用技术。为了更清楚、全面地阐明水热型地热大温差集中供热技术特点，本书汲取了各个领域前辈们的科研成果及经验，从地热供热发展需求、地热资源禀赋、不同类型大温差换热机组特点及适用性、地热供热系统优化集成、技术适用性以及清洁能源激励政策等方面进行了阐述。本书可作为高等学校能源动力类以及土建类专业的教科书或教学参考书，也可供相关科研人员、低碳供热工程规划及系统设计人员、供热设备研发及设计人员、供热企业运营管理人员自学或参考，以期提高我国低碳区域供热供冷技术水平，全面推动我国北方地区低碳大温差区域供热供冷发展。
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作者简介
孙方田，博士，副教授，主要从事低碳区域供热供冷技术研究及关键设备研发，提出了中深层地热和工业余热高效回收利用新思路、新技术及新方案，研制了压缩式大温差换热机组以及喷射式大温差换热机组，初步构建了低碳大温差区域供热供冷理论及技术体系，兼任北京市建筑能源高效综合利用工程技术研究中心副主任、集中供热与热计量专业委员会理事，主持和参与完成国家、省部级及企业服务项目15项，荣获北京市科学技术奖壹等奖1项目，获得中国发明专利授权27项，实用新型专利授权3项，发表高水平学术论文40余篇，其中一区SCI论文12篇，EI论文21篇，出版学术专著2部，参编学术专著2部。
本文作者：韩 杰
初 审：曲 楠
复 审：章 曲
终 审：佟令玫
