太阳能烟囱-地埋管耦合系统连续自然通风可靠性实验研究

作为利用地热能和太阳能的两种典型技术,土壤-空气换热器(EAHE)和太阳能烟囱(SC)已被深入研究和广泛应用.将两者合理结合,利用太阳能烟囱产生的热压,可以取代风机为EAHE中空气的流动提供驱动力,再将室外新鲜空气引入室内,同时降低建筑能耗.作为全被动式系统,SC-EAHE系统性能取决于当地的土壤蓄放热能力和天气状况,为了研究连续自然通风时,不同天气条件下耦合系统的可靠性,以及其对室内热环境的影响,利用全尺寸实验台,对SC-EAHE系统的相关性能参数及室内空气温度进行了为期一周的连续测试.实验结果表明:耦合系统在夏季可以维持可观的自然通风量和制冷量,在太阳辐射充足时,风量最大值为230~280 m^(3)/h,制冷量最大值为600~800 W;在太阳辐射强度较低时,风量和制冷量的峰值分别为170~220 m^(3)/h和400~600 W;地埋管出口空气温度为25.8~27℃,相对湿度为9.1%~84.1%,波动幅度比室外空气分别减小了93.48%和53%;实验房间平均温度比对比房间降低2.5℃,室温波动降低48.2%;系统连续运行后土壤温度升高0.8℃,在自然状态下需要6 d恢复到初始状态.

太阳能烟囱-地埋管联合自然通风及其对室内热环境的影响研究

文章利用位于安徽省铜陵市的全尺寸实验台,研究了太阳能烟囱-地埋管耦合系统在夏热冬冷地区的通风性能以及其对室内热环境的影响。实验于8月份进行,结果表明:夏季,在太阳能烟囱和建筑本体蓄热的共同作用下,太阳能烟囱和地埋管耦合系统可以实现24 h的连续通风,通风量在12:00左右达到最大值252m^(3)/h,夜间依然能维持在50 m^(3)/h以上;地埋管对室外空气的降温效果明显,在7:00-19:00室外空气温度较高的时间段内平均温降为9.2℃,最大温降可达12.5℃。而在其余时段室外空气温度较低,降温效果虽不明显,但平均温降也在0.5℃以上。测试房间室内空气温度与墙壁内表面温度显著降低,波动减小,室内空气温度基本维持在28~30℃,波动不超过2℃。与对比房间的内表面温度相比,测试房间对应内表面温度降低了2~3℃。因此该耦合系统可以有效降低室内空调能耗。