太阳能烟囱强化自然通风特性研究

摘要

自然通风是一种绿色、环保又节能的通风方式，通过有效利用太阳能烟囱可以达到强化室内自然通风的目的。本文从太阳能烟囱强化自然通风潜力大小、风量计算模型以及太阳能贡献率等几个方面展开研究。
　　首先，在对拉萨、郑州、广州、绵阳四个典型城市的太阳辐射数据分析总结之后，提出“太阳能时数”的概念，用以衡量太阳能烟囱强化自然通风的潜力大小，结果发现：拉萨、郑州、绵阳三个城市，秋季为太阳能时数最大的季节，而广州市冬季的太阳能时数最大；然后，采用理论分析的方法推导出竖直集热板式太阳能烟囱的风量计算模型，并予以修正，修正系数在0.5～0.87之间；同时，提出“太阳能贡献率”的概念以表征太阳能在强化自然通风中的作用大小，考虑太阳能烟囱内传热过程时，理论分析竖直集热板式太阳能烟囱的太阳能贡献率最高达15％,而对竖直集热板式太阳能烟囱，Trombe墙式太阳能烟囱以及二者相结合的太阳能烟囱的数值模拟结果则表明，竖直集热板+Trombe墙式太阳能烟囱的太阳能贡献率是三种型式中最高的，最高可达33.2%。
　　最后，选择绵阳市典型日，研究了双倾斜集热板式太阳能烟囱强化自然通风的非稳态过程，获得了自然通风量、室内温度和太阳能烟囱内温度在一天中的非稳态变化及由于南、北向太阳辐射强度不同引起的室内流场的不对称现象。