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

摘要

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.