熱壓與空氣-土壤換熱器(EAHE)耦合通風(fēng)換熱理論模型研究.pdf

1、自然通風(fēng)作為一種簡(jiǎn)單且有效的通風(fēng)調(diào)節(jié)方式早在幾千年前就已經(jīng)在世界各地被廣泛應(yīng)用，但是其調(diào)節(jié)效果受制于室外熱環(huán)境。隨著現(xiàn)代暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，大量的空調(diào)設(shè)施層出不窮，人們開(kāi)始主動(dòng)的調(diào)節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境，與此同時(shí)也加劇了能源消耗和環(huán)境問(wèn)題。面對(duì)日益凸顯的高能耗問(wèn)題，發(fā)展綠色節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)乃至國(guó)家所關(guān)注的重要課題。由此，自然通風(fēng)以及相應(yīng)的復(fù)合式系統(tǒng)作為節(jié)能、環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)形式再次被各國(guó)學(xué)者所重視。
　　地道風(fēng)系統(tǒng)（

2、EAHEs）是一種比較典型的復(fù)合式通風(fēng)系統(tǒng)形式，通過(guò)熱壓誘導(dǎo)自然通風(fēng)或者機(jī)械通風(fēng)的方式將室外空氣引入地道，進(jìn)而改善室內(nèi)的熱濕環(huán)境。其中自然通風(fēng)與地道風(fēng)技術(shù)的結(jié)合則充分發(fā)揮了兩者的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展。然而針對(duì)這種將地上建筑與地道系統(tǒng)耦合在一起進(jìn)行分析的理論模型則相對(duì)較少，尤其是地道風(fēng)系統(tǒng)中通過(guò)熱壓誘導(dǎo)自然通風(fēng)方式提供驅(qū)動(dòng)力的耦合通風(fēng)換熱理論模型。本文首先基于波動(dòng)理論的假設(shè)，認(rèn)為建筑熱壓耦合通風(fēng)換熱模式下室內(nèi)熱環(huán)境的參數(shù)存在非簡(jiǎn)

3、諧多頻波動(dòng)現(xiàn)象。在室內(nèi)溫度始終大于等于室外溫度時(shí)，即Ti(t)≥T0(t)的工況下，根據(jù)傅里葉變換理論，對(duì)單體建筑熱壓通風(fēng)與蓄熱非線性耦合理論進(jìn)行了分析推導(dǎo)，將復(fù)雜的非線性耦合問(wèn)題線性化，以解析表達(dá)式的形式得出室內(nèi)空氣溫度、通風(fēng)量與建筑結(jié)構(gòu)尺寸、蓄熱體量及負(fù)荷大小的關(guān)系，使得計(jì)算更加簡(jiǎn)便有效。
　　然后搭建小尺寸單區(qū)兩開(kāi)口建筑自然通風(fēng)模型實(shí)驗(yàn)臺(tái)，在周期性波動(dòng)的室外熱環(huán)境下，將監(jiān)測(cè)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論模型進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了在Ti(

4、t)≥T0(t)的工況下非穩(wěn)態(tài)建筑自然通風(fēng)與蓄熱非線性耦合理論模型的準(zhǔn)確性。同時(shí)也證實(shí)了建筑自然通風(fēng)與蓄熱非線性耦合現(xiàn)象中非簡(jiǎn)諧多頻波存在的可能性。
　　其次針對(duì)地道內(nèi)土壤滲透半徑的問(wèn)題，提出一種周期性波動(dòng)熱環(huán)境下評(píng)價(jià)地道風(fēng)系統(tǒng)換熱性能的分析模型。通過(guò)引入“過(guò)余波動(dòng)溫度”的概念來(lái)分析地道與土壤之間溫度波動(dòng)的交互作用，從而得出年、日周期下地道內(nèi)空氣溫度振幅和相位的解析式，使得地道風(fēng)系統(tǒng)換熱分析過(guò)程更加簡(jiǎn)單和高效。
　　最后將地