基于煙囪效應(yīng)對太陽能玻璃混合墻體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、近年來，隨著建筑采暖通風空調(diào)能耗的不斷增加，利用自然通風改善室內(nèi)熱舒適性，提高室內(nèi)空氣品質(zhì)，以達到節(jié)能目的顯得尤為重要。煙囪效應(yīng)也即熱壓效應(yīng)，是由于空氣被加熱升溫后，密度減小而上浮的一種現(xiàn)象。太陽能煙囪就是利用吸收太陽輻射熱增大煙囪內(nèi)外空氣密度差，從而為煙囪內(nèi)空氣提供浮升力，使得煙囪內(nèi)空氣被加熱升溫而上升的一種強化自然通風的手段。
　　 本研究依據(jù)自然通風和能量平衡原理，以空氣得熱量為考察指標，采用模擬(COMSOL3.5軟件)

2、和實驗的方法，分析太陽輻射強度(Qin)和玻璃混合墻體空氣通道寬高比(W/H)對空氣得熱量(Qgain)的影響，確定使Qgain達到最大值的最佳空氣通道寬高比Wopt，為太陽能煙囪的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。
　　 數(shù)值模擬方面，本研究應(yīng)用COMSOL3.5軟件對太陽能玻璃混合墻體內(nèi)空氣的流動過程進行模擬。分析太陽輻射強度(Qin)和玻璃混合墻體通道寬高比(W/H)，對太陽能煙囪內(nèi)空氣溫度場、速度場、空氣流量、空氣得熱量的影響。

3、　　 研究發(fā)現(xiàn)：
　　 1、當太陽輻射強度分別為100W·m-2、200W·m-2、300W·m-2、400W·m-2時，煙囪內(nèi)空氣流量隨著玻璃混合墻體通道寬高比(W/H)的增大而增大；
　　 2、當太陽輻射強度為500W·m-2時，煙囪內(nèi)空氣流量隨著玻璃混合墻體通道寬高比(W/H)的增大而先增大后減小，W/H=0.6時達到最大值；
　　 3、當太陽輻射強度分別為100W·m-2、200W·m-2、300W·m

4、-2、400W·m-2、500W·m-2時，對應(yīng)玻璃混合墻體通道寬高比依次為0.6、0.6、0.4、0.2、0.1，煙囪內(nèi)空氣得熱量取得最大值。
　　 實驗研究方面，搭建了太陽能玻璃混合墻體實驗臺，太陽能玻璃混合墻體空氣通道高度H=1m，長度L=1m，玻璃與蓄熱墻之間的距離可在0.1m～0.6m范圍內(nèi)變化。利用9個浴霸燈發(fā)出的光模擬太陽光，太陽輻射強度可在120.44W·m-2～957.89W·m-2范圍內(nèi)變化。實驗結(jié)果表明：<

5、br>　　 1、在所研究的參數(shù)范圍內(nèi)(Qin=120.44W·m-2～957.89W·m-2，H=1m，W=0.1m～0.6m)，當太陽輻射強度一定時，空氣流量隨著玻璃混合墻體通道寬高比的增大而增大；
　　 2、當太陽輻射強度一定時，空氣得熱量隨著玻璃混合墻體通道寬高比的增大而先增大后減小。當Qin=244.22W·m-2，玻璃混合墻體通道寬高比W/H=0.5時，空氣得熱量取得最大值，為519.38J·s-1；當Qin=351

6、.75W·m-2，玻璃混合墻體通道寬高比W/H=0.4時，空氣得熱量取得最大值，為961.58J·s-2；當Qin=550.81W·m-2，玻璃混合墻體通道寬高比W/H=0.3時，空氣得熱量取得最大值；
　　 3、當太陽輻射強度一定時，隨著玻璃混合墻體通道寬高比的增大，煙囪內(nèi)空氣溫度逐漸降低；
　　 4、當太陽輻射強度一定時，隨著玻璃混合墻體通道寬高比的增大，煙囪內(nèi)空氣速度逐漸降低。
　　 本研究的結(jié)論是：在所研