土壤-空气换热建筑新风系统运行性能测试研究-论文.pdf

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1、第43卷第1期河北工业大学学报2014年2月、b1．43No．1J0URNALOFHEBEIUNIVERSITYOFTECHN0L0GYFebruary2014文章编号：1007—2373(2014)叭一0082—06土壤．空气换热建筑新风系统运行性能测试研究吴俊涛，赵冰，湛文贤，赵灵，王华军(1．河北工业大学能源与环境工程学院，天津300401；2．唐山市建筑节能办公室，河北唐山063000)摘要建立了一套基于土壤一空气换热的建筑新风系统，测试分析了整个系统在夏季、冬季以及过渡季的地下换热特性和室内空气品质状况．结果表明

2、，该系统运行稳定可靠，室内最高CO：浓度控制在6X10一～7X10～，能够有效保证室内空气品质的要求．在冬夏季典型运行工况下，单位传热面积的地下换热量分别为90．9W／m和44．2W／m2，日平均换热效率分别为0．84和0．72．上述试验结果对于类似气候地区的系统设计与优化具有实际指导意义．关键词土壤空气换热器；新风；室内CO：浓度；换热量中图分类号TK521文献标志码ATeststudyofabuilding--fleshair--systemusingearth·-airheatexchangersWUJun．tao，

3、ZHAOBing，ZHANWlen—xian，ZHAOLing，wANGHua-jun‘(1．SchoolofEnergyandEnvironmentEngineering，HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300401，China；2．BuildingEnergyConservationOficeofTangshan，HebeiTangshan063000，China)AbstractThispaperstudiesthebuilding—freshair—systemusingeac

4、h—airheatexchangers(EAHEs)，andtheheattransfercharacteristicsofEAHEsaswellastheindoorairquality(IAQ)duringtheoperationperiodinsummer,winterandtran—sitionseasonsweretestedandanalyzed．Resultsshowthatthepresentsystemwasreliable．ThemaximumindoorCO2concentrationwasreduc

5、edwithintherangeof6X10～～7×10whichmeetstheIAQrequirements．Foratypicaloper—ationcondition．theheattransferrateofperinternalsurfaceareaofEAHEsreached90．9W／minwinterand44．2W／minsummer,andthecorrespondingdailyaverageheat—transfereficiencywas0．84andO．72．respectively．Thep

6、resentresultsabovecanbeusefulguidesforthesystemdesignandfurtheroptimizationinareaswithsimilarclimate．Keywordsearth—airheatexchanger；fleshair；indoorCO2concentration；theheat—transferrate0引言随着城镇生活水平的提高，人们对建筑室内空气品质提出了更高的要求，由此引起的新风处理能耗问题也逐渐倍受关注．目前，采暖空调能耗占建筑能耗的比例约65％左右，

7、其中新风处理能耗占20％～30％．因此，在保证室内空气品质基础上，最大程度降低新风能耗已成为实现建筑节能的有效技术手段之一．土壤一空气换热器的基本思想是充分利用浅层地表土壤来预冷或预热新风，以达到降低新风负荷、节约能源的目的．国外从上世纪90年代左右开始研究基于土壤一空气换热器的建筑新风技术，并先后应用到各类温室、住宅以及公共建筑中．例如，Trombe等乜研究表明，该技术至少可节省10％的冬季新风预热能耗．Kumar等在热带地区的结果表明，当室外气温为42℃、土壤温度为24℃时，长度为80Ill的土壤一空气换热器能够保证1

8、6rn面积的房间夏季维持在27．8℃，平均冷却能力为19kW，折合单位传热面积的地下换热量为92．2w／m．在理论研究方面，目前主要偏向于土壤一空气换热器模型改进优化，包括埋深、管间距、管长、风速等对传热性能的影响[4-6]．但在实际应用中，上述参数优化往往取决于当地的气候条件、土壤特性、围护结构和负荷