由四個(gè)新部件組成的太陽(yáng)能空氣冷暖系統(tǒng)
編譯：陳講運(yùn)
總部位于新西蘭的Sojol公司設(shè)計(jì)了太陽(yáng)能空氣供熱制冷系統(tǒng)的原型，該系統(tǒng)由玻璃太陽(yáng)能空氣集熱器、熱交換器和新開(kāi)發(fā)的螺旋風(fēng)扇組成，系統(tǒng)可提供理想的溫度、流速和壓力的優(yōu)化空氣。在測(cè)試了各個(gè)組件之后，企業(yè)正在準(zhǔn)備建造一個(gè)示范系統(tǒng)。編譯：陳講運(yùn)
圖來(lái)源：Sojol
“奧克蘭郊外兩個(gè)相同的前州政府提供優(yōu)秀的生活實(shí)驗(yàn)，將太陽(yáng)能通風(fēng)系統(tǒng)安裝在一個(gè)，另一個(gè)用常規(guī)的空氣加熱和制冷系統(tǒng)來(lái)分析性能差異，”Sojol的總經(jīng)理Grace Coulter說(shuō)，“這對(duì)于受約束的研究來(lái)說(shuō)是一個(gè)合適環(huán)境，盡管太陽(yáng)能制冷方面將受到限制。奧克蘭夏季氣溫相當(dāng)溫和。”
Sojol希望與一個(gè)志同道合的歐洲企業(yè)合作，該企業(yè)愿意在氣候較熱的地方投資同一類型的示范點(diǎn)，例如地中海地區(qū)。
庫(kù)爾特（Coulter）于2013年創(chuàng)立了該公司，她花費(fèi)了大量時(shí)間開(kāi)發(fā)和改進(jìn)新鮮空氣供應(yīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，以根據(jù)季節(jié)性需求和天氣條件對(duì)建筑進(jìn)行加熱和制冷。在公共住房部門擔(dān)任物業(yè)經(jīng)理時(shí)，她想出了該設(shè)備的想法。在那段時(shí)間里，她注意到使人們更健康的優(yōu)質(zhì)空氣有很多尚未開(kāi)發(fā)的潛力。
“例如，對(duì)于約30名兒童的教室，要保持清醒和學(xué)習(xí)的新鮮空氣通風(fēng)要求大約為每小時(shí)800立方米，”她說(shuō)。挑戰(zhàn)在于太陽(yáng)能供熱或制冷提供所需的空氣溫度，因此，能源效率和新鮮空氣供應(yīng)就像一枚硬幣的兩面。
圖來(lái)源：Sojol
Sojol系統(tǒng)設(shè)計(jì)：根據(jù)太陽(yáng)能的可用性，阻尼器可以將氣流引導(dǎo)至屋頂上的太陽(yáng)能通風(fēng)機(jī)和熱交換器，也可以將通風(fēng)機(jī)旁通至另一個(gè)熱交換器。
四個(gè)新組件
該系統(tǒng)包括四個(gè)主要組件。一個(gè)是所謂的太陽(yáng)能通風(fēng)機(jī)，其功能類似于冬季的太陽(yáng)能空氣集熱器和夏季的太陽(yáng)能煙囪。另一種是充滿油的換熱器，用于在陰天提高太陽(yáng)能供熱的溫度并在夜間提供熱量。另外兩個(gè)是螺旋風(fēng)扇和間接蒸發(fā)冷卻器。
太陽(yáng)能通風(fēng)機(jī)
太陽(yáng)能通風(fēng)設(shè)備由互鎖的黑色陽(yáng)極氧化鋁管組成。它們還不到一米寬兩米長(zhǎng)，并配有太陽(yáng)能玻璃蓋板。在屋頂安裝太陽(yáng)能通風(fēng)機(jī)的情況下，新鮮空氣從底部通過(guò)250mm直徑的管道進(jìn)入太陽(yáng)能通風(fēng)機(jī)，向上流動(dòng)并通過(guò)相同尺寸的管道進(jìn)入建筑。這種受限制的自然熱虹吸對(duì)所有季節(jié)的風(fēng)量都有顯著影響，尤其是在夏季。管道系統(tǒng)中的內(nèi)聯(lián)風(fēng)扇也吸入熱空氣。
螺旋風(fēng)扇
“我們的墻式集成太陽(yáng)能通風(fēng)設(shè)備需要一臺(tái)風(fēng)扇，其空氣流量和壓力都會(huì)大大提高。其獨(dú)特設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)是從向陽(yáng)的大表面下狹窄空腔內(nèi)吸取空氣，同時(shí)保證足夠的壓力輸送空氣，當(dāng)過(guò)濾器內(nèi)置時(shí)，“Coulter說(shuō)。與離心裝置相比，Sojol的螺旋風(fēng)扇設(shè)計(jì)提高了性能，并有特殊強(qiáng)制設(shè)備和必需的流量路徑。
兩種風(fēng)扇之間的技術(shù)差異在公司網(wǎng)站上有說(shuō)明。通常，離心式風(fēng)扇具有較短的葉片，因?yàn)樗鼈冃枰L(fēng)扇殼體和葉片尖端之間相對(duì)大的流動(dòng)路徑。由于旋轉(zhuǎn)葉片在尖端處的速度更快，因此半徑越大，螺旋風(fēng)扇的流速就越大。壁掛式太陽(yáng)能通風(fēng)機(jī)的流量高達(dá)每小時(shí)約800立方米，但這要根據(jù)建筑物的要求和所需的溫度進(jìn)行調(diào)整。
換熱器
尺寸為450毫米×270毫米×800毫米的絕熱盒與管道系統(tǒng)相連。當(dāng)太陽(yáng)能供應(yīng)不足或不可用時(shí)，由它補(bǔ)充供熱。加熱管通過(guò)熱交換器把充滿熱油的加熱器將熱能有效地傳遞給空氣。與太陽(yáng)能空氣集熱器一樣，其設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生最小壓降和足夠大的空氣流量，并且在和太陽(yáng)能通風(fēng)機(jī)具有相同流量的情況下，提高加熱效率。
間接蒸發(fā)冷卻器
間接蒸發(fā)冷卻器包括互鎖管柱，并利用來(lái)自太陽(yáng)能收集器的熱量間接冷卻管道內(nèi)的空氣。集熱器裝置在夏天達(dá)到60°C以上，提供蒸發(fā)加熱的空氣，通過(guò)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的干燥劑輪干燥。該技術(shù)提高了系統(tǒng)效率和指定要求，因?yàn)橥ㄟ^(guò)蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)的制冷量是空氣干燥的直接產(chǎn)物。
其原理為，一部分來(lái)自通風(fēng)機(jī)的熱空氣流過(guò)通風(fēng)管外部浸濕墊的表面，通過(guò)從水槽中泵出并滴在墊上的水蒸發(fā)冷卻管內(nèi)的空氣。風(fēng)量可調(diào)至每小時(shí)約900立方米——類似于太陽(yáng)能通風(fēng)機(jī)和熱交換器。
“由于其高效和所有季節(jié)都可以使用，我們的系統(tǒng)與其他新鮮空氣通風(fēng)的加熱和冷卻技術(shù)在價(jià)格上具有優(yōu)勢(shì)，”Coulter說(shuō)。太陽(yáng)能收集器、熱交換器和間接蒸發(fā)冷卻器的流速設(shè)置將取決于所需溫度的要求和房屋的大小等。此外，所有產(chǎn)品均可擴(kuò)展，以滿足更大型應(yīng)用的需求。它們共同構(gòu)成了一個(gè)新鮮空氣通風(fēng)系統(tǒng)，很大程度上依靠可再生能源，可在多種氣候條件下運(yùn)行。
