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广州某小学土壤－空气换热系统夏季降温的数值模拟
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摘要：采用温度场叠加方法，对土壤－空气埋管换热系统进行了非稳态数值模拟，计算了埋管进出口温度随时间的动态变化。对广州某小学土壤－空气换热系统的夏季降温效果进行了测试，测试数据与模拟结果间差别不超过1 ℃。并对影响土壤－空气换热系统降温性能的因素进行了模拟，模拟结果表明：换热器出口温度随外界气温和土壤表面获得的辐射能的周期性变化而呈周期性变化；随着埋管长度的增加和换热器管径的减小，换热器出口温度降低，而且受气温和太阳辐射的影响减小，温度变化幅度减小，供冷性能提高。本文对土壤自然冷源的有效利用、土壤－空气换热器的设计与降温性能的评价具有很好的指导作用。
关键词：换热器 夏季降温 数值模拟 自然通风
1 引言
在土壤深度方向上，随着太阳辐射波的衰减和热量的传递，一般地，地表深度4m以下的全年土壤温度基本可以稳定于年平均气温，因此可把深层的土壤作为温度较为恒定的蓄热体，因地制宜可分别在夏冬两季把土壤作为冷源和热源，通过土壤－空气换热系统，用于减小建筑空间的空调负荷或直接用于降温、采暖等。近20年来，土壤－空气换热系统已被用于温室[1,2]、医院[3]、学校[4,5]等建筑，在炎热地区的夏季，把外界空气的热量通过换热器释放给土壤，起到降温和降空调负荷的作用，在暖通空调和建筑节能方面得到了广泛的应用[6]。
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