什么是太阳能烟囱？

太阳能烟囱，也称为热虹吸管或热烟囱，是“被动”管道，可利用环境条件在建筑物内产生冷空气并排出热空气，反之亦然。相比之下，许多建筑物使用“主动”能源消耗措施，这些措施使用复杂的建筑系统来创造舒适的室内条件，例如锅炉和冷却器。

太阳能烟囱是高大的结构，设计用于面对太阳，表面呈黑色，无光泽，以吸收太阳辐射。他们使用与壁炉相同的原理，热量自然上升到烟囱顶部，冷空气进入底部。在太阳能烟囱的情况下，太阳是导致空气升温和上升的原因。这允许来自下方的较冷空气被吸入烟囱，加热和排出。热空气上升并进入冷空气的过程为烟囱提供了通风，并有助于冷却下面的建筑物。

然而，当天气转凉时，太阳能烟囱也可用于为建筑物供暖。为此，通常排出热空气的烟囱顶部的通风口关闭，内部通风口打开，让热空气返回建筑物。

郭鹏学暖通

太阳能烟囱设计的关键

当太阳能烟囱放置在可以直接受到阳光照射的区域时，它们特别有效。尺寸也很重要——它们需要又高又宽，但不能太深，这样既能吸收阳光又能与烟囱内的空气接触的表面积最大化。太阳能烟囱可以在设计上有所不同以实现最大效率，包括添加多个腔室以增加表面积或使用吸收最多热量的材料，例如黑色框架、有色玻璃和绝缘玻璃。

该设计的另一个重要方面是冷空气如何流入太阳能烟囱。该通风过程通常使用两种方法。一种选择是在建筑物的最低层打开窗户，以捕捉流经建筑物的冷空气并将其送至烟囱底部。另一种选择是将管道埋在地下；管道中的空气冷却并最终流向烟囱底部，在那里可以加热和释放。选择的设计取决于建筑物的能力和成本。

这个怎么工作

太阳能烟囱是一种简单且廉价的建筑供暖和通风方式。首先，建造一个烟囱并涂上一些深色或黑色材料。它是黑色的，因为这样可以最大限度地减少从烟囱反射的阳光量，吸收更多的热量并确保更多的热量传递到建筑物内的空气中。同样，如果房屋位于北半球，这些烟囱通常放置在朝南的墙上。

使用太阳能烟囱加热空间的过程相当简单。当太阳辐射照射到烟囱的一侧时，烟囱内的空气柱被加热。如果烟囱的顶部外部通风口关闭，加热的空气将被迫返回生活空间。这提供了一种对流空气加热。随着房间内的空气冷却，它被拉回太阳能烟囱，再次加热。当太阳能烟囱用于供暖时，它们的运作方式与 Trombe 墙类似。

使用太阳能烟囱冷却空间与使用 Trombe 墙冷却略有不同。由于除了太阳能烟囱外无法安装屋顶，因此存在两个额外的通风口。已经提到了第一个通风口，位于烟囱顶部的通风口。第二个位于建筑物的另一端，在建筑物和外部空气之间提供一个开口以允许通风。当太阳辐射照射到烟囱的一侧时，烟囱内的空气柱再次被加热。烟囱顶部的通风口保持打开状态，这样加热的空气就不会被困住。这种加热的空气被向上拉出烟囱，从外面吸入新空气，形成一种“气流”，为建筑物提供凉爽、新鲜的空气。

欢迎关注：郭鹏学暖通。