光热复合催化Trombe墙性能及百叶角度调控策略研究

太阳能热催化技术利用太阳全光谱产生集热和降解甲醛,太阳能光热复合催化技术是一种可以同时利用光和热产生热量并降解甲醛的高效技术。分别将热催化、光热复合催化百叶技术应用到Trombe墙系统,实现采暖的同时,能够利用太阳光降解室内气态污染物。建立热催化、光热复合催化百叶Trombe墙传热传质模型并进行实验验证,基于模型探究热催化百叶Trombe墙和光热复合催化百叶Trombe墙在南京和北京冬至日(9:00—17:00)气象参数下百叶全天最佳调控策略。结果表明,建立的传热传质模型预测与实验数据符合度较高。同一百叶Trombe墙系统,不同地区的最佳百叶角度不同;对于热催化百叶Trombe墙,南京全天最佳百叶角度下,产生的热量和干净空气量分别为5.6 MJ/d、196.7 m^(3)/d,北京分别为4.6 MJ/d、167.9 m^(3)/d;对于光热复合催化百叶Trombe墙,南京全天最佳百叶角度下,产生的热量和干净空气量分别为6.7 MJ/d、205.6 m^(3)/d,北京分别为5.4 MJ/d、174.8 m^(3)/d;在全天最佳百叶角度调控策略下,其南京冬至日产生的热量和干净空气量分别为热催化百叶Trombe墙系统的1.20倍和1.05倍;系统位于北京时,分别为热催化百叶Trombe墙系统的1.17倍和1.04倍。

热催化和光热复合催化百叶型Trombe墙实验性能探究

Trombe墙是一种应用广泛的太阳能被动采暖结构,但依然存在夏季过热、冬季室内污染物易积累等问题。热催化净化技术是在热的作用下降解室内污染物的绿色净化技术,太阳能光热复合催化技术在热催化的基础上耦合光催化技术,不仅能同时利用光能和热能驱动净化反应,还可产生协同效应来提高反应效率。基于此,将热催化剂和光热复合催化分别应用于Trombe墙,学者们提出净化百叶型Trombe墙,冬季实现采暖和甲醛净化,夏季实现净化的同时,能够将太阳辐射反射到室外,缓解室内过热。分别比较了基于热催化和光热复合催化技术的百叶型通风墙的热性能和甲醛降解性能。搭建了光热催化百叶型Trombe墙和实验测试系统,在实际工况下分别测试了热催化和光热复合催化技术的百叶型通风墙的热性能和甲醛降解性能。研究结果表明,光热催化百叶型Trombe墙与热催化百叶型Trombe墙都具有较好的采暖性能与甲醛净化性能,前者的甲醛净化性能更好,后者具有较高的采暖性能;在11月份,当百叶翻转角度为45°时,光热催化百叶型Trombe墙的热效率和甲醛降解性能最佳。