内置式pv―trombe墙自然通风的数值研究

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1、内置式PV―Trombe墙自然通风的数值研究摘要：提出了一种新的内置式PV-Trombe墙模型，并通过CFD方法对自然通风进行了数值模拟。分析了太阳辐射和流道宽度对气流模式和通风量的影响。结果表明，太阳辐射、流道宽度和高度对通风量的影响非常明显。通风量随太阳辐射强度和高度的增加而增大。当流道宽度从0.1m增加到0.4m时，通风量呈单调递增趋势，然而当宽度增加到0.5m时，流道顶部区域的空气出现回流并且通风量开始减小。对于3m高的模型，最大通风量出现在流道宽度等于0.4m时。流道宽度是影响流道内空气自然对流的流动形态的主要因素，当流道宽度

2、尺寸在0.1～0.4m之间时，流道内的空气为层流热分层流动。当宽度超过0.5m后，流道上部区域出现的回流使得热分层流动消失，空气从层流向湍流转变。关键词：自然通风；内置式PV-Trombe墙；CFD模拟中图分类号：TK519文献标志码：A文章编号：1674-4764（2014）05-0023-06NumericalanalysisofNaturalVentilationin12Built-inPhotovoltaic-TrombeWallXuXiaowei，SuYaxin（SchoolofEnvironmentalScienceandE

3、ngineering，DonghuaUniversity，Shanghai201620，P.R.China）Abstract：Thenaturalventilationinanovelbuilt-inphotovoltaic-Trombewall（BiPV-TW）wasnumericallysimulatedbyCFDmethod.Theeffectofsolarradiation，channelwidthandheightontheairflowpatternandventilationratewasanalyzed.Resultss

4、howthatthesolarradiation，channelwidthandheightinfluencedtheventilationrateremarkably.AsthesolarradiationandBiPV-TWheightincreased，theventilationrateincreased.Asthechannelwidthincreasingfrom0.1mto0.4m，theventilationratemonotonouslyincreased.However，whenthechannelwidthexce

5、eded0.5m，thereverseflowwasformedinthetopzoneandtheventilationratedecreased.Amaximumairvolumeflowratewasachievedwhenthechannelwidthwasapproximatelyequalto0.4mina3mheightmodel.Thechannel12widthwasthedominantfactorthatinfluencedtheflowpatterninthechannel.Whenthechannelwidth

6、wassmallerthan0.4m，theairflowwasthermallystratifiedlaminarflow.Whenthechannelwidthexceeded0.5m，thermallystratifiedflowdisappearedduetothereverseflowformedinthetopzoneandthelaminarflowbecameturbulent.Keywords：naturalventilation；built-inphotovoltaic-Trombewall；CFDsimulatio

7、n太阳能烟囱是一种利用自然通风原理实现建筑的暖通空调的被动式太阳能利用技术[1]。Trombe墙是一种典型的太阳能烟囱，作为一种高效节能的被动式太阳能系统，通常被应用于新建和现有建筑的南墙外立面。典型的Trombe墙结构由朝南方向的集热墙以及一个覆盖在集热墙外面并与之保持一定间距的玻璃盖板构成。太阳辐射穿过玻璃盖板被集热墙吸收并储存，被加热后的墙体则通过自然对流换热的方式加热流道内的空气，驱动空气向上流动，形成自然通风。通过控制Trombe墙上、下的阀门的出口方向达到通风、供暖以及冷却的目的。目前，研究人员对Trombe内墙空气的通风、

8、传热特性及随太阳辐射瞬时变化的动态响应特性等进行了大量的理论与实验研究[2-6]。12光伏建筑一体化Trombe墙（PV-Trombe墙）将光伏电池与Trombe墙相结合，能同时产生热能和电能。季杰等[7-