室內(nèi)氣流組織對(duì)光伏窗熱電性能影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、我國建筑能耗約占社會(huì)總能耗的33％，其中由外窗傳熱引起的建筑空調(diào)采暖能耗占建筑總能耗的25%～40%左右。因此，外窗節(jié)能已成為我國節(jié)能減排、打造綠色建筑的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。太陽能作為一種可再生能源，以其儲(chǔ)量大、無污染、高性能而倍受青睞，太陽能利用也成為了人們研究的重點(diǎn)。太陽能光伏窗作為光伏建筑一體化的重要應(yīng)用形式，在利用光電效應(yīng)發(fā)電的同時(shí)，能夠在很大程度上減少透過外窗的太陽輻射得熱，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)外窗主動(dòng)節(jié)能的有效途徑之一。光伏窗的熱電性能受

2、建筑內(nèi)外部環(huán)境影響，目前對(duì)建筑外環(huán)境影響的研究較多，但對(duì)于建筑內(nèi)環(huán)境影響的研究，包括室內(nèi)氣流組織對(duì)光伏窗性能影響的研究卻未見有發(fā)表。
　　因此，本文從建筑內(nèi)環(huán)境影響的角度出發(fā)，在太原地區(qū)建立了光伏窗熱電性能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。本文通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究了夏季混合送風(fēng)系統(tǒng)與分層空調(diào)系統(tǒng)下，室內(nèi)氣流溫度和送風(fēng)速度對(duì)非晶硅半透明單層光伏窗熱電性能的影響；此外，本文對(duì)冬季非晶硅半透明雙層光伏窗在分層空調(diào)系統(tǒng)下的熱電性能進(jìn)行測(cè)試研究，并對(duì)不同工況下的建筑內(nèi)

3、環(huán)境熱舒適性進(jìn)行了對(duì)比分析。本文得出的主要結(jié)論如下：
　?。?）夏季工況下，隨著室內(nèi)氣流溫度的降低，光伏窗發(fā)電性能逐漸提高，但經(jīng)光伏窗傳入室內(nèi)的熱量也逐漸增加。當(dāng)室內(nèi)溫度由26℃降至20℃時(shí)，混合送風(fēng)系統(tǒng)下光伏窗的直流輸出功率提高了6.7%，得熱量增加了14.5%；而分層空調(diào)系統(tǒng)下光伏窗的直流輸出功率提高了2.3%，得熱量增加了17.2%。
　?。?）提高送風(fēng)速度有利于改善光伏窗的發(fā)電性能，但相對(duì)室內(nèi)氣流溫度，送風(fēng)速度對(duì)光伏

4、窗發(fā)電性能的影響較小。當(dāng)送風(fēng)速度由2m/s增大到3m/s時(shí)，混合送風(fēng)系統(tǒng)下光伏窗的直流輸出功率提高了2.1%；分層空調(diào)系統(tǒng)下光伏窗的直流輸出功率提高了1.2%。送風(fēng)速度對(duì)光伏窗得熱的影響較為復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)條件下，隨著送風(fēng)速度的提高，光伏窗得熱呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢(shì)。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)速度為2.6m/s時(shí)，光伏窗得熱最多。
　?。?）與混合送風(fēng)系統(tǒng)相比，在相同空調(diào)能耗的前提下，分層空調(diào)系統(tǒng)更有利于提高光伏窗的熱電性能。當(dāng)室內(nèi)氣流溫度為

5、20℃，空調(diào)送風(fēng)速度為3m/s時(shí)，與混合送風(fēng)相比，分層空調(diào)系統(tǒng)下光伏窗的內(nèi)表面溫度下降了20.3%，發(fā)電性能提高10.5%，而得熱量則減少37.4%。
　?。?）夏季制冷工況下，當(dāng)混合送風(fēng)系統(tǒng)室內(nèi)氣流溫度為22℃和24℃時(shí)，房間工作區(qū)（0.1m≤Z≤1.1m）基本能夠滿足熱舒適性要求；但受限于實(shí)驗(yàn)條件，工作區(qū)人體頭部高度位置（Z=1.1m）存在由于較高送風(fēng)速度所導(dǎo)致的明顯吹風(fēng)感。分層空調(diào)系統(tǒng)由于氣流組織的特點(diǎn)，在夏季制冷和冬季制熱