与建筑一体化的太阳能光伏光热及蒸发冷却复合系统关键问题研究

项目名称： 与建筑一体化的太阳能光伏光热及蒸发冷却复合系统关键问题研究

项目编号： No.51308342

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 建筑科学

项目作者： 符慧德

作者单位： 深圳大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 本项目针对传统太阳能建筑一体化技术存在功能单一的特点，将太阳能光伏光热综合利用技术、建筑通风技术和蒸发冷却技术有机结合，提出与建筑一体化的太阳能光伏光热及蒸发冷却复合（BIPV/T-EC）系统的思想。BIPV/T-EC系统以太阳辐照为驱动热源，具有夏季供冷、全年制取热水及提供光伏电力等功能。在BIPV/T-EC系统中，由于以低沸点的有机工质作为光伏光热模块的传热介质，工质蒸发吸热，可以有效冷却光伏电池，提高其光电效率；此外，系统采用建筑通风与蒸发冷却相结合的方法，并通过对流和辐射共同作用的传热方式，可以大幅降低建筑冷负荷，有效改善室内环境（空气质量和热舒适度）。本项目结合BIPV/T-EC系统运行特性，采用理论模拟和实验分析相结合的方法，对系统内部工作流体流动传热机理、水雾蒸发冷却特性、系统综合性能以及系统运行对建筑室内热环境及建筑综合能耗的影响进行研究，为该技术的工程应用提供指导性建议。

中文关键词： 太阳能；光伏光热；蒸发制冷；建筑一体化；能源效率

英文摘要： The traditional building integrated solar energy system has a shortcoming of function singleness. This project integrates the photovoltaic/thermal (PV/T) technology with the building ventilation technology and the evaporative cooling technology, and puts forward the concept of building integrated photovoltaic/thermal and evaporative cooling (BIPV/T-EC) system. The BIPV/T-EC system can supply the building with cooling, hot water and electricity when it absorbs the solar radiation. The BIPV/T-EC system uses the organic refrigerant as the heat medium of the PV/T collector, and the PV cells are cooled by the evaporating of the refrigerant, hence the PV efficiency can be improved. Furthermore, by combining the building ventilation device with the evaporative cooler to provide the cooling, the cooling load of the room can be effectively reduced and the indoor condition can be improved as well. This project will take researches on the following aspects: ① Flow and heat transfer mechanism of the working fluid; ② Evaporative cooling characteristics of the water; ③ Total performances of the BIPV/T-EC system; ④ The influence of the system on the thermal comfort of building and the building energy consumption. These investigations will give guidance for the practical application of this technology.

英文关键词： solar energy；phovotoltaic/thermal；evaporative cooling；building integrated；energy-efficiency