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月桂酸/硬脂酸/纳米复合相变材料制备及性能研究

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太阳能学报 2024年第4期45卷 532-539页

作者：谭倩莉刘慧芳张铭驿余本东张怡南京工业大学城市建设学院南京210009

取月桂酸(LA)和硬脂酸(SA)作为相变材料(PCM),绘制LA/SA的二元平衡相图。研究发现,当LA与SA质量比为7∶3时,复合PCM达到最低共熔温度31.2℃,适用于建筑围护结构。并将纳米氧化铜(nano-CuO)、纳米二氧化硅(nano-SiO_(2))作为导热增强材... 详细信息

取月桂酸(LA)和硬脂酸(SA)作为相变材料(PCM),绘制LA/SA的二元平衡相图。研究发现,当LA与SA质量比为7∶3时,复合PCM达到最低共熔温度31.2℃,适用于建筑围护结构。并将纳米氧化铜(nano-CuO)、纳米二氧化硅(nano-SiO_(2))作为导热增强材料加入到复合PCM中,通过实验对比不同分散剂种类、不同纳米颗粒与分散剂比例、不同纳米颗粒浓度对实验材料稳定性和均匀性的影响,并基于傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描热量(DSC)测试、导热系数测试以及吸放热过程分析对其热物性进行表征和研究。实验结果表明:0.2%nano-CuO/PCM具有较好的稳定性,熔化潜热和凝固潜热相较于复合PCM分别降低了5.91%、5.44%;导热系数提高了30.0%。

关键词：相变材料纳米颗粒相变潜热热储存热传导吸放热速率

光热复合催化Trombe墙性能及百叶角度调控策略研究

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新能源进展 2024年第1期12卷 40-47页

作者：樊苗苗顾涛李念思余本东安徽建筑大学建筑能效控制与评估教育部工程研究中心合肥230601 南京工业大学城市建设学院南京210009

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... 详细信息

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。

关键词： Trombe墙光热复合催化热催化净化百叶采暖甲醛

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基于CNT/Ag纳米流体的分光谱太阳能光伏光热系统实验研究

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太阳能学报 2023年第11期44卷 141-146页

作者：夏小康曹旭慧余本东南京工业大学城市建设学院南京210009 建筑节能安徽省工程技术中心合肥230601 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640

传统太阳能光伏光热(PV/T)系统的光电转换和光热转换过程耦合在一起,对太阳能全光谱能量的利用率较低,为使得光电、光热过程解耦,该文探究Ag、CNT、CNT/Ag纳米流体作为分光谱PV/T系统媒介时的光谱及能量性能。首先对不同浓度纳米流体的... 详细信息

传统太阳能光伏光热(PV/T)系统的光电转换和光热转换过程耦合在一起,对太阳能全光谱能量的利用率较低,为使得光电、光热过程解耦,该文探究Ag、CNT、CNT/Ag纳米流体作为分光谱PV/T系统媒介时的光谱及能量性能。首先对不同浓度纳米流体的光谱性能进行测试,然后通过实验研究不同浓度的CNT/Ag纳米流体对系统电效率和热效率的影响。结果发现相比于Ag纳米流体,浓度为1×10^(6)、3×10^(6)、5×10^(6)、1×10^(7)μg/m^(3)的CNT/Ag纳米流体在太阳电池光谱响应区的透过率分别上升了8.6%、9.3%、8.5%、9.2%,响应区外波段的吸收率增加了30.4%、44.5%、58.4%、56.7%。系统电效率最高为8.2%、热效率最高为45%,当CNT/Ag纳米流体浓度为5×10^(6)μg/m^(3)时,分光谱容器效率最高为18.3%时热效率达到了43%,电效率为7%。

关键词：太阳能光伏光热系统分光谱利用碳纳米流体银纳米流体

太阳能光伏光热建筑一体化(BIPV/T)研究新进展

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太阳能学报 2022年第6期43卷 72-78页

作者：王君余本东王矗垚季杰中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230027

针对当前太阳能建筑一体化应用中存在的问题,提出太阳能光伏光热建筑一体化(BIPV/T)综合利用研究的新概念、新方法和新功能,不仅能提高太阳能建筑一体化的综合利用效率、降低应用成本,且使得太阳能功能更多、全年利用率更高。该文介绍... 详细信息

针对当前太阳能建筑一体化应用中存在的问题,提出太阳能光伏光热建筑一体化(BIPV/T)综合利用研究的新概念、新方法和新功能,不仅能提高太阳能建筑一体化的综合利用效率、降低应用成本,且使得太阳能功能更多、全年利用率更高。该文介绍了中国科学技术大学近年来的相关研究,包括与建筑相结合的光伏/热水系统、碲化镉光伏通风窗系统、光伏/空气/热水复合被动墙体系统、光伏光热-热催化/洁净多功能复合墙体系统的原理、功能及效率,拓展了太阳能建筑一体化研究和应用的新途径,为实现太阳能建筑大规模应用以及创造健康舒适的室内环境提供新的方法。

关键词：太阳能光伏光热建筑一体化建筑节能建筑能耗室内环境

太阳能光伏光热/催化净化复合技术的研究进展

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太阳能学报 2023年第7期44卷 96-106页

作者：樊苗苗夏小康顾涛余本东季杰南京工业大学城市建设学院南京211816 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640 建筑节能安徽省工程技术中心合肥230601 中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230027

太阳能光伏光热综合利用系统(PV/T)可产生电能和热能,综合效率大幅提升,但仍存在功能有限、全光谱利用率不高、对回收热能利用形式单一等问题。针对当前PV/T存在的问题,提出太阳能光伏光热/催化净化复合技术的新概念、新系统和新功能。... 详细信息

太阳能光伏光热综合利用系统(PV/T)可产生电能和热能,综合效率大幅提升,但仍存在功能有限、全光谱利用率不高、对回收热能利用形式单一等问题。针对当前PV/T存在的问题,提出太阳能光伏光热/催化净化复合技术的新概念、新系统和新功能。该复合技术实现发电、采暖和净化等多样化功能,并开发了多种太阳能光伏光热/净化建筑一体化系统,不仅进一步提高了系统的综合利用效率、增强了功能性,且提升了室内热环境和空气品质。该文介绍了作者近年来的研究,包括光/热催化型Trombe墙系统、光/热催化型光伏光热复合墙系统、光/热催化型光伏通风窗系统和光伏光热/热除菌杀毒系统,拓展了太阳能光伏光热建筑一体化系统的研究和应用,为实现太阳能在建筑上的高效多功能利用以及营造健康舒适的室内环境提供新方法。

关键词：太阳能光伏光热综合利用空气净化建筑节能光/热催化室内环境

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高效双通道型Trombe墙冬季热性能分析

太阳能学报 2022年第12期43卷 112-118页

作者：李佩家刘慧芳余本东张铭驿王瑜南京工业大学城市建设学院南京211816 灾害环境人员安全安徽省重点实验室合肥230602

针对传统Trombe墙冬季供热效率不高、夏季过热等问题,提出一种高效双通道型Trombe墙系统,对该系统在冬季时的热性能和采暖效果进行实验研究。结果表明,高效双通道型Trombe墙热效率是传统Trombe墙的1.6~3.4倍,室内温度相比于传统Trombe... 详细信息

针对传统Trombe墙冬季供热效率不高、夏季过热等问题,提出一种高效双通道型Trombe墙系统,对该系统在冬季时的热性能和采暖效果进行实验研究。结果表明,高效双通道型Trombe墙热效率是传统Trombe墙的1.6~3.4倍,室内温度相比于传统Trombe墙可升高0.7~5.7℃。其中,当总通道厚度为0.5 m,外通道为0.2 m,隔热板形状为凹凸板时热效率最高为31%,此时室内温度可达21.7℃。此外,在实验研究基础上建立高效双通道型Trombe墙的传热模型,并验证其准确性。

关键词：被动太阳能建筑太阳能供热太阳能收集 Trombe墙热效率隔热板

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基于运维视角的低碳建筑实现路径及关键技术

南京工业大学学报（自然科学版） 2023年第5期45卷 467-477页

作者：余本东樊苗苗颜承初南京工业大学城市建设学院江苏南京210009 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广东广州510640

建筑能耗占社会总能耗的比例高达40%,我国建筑运行碳排放在总CO_(2)排放中的占比约28%。因此,降低建筑运行阶段的碳排放是促使我国建筑领域早日实现“碳中和、碳达峰”目标的关键环节。笔者首先介绍了建筑碳排放的来源、现状及趋势,进... 详细信息

建筑能耗占社会总能耗的比例高达40%,我国建筑运行碳排放在总CO_(2)排放中的占比约28%。因此,降低建筑运行阶段的碳排放是促使我国建筑领域早日实现“碳中和、碳达峰”目标的关键环节。笔者首先介绍了建筑碳排放的来源、现状及趋势,进而从建筑本体节能、建筑与外界能源交互两个角度分析了建筑设计和运行过程中实现节能减碳的主要路径与关键技术。结果表明:首先,通过被动式和主动式建筑节能技术可最大幅度降低建筑终端的用能需求和能耗,可有效减少建筑运行阶段的碳排放;其次,因地制宜地利用可再生能源和各种余热资源,开发多能互补能源系统,大幅度降低建筑的常规能源消耗量,以较少的能源提供健康舒适的室内环境;最后,采用蓄能、光储直柔(PSDF)、低压直流配电等技术,并融入智能化控制技术,使得建筑成为外界热网/电网的友好负载,来实现建筑与电网/热网等外部能源系统的需求响应和友好交互等功能,从促进低碳/零碳能源使用的角度实现广域意义的建筑节能减碳。本研究为双碳视角下的建筑运行过程中的节能减碳路径提供思路和借鉴。

关键词：碳达峰碳中和建筑运维建筑设计实现路径节能减碳

热催化和光热复合催化百叶型Trombe墙实验性能探究

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新能源进展 2023年第4期11卷 348-355页

作者：顾涛李雨林樊苗苗李念思余本东广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640 南京工业大学城市建设学院南京210009

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... 详细信息

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。

关键词： Trombe墙采暖太阳能热催化太阳能光热复合催化百叶

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用于净化除菌的新型净化型光伏Trombe墙性能研究

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中国科学技术大学学报 2021年第4期51卷 308-318页

作者：李念思刘小勇余本东中国科学技术大学热科学和能源工程系安徽合肥230026 清华大学合肥公共安全研究院检验检测中心安徽合肥230601 灾害环境人员安全安徽省重点实验室安徽合肥230601

PV-Trombe墙是一种太阳能利用系统,能实现室内采暖和产电双重功能,但其对太阳热的利用非常有限.热催化氧化和热杀菌是两种先进的空气净化技术,利用太阳热能进行热脆化氧化和除菌杀毒具有巨大的应用潜力.基于此,提出了一种新型的净化PV-T... 详细信息

PV-Trombe墙是一种太阳能利用系统,能实现室内采暖和产电双重功能,但其对太阳热的利用非常有限.热催化氧化和热杀菌是两种先进的空气净化技术,利用太阳热能进行热脆化氧化和除菌杀毒具有巨大的应用潜力.基于此,提出了一种新型的净化PV-Trombe墙,能实现产电、室内采暖、甲醛降解和除菌.首先,建立了净化PV-Trombe墙的传热传质模型,并通过实验数据进行了验证.其次,分析了光伏覆盖率为0时的综合性能.最后,研究了光伏覆盖率对系统性能的影响.结果表明:①PV覆盖率为0时,平均日空气热效率为0.46,甲醛单通率为0.35;甲醛降解产生的洁净空气总量为93.4 m3;五种细菌被完全热灭活了几个小时.大肠杆菌、单核增生杆菌、植物杆菌、森夫滕伯格菌和酿酒酵母失活产生的洁净空气总生成量分别为188.3、173.0、201.4、189.9和200.2 m3.②光伏覆盖率对系统综合性能的影响不同.就特定性能而言,光伏覆盖率仅对电性能有正向影响,对其他性能如热性能、甲醛降解性能和除菌性能有负面影响.但考虑到系统的综合性能,建议电能为附加产品,光伏覆盖率较低.③系统可为新冠肺炎疫情防控提供支持.

关键词： Trombe墙光伏太阳能杀菌太阳能热催化氧化空间加热