【摘 要】
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光催化（PC）-Trombe墙具有空间加热和空气净化双重功能,在太阳能建筑一体化中具有广阔的应用前景。但目前多是采用实验方法对其热性能及降解性能进行研究,这样研究的影响参数非常有限,同时采用实验手段很难对墙体内部的流动传热、传质进行观察进而研究和探明其一般规律。故本文首先采用多物理场耦合的方法建立了描述PC-Trombe墙空气净化与热性能的二维数值模型,确立了低雷诺数（low Re）k-ε模型、L
【基金项目】
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重庆市技术创新与应用发展专项项目 （No.cstc2019jscx-msxmX0213）；
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光催化（PC）-Trombe墙具有空间加热和空气净化双重功能,在太阳能建筑一体化中具有广阔的应用前景。但目前多是采用实验方法对其热性能及降解性能进行研究,这样研究的影响参数非常有限,同时采用实验手段很难对墙体内部的流动传热、传质进行观察进而研究和探明其一般规律。故本文首先采用多物理场耦合的方法建立了描述PC-Trombe墙空气净化与热性能的二维数值模型,确立了低雷诺数（low Re）k-ε模型、Langmuri-Hinshelwood光催化反应动力学、自然对流传热以及对流扩散方程之间的耦合关系,同时考虑了外界耦合热边界条件,求解了该多物理场耦合问题,数值计算结果与相关文献中的实验数据吻合较好,并以此为基础进一步研究了环境因素、几何结构和操作条件对PC-Trombe墙体热效率和甲醛降解率的影响;然后结合PC-Trombe和PV-Trombe墙的优势,本文提出了一种能同时获得热、电和洁净空气的光催化-光伏（PC-PV）-Trombe墙,通过建立多物理场耦合模型分析了流道高度和宽度对PC-PV-Trombe墙热、电和降解性能的影响;最后,比较了PC-PV-Trombe墙、内置PV-Trombe墙和PC-Trombe墙在不同太阳辐射强度和环境温度下的性能。本文的主要研究结果如下:1 PC-Trombe墙的热效率和甲醛降解率随着空气入口温度的降低而降低;墙体的热效率随着环境温度的升高而升高,甲醛降解率随着环境温度的升高呈现抛物线型变化,环境温度变化主要是影响墙体的热损失,从而影响了热效率以及甲醛降解率;环境风速的变化对PC-Trombe墙的热效率和降解率影响较小。2 PC-PV-Trombe墙的通风量、热效率、热输出、电效率和净风量随流道高度和宽度的变化呈现不同的增减趋势;较低的环境温度对通风量、热性能和空气净化性能有负面影响,特别是在太阳辐射强度较低的情况下;PC-PV-Trombe墙可实现空气净化、光伏、太阳能采暖通风的综合利用,总效率最高可达0.67。3通过对比PC-Trombe墙、PC-PV-Trombe墙以及内置型PV-Trombe墙的的热性能、电效率、空气净化性能和总效率,发现多功能PC-PV-Trombe墙在低太阳辐射强度下具有最高的总效率,从而使其具有更加广泛应用的潜力。
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