槽式聚焦太陽能集熱器及其應(yīng)用研究.pdf

1、槽式聚焦太陽能集熱器作為中高溫集熱器的一種,能夠獲得較高的集熱溫度,可用于發(fā)電、制冷空調(diào)、采暖、海水淡化等生產(chǎn)和生活領(lǐng)域。傳統(tǒng)槽式太陽能集熱裝置吸收器采用真空玻璃管結(jié)構(gòu),即內(nèi)管采用金屬管,管內(nèi)走加熱介質(zhì),金屬管外涂覆選擇性吸收涂層,再外面為玻璃管,玻璃管與金屬管間抽真空以抑制對流和傳導(dǎo)熱損失。由于玻璃和金屬封接膨脹系數(shù)不同,這種結(jié)構(gòu)的吸收器目前成本高,使用壽命較短,可靠性受到影響。本文提出一種腔體吸收器結(jié)構(gòu),不采用玻璃真空管結(jié)構(gòu),而通過

2、輻射腔體換熱原理抑制吸收器輻射和對流損失,實(shí)現(xiàn)了較好效果。論文對可利用于槽式聚焦型太陽能集熱器的4種腔體式吸收器做了較詳細(xì)的分析,這四種腔體結(jié)構(gòu)分別為：三角形,正方形,圓形和半圓形。開展了包括基于FLUENT的熱性能和基于TracePro的光學(xué)性能建模和分析。熱性能分析包括不同吸熱面溫度(90℃和150℃)、傾斜角α以及不同形狀玻璃蓋層對熱損失的影響.搭建了以菲涅爾透鏡為聚光器的光學(xué)效率測試和最佳開口寬度測試實(shí)驗(yàn)裝置。研究發(fā)現(xiàn),三角形腔

3、體具有最佳的光學(xué)效率.此外各腔體的熱損失測試發(fā)現(xiàn)三角形腔體的熱性能最好。當(dāng)α=180,Ti=90℃(進(jìn)口溫度),且聚光開口寬度為3m時(shí),三角形腔體集熱效率可以達(dá)到65.8%。對腔體吸收器不同蓋板類型進(jìn)行了分析,從基于半圓式腔體的蓋層熱效率測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果看,圓形蓋層(YG)的熱損失系數(shù)最小(相比于平板形PB,V形玻璃蓋層),其值為1.3635W/m2.K。最后建立了一種基于槽式聚焦型太陽能集熱器的地?zé)崤c太陽能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),分析了系統(tǒng)各因子對