基于腔體吸收器的菲涅爾反射式聚焦型太陽能集熱器.pdf

1、本文提出了兩種基于腔體吸收器的菲涅爾反射式太陽能集熱器,線性菲涅爾反射式太陽能集熱器和點(diǎn)聚焦塔式菲涅爾反射式太陽能能集熱器。并對(duì)其集熱性能進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。主要包括以下幾個(gè)方面的研究內(nèi)容:
　　1.利用熱力學(xué)第二定律對(duì)基于腔體吸收器的太陽能光熱轉(zhuǎn)化過程進(jìn)了分析,分析了不同聚光比下腔體吸收器的可以達(dá)到的最高溫度和火用效率最高時(shí)的集熱器最佳運(yùn)行溫度。
　　2.根據(jù)菲涅爾集熱器的工作原理,設(shè)計(jì)了14.4m2的線性菲涅爾反射式太

2、陽能集熱器,對(duì)其光學(xué)性能和集熱性能進(jìn)行了理論研究。采用三角管束腔體吸收器時(shí),集熱器的光學(xué)效率最高可達(dá)77.5％,同時(shí),利用CFD方法對(duì)三角腔體吸收器的熱性能進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)輻射熱損失為主要的熱損失項(xiàng),在工作溫度為90℃時(shí),腔體吸收器總熱損失為54W/m,熱損失系數(shù)為11.4W/m2K,當(dāng)工作溫度為250℃,總熱損為246.7W/m,熱損失系數(shù)為21.0W/m2K。
　　3.搭建了線性菲涅爾反射式太陽能集熱器實(shí)驗(yàn)裝置,并對(duì)其集熱性能

3、進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。系統(tǒng)的空曬性能參數(shù)為0.364m2K/W,空曬溫度達(dá)到260℃。在工質(zhì)入口溫度為90℃時(shí),熱效率為45%,腔體吸收器的熱損失為65W/m,120℃時(shí)熱效率為40%,熱損為80W/m,當(dāng)入口溫度到達(dá)150℃時(shí)熱效率為36.6%,熱損為110W/m。
　　4.提出了一種新型的基于菲涅爾反射技術(shù)的二次聚焦塔式太陽能集熱器及其設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了一個(gè)由三組定日組成的小型塔式太陽能集熱器,定日鏡總面積為24m2。分析了塔式集熱器

4、的光學(xué)性能,光線垂直入射時(shí),其光學(xué)效率能到達(dá)65%左右。通過CFD分析,腔體吸收器在工作溫度區(qū)間100℃-250℃時(shí),總熱損失為524.7W-1927.8W,熱損失系數(shù)為38.8W/m2K-51.6W/m2K。
　　5.搭建了菲涅爾反射式二次聚焦塔式蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。測(cè)試結(jié)果表明,入口溫度為80℃時(shí),集熱器熱效率為54%,100℃時(shí)為52.2%,110℃時(shí),熱效率為51.6%。工質(zhì)進(jìn)口溫度為75℃時(shí),圓錐腔體吸收器的熱損失系數(shù)