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聚焦塔式菲涅爾反射式太陽能能集熱器。并對其集熱性能進行了理論和實驗研究。主要包括以下幾個方面的研究內(nèi)容:
　　1.利用熱力學(xué)第二定律對基于腔體吸收器的太陽能光熱轉(zhuǎn)化過程進了分析,分析了不同聚光比下腔體吸收器的可以達到的最高溫度和火用效率最高時的集熱器最佳運行溫度。
　　2.根據(jù)菲涅爾集熱器的工作原理,設(shè)計了14.4m2的線性菲涅爾反射式太

2、陽能集熱器,對其光學(xué)性能和集熱性能進行了理論研究。采用三角管束腔體吸收器時,集熱器的光學(xué)效率最高可達77.5％,同時,利用CFD方法對三角腔體吸收器的熱性能進行了研究,發(fā)現(xiàn)輻射熱損失為主要的熱損失項,在工作溫度為90℃時,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驗裝置,并對其集熱性能

3、進行了實驗研究。系統(tǒng)的空曬性能參數(shù)為0.364m2K/W,空曬溫度達到260℃。在工質(zhì)入口溫度為90℃時,熱效率為45%,腔體吸收器的熱損失為65W/m,120℃時熱效率為40%,熱損為80W/m,當(dāng)入口溫度到達150℃時熱效率為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)計方法,設(shè)計了一個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,其光學(xué)效率能到達65%左右。通過CFD分析,腔體吸收器在工作溫度區(qū)間100℃-250℃時,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)的實驗臺。測試結(jié)果表明,入口溫度為80℃時,集熱器熱效率為54%,100℃時為52.2%,110℃時,熱效率為51.6%。工質(zhì)進口溫度為75℃時,圓錐腔體吸收器的熱損失系數(shù)