發(fā)布時(shí)間：2020-03-30 14:45

【摘要】：日光溫室是我國(guó)西北地區(qū)冬季蔬菜種植的主要場(chǎng)所,冬季蔬菜供應(yīng)的主要來源,但傳統(tǒng)的日光溫室多采用被動(dòng)利用太陽能的形式,這使日光溫室內(nèi)部熱量不能滿足植物生長(zhǎng)需要,因此主動(dòng)利用太陽能資源為日光溫室供熱是非常有必要的,而我國(guó)西北地區(qū)太陽能資源豐富,年輻射量大,日照時(shí)間長(zhǎng),主動(dòng)利用太陽能資源為日光溫室供熱非常有潛力,是一種越來越普遍的趨勢(shì)。為了充分利用西北地區(qū)豐富的太陽能資源,改善日光溫室室內(nèi)熱環(huán)境,本課題將槽式聚光集熱器與日光溫室相結(jié)合,主動(dòng)利用太陽能為日光溫室提供熱量。課題組前期研究了日光溫室主被動(dòng)蓄熱墻體,這種墻體可以有效儲(chǔ)存熱量,同時(shí)墻體本身具有一定寬度和承重能力,基于日光溫室的這種結(jié)構(gòu)特征,本課題研究了一種用于日光溫室的多曲面槽式聚光集熱器,課題將從槽式聚光集熱器的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究展開論述,主要內(nèi)容如下:(1)介紹兩種槽式聚光集熱器的結(jié)構(gòu)特征和集熱原理,利用TracePro光學(xué)模擬軟件模擬研究這兩種槽式聚光集熱器,通過分析不同尺寸集熱器的幾何光學(xué)效率,選定單曲面槽式聚光集熱器和多曲面槽式聚光集熱器的結(jié)構(gòu)尺寸。(2)通過分析集熱器的熱性能影響因素和評(píng)價(jià)指標(biāo),設(shè)置了兩種槽式聚光集熱器性能對(duì)比試驗(yàn)研究方案,在蘭州地區(qū)搭建兩種槽式聚光集熱器性能測(cè)試對(duì)比試驗(yàn)臺(tái),試驗(yàn)研究了長(zhǎng)2m的兩種槽式聚光集熱器的集熱性能。(3)分析了集熱器集熱性能的不同影響因素,研究集熱管中空氣流速、室外環(huán)境溫度、太陽輻照度、有蓋板和無蓋板以及集熱器長(zhǎng)度對(duì)集熱器集熱性能的影響。(4)將集熱性能較好的多曲面槽式聚光集熱器應(yīng)用于蘭州地區(qū)日光溫室,分析研究實(shí)際工程應(yīng)用中集熱器的集熱效果。通過試驗(yàn)研究表明:(1)多曲面槽式聚光集熱器的幾何光學(xué)效率高于單曲面槽式聚光集熱器的幾何光學(xué)效率,平均高出8.1%;(2)集熱管中空氣流速為4.4m/s時(shí),兩種集熱器的瞬時(shí)集熱量和瞬時(shí)集熱效率均最高;集熱器的瞬時(shí)集熱量和瞬時(shí)集熱效率隨太陽輻照度的增大而增大;室外環(huán)境溫度越高,集熱器的集熱性能越好;有蓋板的多曲面槽式聚光集熱器的平均瞬時(shí)集熱效率高于無蓋板的,平均高出3.1%;多曲面槽式聚光集熱器的瞬時(shí)集熱量和瞬時(shí)集熱效率始終高于單曲面槽式聚光集熱器的;(3)實(shí)際應(yīng)用中,多曲面槽式聚光集熱器的瞬時(shí)集熱效率最高可以達(dá)到54%,平均集熱效率為41.2%,典型晴天集熱器日累計(jì)集熱量為48MJ~56MJ,多云天氣為30 MJ~40MJ。課題研究結(jié)果對(duì)我國(guó)西北地區(qū)日光溫室用多曲面槽式聚光集熱器的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究提供了參考,為集熱器與日光溫室一體化提供了新思路。充分利用了西北地區(qū)豐富的太陽能資源,解決了日光溫室室內(nèi)溫度低,集熱器集熱效率低等問題,為提高冬季日光溫室農(nóng)作物的產(chǎn)值做出了重大貢獻(xiàn)。
【圖文】：

主被動(dòng)相變蓄熱墻體日光溫室

12NN 率；N1為集熱管吸收的光線數(shù)；N2為入射在集光集熱器的設(shè)計(jì)集熱器由光源、反射面和集熱管組成，，其中光源方式把太陽光線反射在集熱管上。單曲面槽式聚太陽輻射更大的能流密度，傳熱介質(zhì)可以獲得較和平板太陽能集熱器的集熱溫度。單曲面槽式聚護(hù)維修比較方便，是一種應(yīng)用非常廣泛的聚光型面反射鏡、集熱管、集熱器支架等構(gòu)成[48]，如圖
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TK513.1

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本文編號(hào)：2607683