面對日益增長的綠色能源的需求,迫切需要開發(fā)能夠提供中低品位熱能的高效太陽能集熱器。復合拋物面集熱器（CPC）在80～250℃區(qū)間具有很好的集熱特性,但是由于研究投入不足,缺乏成熟技術。本文針對CPC的關鍵技術,重點研究了接收半角、集熱管布置、和優(yōu)化集熱溫度等方面的問題,研究工作主要包括下列4個方面：（1）CPC設計：建立了太陽能輻射計算模型,計算得出南京地區(qū)四個典型日的太陽輻射強度。選取了接收半角為10°,20°,30°的三組圓管形CPC,吸收體采用了具有真空隔熱的集熱管,對四種真空集熱管（單管R、單管2R、雙管水平和雙曲面）布置方案進行了設計。（2）集熱器光學模擬：采用基于MCRT法的TRACEPRO軟件,對CPC太陽能集熱器進行光學建模；對不同半角、不同集熱管布置的方案進行模擬；分析研究CPC吸收太陽能輻射強度、總光學效率、吸收體表面的能流密度。（3）集熱效率模擬分析：建立CPC一維穩(wěn)態(tài)傳熱模型、瞬時集熱效率模型。以乙二醇為集熱工質,應用FLUENT軟件,模擬分析了不同半角、不同進口溫度、不同質量流量、不同環(huán)境溫度、不同風速情況下的集熱效率。（4）經濟性分析：應用F-圖法的熱性能分... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１中國太陽能資源分布圖ｗ??太陽能雖然具有資源分布廣泛、總量巨大、清潔，不會產生環(huán)境問題等特點，同時??也存在一定的局限性，單位面積能量密度低，資源存在間歇性，受晝夜、天氣、季節(jié)等??因素影響巨大

３％?４％??圖１－２能源需求構成圖ＰＩ?圖１－３熱能溫度分布圖Ｗ??如圖１－２，?１－３所示，根據能量需求的結構構成，可ｔＵ看出熱能需求占能源總消耗的??７０％。在熱能需求中根據溫度分布的不同，各自占的份額也不同，其中中低溫度區(qū)間??１００￣２５０°Ｃ，占熱能消耗的２０％，約占能量總需求的１４％，因此對中低溫熱源的需求量??非常大Ｐ１。??表１．２太陽能集熱器的類型Ｗ??安裝方式?集熱器類型?聚焦方式?聚光比集熱溫度??平板型集熱器（ＦＰＣ）?面聚焦?１?３０￣８０??ｇｊｇ?真空管型集熱器巧ＴＣ）?面聚焦?１?５０￣２００??１?？５?６０？２４０??復合拋物面聚光器（ＣＰＣ）?線聚焦?：Ｚ??ｏＵ?？ｊＵＵ??ＭＭ＇Ｓ？?菲涅爾透鏡集熱器（ＦＬＣ）?線聚焦?１０￣４０?６０－２５０??槽式太陽能集熱器（ＰＴＣ）?線聚焦?１５￣４５?６０？３００??＿?＾?碟式太陽能集熱器（ＰＤＲ）?點聚焦?１００－１０００?１００－５００??了?塔式太陽能集熱器（ＨＦＣ）?點聚焦?１００￣１５００?１５０－２０００??表１．２Ｗ給出了目前常用的太陽能集熱器類型，及其安裝方式、聚焦方式、聚光比范??圍和集熱溫度的范圍。對于集熱溫度為８０￣２５（ＴＣ的太陽能集熱器主要有復合拋物面集熱??器化ＰＣ），菲涅爾透鏡集熱器（ＦＬＣ），槽式太陽能集熱器（ＰＴＣ），對于ＦＬＣ和ＰＴＣ兩??種太陽能集熱器需要進行單軸跟蹤。但是對太陽進行跟蹤，技術復雜，跟蹤精度要求高，??而ＣＰＣ集熱器結構簡單且不需要跟蹤

?．＜！〇〇？〇??３％?４％??圖１－２能源需求構成圖ＰＩ?圖１－３熱能溫度分布圖Ｗ??如圖１－２，?１－３所示，根據能量需求的結構構成，可ｔＵ看出熱能需求占能源總消耗的??７０％。在熱能需求中根據溫度分布的不同，各自占的份額也不同，其中中低溫度區(qū)間??１００￣２５０°Ｃ，占熱能消耗的２０％，約占能量總需求的１４％，因此對中低溫熱源的需求量??非常大Ｐ１。??表１．２太陽能集熱器的類型Ｗ??安裝方式?集熱器類型?聚焦方式?聚光比集熱溫度??平板型集熱器（ＦＰＣ）?面聚焦?１?３０￣８０??ｇｊｇ?真空管型集熱器巧ＴＣ）?面聚焦?１?５０￣２００??１?？５?６０？２４０??復合拋物面聚光器（ＣＰＣ）?線聚焦?：Ｚ??ｏＵ?？ｊＵＵ??ＭＭ＇Ｓ？?菲涅爾透鏡集熱器（ＦＬＣ）?線聚焦?１０￣４０?６０－２５０??槽式太陽能集熱器（ＰＴＣ）?線聚焦?１５￣４５?６０？３００??＿?＾?碟式太陽能集熱器（ＰＤＲ）?點聚焦?１００－１０００?１００－５００??了?塔式太陽能集熱器（ＨＦＣ）?點聚焦?１００￣１５００?１５０－２０００??表１．２Ｗ給出了目前常用的太陽能集熱器類型，及其安裝方式、聚焦方式、聚光比范??圍和集熱溫度的范圍。對于集熱溫度為８０￣２５（ＴＣ的太陽能集熱器主要有復合拋物面集熱??器化ＰＣ），菲涅爾透鏡集熱器（ＦＬＣ），槽式太陽能集熱器（ＰＴＣ），對于ＦＬＣ和ＰＴＣ兩??種太陽能集熱器需要進行單軸跟蹤。但是對太陽進行跟蹤，技術復雜，跟蹤精度要求高，??而ＣＰＣ集熱器結構簡單且不需要跟蹤

【參考文獻】：
期刊論文
[1]太陽能集中供熱水系統(tǒng)運行的經濟性分析[J]. 徐俊芳,李越銘,王皆騰,趙耀華.  建筑技術. 2015(11)
[2]不同方位角上太陽能集熱器最佳傾角的確定[J]. 鐘林志,孫志新,許巧玲,嚴哲欽.  福州大學學報(自然科學版). 2015(01)
[3]低溫熱源太陽能吸收式空調采暖工程案例[J].   建設科技. 2014(18)
[4]基于TracePro新型復合拋物面集熱器的光學性能研究[J]. 李開創(chuàng),余雷,鄭立軍,趙明德.  太陽能. 2014(07)
[5]中溫太陽能集熱技術應用分析[J]. 王敏,何濤,路賓.  建筑科學. 2013(02)
[6]乙二醇裝置腐蝕與防護[J]. 趙敏,康強利.  石油化工設備技術. 2012(05)
[7]太陽能系統(tǒng)經濟性分析及評估新方法研究[J]. 代建國,楊建榮,陳戈.  綠色建筑. 2010(06)
[8]太陽能熱水工程案例分析[J]. 王凌志.  大眾科技. 2010(08)
[9]乙二醇裝置多效蒸發(fā)器的腐蝕與選材[J]. 胡久韶,王東,王麗銀,程四祥,周斌.  石油化工設備技術. 2010(03)
[10]傾斜面上直射輻射計算方法的探討[J]. 程艷斌,何官興,唐潤生.  云南師范大學學報(自然科學版). 2009(02)

博士論文
[1]非跟蹤型太陽能聚光器的優(yōu)化分析和實驗研究[D]. 李桂強.中國科學技術大學 2013

碩士論文
[1]三種低倍聚光比CPC的對比研究[D]. 楊明.中國科學技術大學 2015
[2]基于全玻璃真空管和CPC集熱器的設計及性能研究[D]. 王進福.云南師范大學 2014
[3]新型CPC真空管式太陽能集熱器的模擬研究[D]. 高宏宇.昆明理工大學 2012
[4]蛇形復合拋物面太陽能集熱器的性能研究[D]. 張曉偉.天津大學 2012
[5]CPC熱管式真空管集熱器傳熱模型的分析[D]. 石玲.浙江大學 2007
[6]復合拋物面型集熱器性能研究[D]. 張曉東.西北工業(yè)大學 2006



本文編號：2898140