中温直通式太阳能集热管性能及应用研究

摘要

太阳能空调是未来空调系统的理想形式之一，具有优秀的季节匹配性，低能耗无污染的特点，受到了越来越多的关注。为了给某50kW双效吸收式空调系统工程提供150℃左右中温热源，本文设计了一套小型槽式聚光器和直通式真空集热管组成的太阳能中温(80℃～250℃)集热系统。
　　本文研究的主要内容有：(1)根据要求设计了小型槽式聚光器的聚光比、抛物面方程及支架结构等，并且通过软件模拟分析了跟踪策略的选择和安装及加工精度要求等问题；(2)介绍了本设计所用的具有自主知识产权的中温直通式集热管的相关参数。作为太阳能集热器的核心部件，本文建立了直通式集热管的一维传热模型，改进了模型的计算方法来分析集热管热性能，并利用Schott PTR-70的实验数据验证了所建立模型的准确性。然后利用本模型分析了本文中温真空集热管的热损失，并分析了几种因素对集热管性能的影响。(3)搭建了室内稳态实验平台来测试本中温集热管的热性能，测试结果：真空良好的集热管在150℃时热损失大约73W/m，实验数据拟合成的热损失方程为：Qloss=0.4026*Tabs+1.7671E-8*Tabs4。通过与国外同为直通式的集热管产品的比较，得出本产品在整个中温阶段的热性能与Solel UVAC-2集热管接近，达到了国际先进水平。另外，对本中温集热管进行了室外导热油闷晒实验也定性地证明了它完全能够满足太阳能中温热利用的性能要求，并测出其极限使用温度大约285℃。至此，本文所设计的小型槽式聚光器和中温真空集热管组成的太阳能集热器可以为双效吸收式空调系统提供稳定中温热源。