抛物槽聚光比与吸热管径限制性条件分析-NSFC.docVIP

抛物槽聚光比与吸热管径限制性条件分析 苑中显* 张茜 （北京工业大学环境与能源工程学院，北京，100124） 摘 要：抛物槽集热器是太阳能热利用系统的核心部件，其作用是将吸收的辐射能转化为热能传递给工质，其性能的好坏决定了整个系统效率的高低。本文针对抛物槽集热器的聚光比与吸热管径的关系，在某些限制性条件下，进行分析讨论。结果表明：当聚光比C一定，焦距f随着管径d的变大而变大。管径d值较小时，焦距f的取值范围较窄；相同管径下，C值越大，那么f的取值范围越小。若取f≤1.9m，应尽量选取小管径d才能获得大些的C；若取f＞2.0m，此时C易出现极大值点，那么必须选取某一个特定的d 关键词：太阳能；抛物槽集热器；聚光比 RESTRICTIVE CONDITIONS FOR ANALYSIS BETWEEN CONCENTRATING RATIO OF PARABOLIC-TROUSH AND HEAT PIPE DIAMETER YUAN Zhong-Xian ZHANG Xi (Environment and Energy Engineering College, Beijing University of Technology,Beijing,100124) Abstract Parabolic trough collector is the core component of solar heat utilization system. The function of the collector is to transfer the absorbed radiant energy into heat energy, then pass through working medium. This is the primarily determinant of system’s efficiency. In this paper the relation between concentrating ratio of parabolic trough and heat pipe diameter under some restrictive conditions was presented. The results showed that when the concentrating ratio C was given, the focal length f was going to increase as the pipe diameter d became bigger. When d was small, the allowed range of f was small. Under the same pipe diameter, the bigger the C, the range of f was smaller. In order to get a larger C, we should make d smaller if f was 1.9m or less. But, if f was bigger than 2.0m, we should choose a specific d to make C bigger. Key words solar energy, parabolic trough collector, concentrating ratio  1.引言 由于化石能源的日益紧缺与环境污染问题的不断恶化，可再生能源利用的发展越来越受到重视。太阳能作为一种可再生的绿色能源，其巨大、无限、无污染的优点使其在可再生能源利用中的应用比例最大。太阳能利用技术发展迅猛，包括太阳能光热转换，太阳能光伏发电及太阳能热动力发电技术等[1]。但由于太阳能的能量密度较低，在光热转换技术中，常常通过聚光装置来提高集热器的集热效率。太阳能集热器是将吸收的辐射能转化为热能传递给传热工质，是系统的能量来源，其集热效率在一定程度上决定了整个太阳能利用系统的效率，是系统的关键组成部分[2]。对于非聚光集热器，如平板集热器，集热工质温度一般低于100℃，其应用领域必然受到限制。聚光集热器可以提高工质温度，扩大系统应用范围。聚光的原理是，将自然状态下能量密度较低的太阳辐射能汇聚到较小的接收表面上，以提高单位面积内的太阳辐射密度 [3]。 在实际应用中，所需温度决定了聚光器的类型。在中高温利用中必须采用聚光集热器来满足所需温度的要求。太阳能低温利用中，因温度较低，可采用非聚光集热器，也可以通过增加集热器的数量来提高工质的温度。但这样做既增加成本，又增大了占地面积，因此对于