菲涅尔式太阳能集热、蓄热及空调系统性能分析

发布时间：2021-04-27 07:06

　　太阳能是可再生能源中应用最为广泛的能源种类之一，利用太阳能进行供热、采暖和制冷是实现规模化、低成本利用太阳能的重要途径，太阳能热驱动空调能够和当前广泛应用的太阳能热水和采暖系统紧密结合，实现太阳能利用与季节变化的最佳匹配。本文针对菲涅尔式太阳能集热子系统、蓄热子系统进行了理论和实验研究，主要包括以下几个方面的研究内容：（1）针对线聚焦菲涅尔集热子系统，提出总面积为550m2的线聚焦菲涅尔集热器阵列尺寸及结构的设计方法，应用蒙特卡罗光线追迹法对其光学性能进行模拟分析，集热器光学效率最高可达61.58%，并分析了影响光学效率的因素。利用CFD方法对腔体吸收器的热性能进行了研究，发现辐射热损失为主要的热损失项，工作温度为100°C时，腔体吸收器总热损为93.6W/m，热损失系数为38.9W/m2K，集热效率为58.0%；工作温度为220°C，总热损为339.6W/m，热损失系数为56.6W/m2K，集热效率为48.5%。（2）针对蓄热子系统中的蓄热材料开展研究，选择三元熔盐（7%NaNO3-53%KNO3-40%NaNO2）作为系统的蓄热材料，对其热物性参数进行了测试，并通过添加膨胀石墨的方... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景介绍
    1.2 研究及应用现状
        1.2.1 线性菲涅尔集热器研究及应用现状
        1.2.2 太阳能蓄热材料研究及应用现状
    1.3 太阳能高效空调发展趋势
    1.4 本文主要研究工作
第二章 太阳能集热、蓄热、空调系统
    2.1 系统原理
    2.2 系统主要部件
        2.2.1 菲涅尔太阳能集热器
        2.2.2 单/双效溴化锂吸收式制冷机
        2.2.3 相变熔盐蓄热罐
        2.2.4 板式换热器
        2.2.5 电加热器
        2.2.6 膨胀罐
        2.2.7 储油槽
    2.3 本章小结
第三章 线聚焦菲涅尔集热器性能分析
    3.1 线聚焦菲涅尔集热器设计
        3.1.1 镜场设计
        3.1.2 参数设置
        3.1.3 跟踪策略
    3.2 集热器 Tracepro 光学性能分析
        3.2.1 纯光学效率
        3.2.2 集热器光学效率
    3.3 腔体吸收器热性能分析
        3.3.1 数学模型
        3.3.2 物性参数
        3.3.3 求解条件的设定
        3.3.4 模拟结果分析
    3.4 系统集热效率
    3.5 本章小结
第四章 蓄热材料及系统性能分析
    4.1 熔盐—石墨复合材料开发
        4.1.1 复合储热材料制备过程
        4.1.2 实验测定热扩散率和热导率
        4.1.3 DSC 曲线测定
    4.2 熔盐蓄热系统
        4.2.1 数学模型
        4.2.2 模型及网格划分
        4.2.3 一个典型的充放热过程
        4.2.4 实验与模拟结论分析
    4.3 本章小结
第五章 系统运行与模拟
    5.1 油路系统工作模式及控制策略
        5.1.1 热源驱动模式
        5.1.2 热源蓄热模式
        5.1.3 油路系统工作控制情况汇总
    5.2 水路系统工作模式及控制策略
        5.2.1 夏季制冷模式
        5.2.2 冬季采暖模式
        5.2.3 水路系统工作控制情况汇总
    5.3 系统模拟
        5.3.1 模拟系统图
        5.3.2 模拟结果与分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3163016