基于CPC集热器太阳能制冷及供暖综合系统设计.pdf

基于 CPC 集热器的太阳能制冷及供暖综合系统的设计  马清华 周小荔 蒋新颜 (安徽省城乡规划设计研究院) 摘 要：本文介绍了基于 CPC 集热器的太阳能制冷及供暖综合系统的构成、设计特点和主要性能。重点介绍了 CPC 集热器的 结构设计和传热分析，为太阳能制冷及供暖综合系统的设计提供依据。 关键词：太阳能； CPC集热器；制冷系统；供暖系统 ；建筑一体化 Design of solar energy refrigeration and heating integrate system base on the CPC collector Ma Qing hua Zhou Xiao li Jiang Xin yan AN HUI URBAN RURAL PLANNING AND DESIGN INSTITUTE Abstract:This paper introduces the solar energy refrigeration and heating integrated system’s design feature and main performance ,which based on the CPC collector. Meanwhile,Focus on introducing the CPC collectors structural design and heat transfer, provide the basis for the solar energy refrigeration and heating systems design. key word: solar energy; CPC collector; refrigeration system; heating system; architecture integrative 0 前言 在能源与环境问题日益凸现的今天，太阳能作为一种清洁无污染的能源开始在暖通空调领域广泛应用。 随着集热技术的发展，太阳能集热器产品的集热效率不断提高，使得以太阳能作为制冷与供暖空调系统的 驱动能源从可能变成可行。研究发现，太阳能制冷及供暖系统极具优势：夏季太阳辐射越强、天气越热， 建筑负荷越大，太阳能空调的制冷效果越好。而采用太阳能作为主要驱动能源、采用氨或水或其它自然物 质作为工质的太阳能制冷及供暖技术正是符合节能和环保要求的技术。但由于太阳能本身空间分布不均匀、 能流密度低、辐射间歇性以及制冷系统的驱动温度要求一般都较高 （75 ℃以上）等特点，导致必须牺牲大 的集热面积为代价换取系统要求的驱动温度，成本高且效率低，使得太阳能在暖通空调领域不能得以广泛 应用。 为了进一步拓宽太阳能在暖通空调领域中的应用范围，本文提出一种基于 CPC 集热器的太阳能制冷及 供暖系统，旨在通过对集热器的技术攻关和系统示范，解决太阳能空调中的难题，积累经验，从而为尽早 实现太阳能空调的商业化打下技术基础。 1 CPC 集热器 整个系统是基于复合抛物面型集热器 （简称 CPC 集热器）的特点而设计的，因此在对系统进行介绍之 前先重点介绍一下 CPC 集热器。 CPC 集热器是一种非成像低聚焦度聚光器，它根据边缘光线原理设计，可将给定接受角范围内的入射光 线按理想聚光比收集到接受器上。由于它有较大的接收角，故在运行时不需要太阳跟踪装置，只需根据接 收角的大小及收集阳光的小时数，每年定期调整倾角若干次就可有效地工作。它可达到的聚光比在 10 以内， 当聚光比在 2 以下时可作成固定式装置。它可接受直射太阳辐射和部分散射辐射，并能接受一般跟踪聚光 器所不能接受到的“太阳周围辐射” ，它的最主要特点是可以产生中、高温蒸汽。利用 CPC 集热器产生的中、 作者简介：马清华 （1983-），男，汉族，工程师，主要从事暖通空调设计方面的工作 高温蒸汽作为制冷机组与供暖装置的驱动能源是整个系统设计的创新之处。