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复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Concentrator,简称CPC)是一种根据边缘光学原理设计的非成像、低聚焦的聚光器。内置该聚光器的热管式真空集热管被称为热管式CPC真空集热管,被广泛应用于中低温太阳能集热领域。主要研究内容包括以下方面:1.提出CPC开口面假想盖板的想法,对热管式CPC真空集热器建立辐射模型。借助VB程序,采用线性插值法计算集热器一天接收的辐射量,能直观反映一天内辐射量随时间的变化关系。2.对倾斜放置的热管式CPC真空集热器,进行太阳入射角水平面分解,分析出径向入射角与时角、方位角等参数的函数关系式tanθ_r=(cosα_ssinγ_s)/(sinα_scosβ),得到径向入射角的变化规律。3.相对平板型真空集热器,CPC真空集热器具有聚光性,CPC反光板“过滤”了部分时段的光,其最大入射角限制了接收入射光线的日照时长。分析发现,相比水平放置,倾斜放置时吸热管的夏季辐射高峰相对减少,春冬季节辐射量相对增加,年辐射波动幅度减少,总辐射量增加,此举能延长热管使用寿命。4.选取CPC开口宽度一致作为新V型、W型、传统倒V型三种CPC真空集热管选型的标准,设计出CPC开口宽度均为110mm的三种CPC真空集热管。三种CPC真空集热管除了CPC反光板设计不同外,其他设计参数均相同。5.对比三种热管式CPC真空集热器的光学效率,建立了光学效率的数学模型,几何光学效率主要考虑径向入射角变化的影响。对三种集热器在典型日上分析各自总光学效率随时间的变化,冬至时接收太阳辐射的总时长最短,W型失去小入射角度下高光学效率的优势,此时新V型则更有优势。6.对比三种热管式CPC真空集热器的热性能,建立能量流动的数学模型,分析得到太阳辐射强度是影响热性能的主要因素;太阳辐射强度相同条件下由于CPC反光面板的形式不同引起的热性能的差异很小,细小差异中W型的热效率是三者中最高,主要因为三者中W型的热辐射损失最小。冬季新V型性能最优,年总太阳辐射新V型最大。