文 献 综 述

1.研究背景

能源是经济社会发展和提高人民生活水平的重要物质基础，是人类赖以生存的必要条件。近年来，太阳能作为一种最广泛使用的高效无污染的可再生资源，其开发利用已受到越来越广泛的关注。而集热器作为太阳能热利用的最主要设备，其集热效率的高低直接影响太阳能有效利用的程度^[1]。但是普通太阳能集热器普遍存在热效率不高，易结垢，冬天易炸管等问题，为此，将热管技术引入太阳能热利用领域对于解决我国能源问题具有重要意义。

热管作为一种高效的传热元件，其工作原理主要是利用传热介质的相变传热，具有优良的导热性、良好的等温性、热流密度可变性和单向导热性等优点^[2]。自热管正式出现以来，众多科技工作者对的不断研究使得热管技术得到了很快的发展。现有热管理论是建立在相变传热的基础上的，导热系数极高，比银、铜、铝等金属热导体高出几个数量级^[3]，正是由于其优良的热性能，使其在热利用方面得到了广泛的应用。将热管技术应用于太阳能热利用领域，不但能充分利用太阳能作为一种高效、清洁能源的优势，优化我国能源利用的结构，而且能大幅提高太阳能利用效率。

现有的热管型太阳能集热器主要品种有：闷晒式热管集热器、平板式热管集热器和真空管式热管集热器^[4]。其中，闷晒式热管集热器的结构简单，制造方便，易于安装且价格较低，但保温性能比较差。由于平板式热管太阳能集热器是依靠平板式热管太阳能集热器和集热板之间的对流传热和导热来传递热量，这就使得其热损失比较大，日平均效率只有50%或更少^[5]。热管式真空太阳能集热器同时具备了全玻璃真空管良好的集热和保温性能，以及平板式集热器金属的良好导热性和机械强度。它以热管作为核心传热原件，具有其他类型的太阳能集热产品不可替代的优势^[6]。

热管式真空太阳能集热器，是金属吸热体太阳能真空集热器的一种。故本文选择以热管式真空管太阳能集热器为主要研究对象。主要计算分析其热力学特性，性能及不同环境下集热器的参数设置，从而减小未知参数对集热器效率的影响^[7]，以及提出一定的改进方案。

2.热管式真空集热的工作原理、特点及分类