本文为了研究槽式集热器的运行和控制特性,对槽式集热器的运行规律和出口温度的控制方式进行了模拟与实验研究,主要内容和结论如下:(1)对真空集热管进行了热性能分析。建立了真空集热管的一维传热模型和热损失的一维稳态模型,通过与Schott 2008 PTR70真空管的热性能实验数据对比,验证了热损模型的准确性。利用GUI创建了热损失的计算界面,可以快速获得真空集热管的热损失数据并分析了影响热损的因素,结果表明:集热管热损和玻璃管温度随着吸收管温度的升高而增大;玻璃管外壁温度随着环境温度升高而升高,随着风速的增大而减小;环境温度和风速对集热管热损失的影响甚微。(2)利用TRNSYS软件建立了槽式集热系统的仿真模型,分析了影响工质出口温度的因素和集热效率,并采用南京地区6月份晴天和多云天气的辐照数据对集热系统的动态性能进行了仿真,结果表明:集热器传热工质的出口温度与DNI和入口温度呈正相关,,与工质流量呈负相关;集热器出口温度的变化对DNI和工质流量的突变延迟较大,并且对于流量骤减,出口温度存在超温隐患;导热油的流量变化趋势与DNI变化趋势基本保持一致;此外,集热系统的集热效率在日出与日落时刻较大,在正午DNI较高时段有小幅下降。(3)搭建了长48m、开口宽5.77m的槽式集热系统实验平台,通过测试研究了集热器进、出口温度随DNI的变化情况、集热效率和单位管长热损变化规律,并与模拟结果作了对比。结果表明:槽式集热器的工质进出口温差和DNI变化趋势基本保持一致,瞬时集热效率变化趋势呈“M”型,其变化范围为0.510~0.640,中午时段集热效率减小为0.610,且实验与模拟结果的误差在3.7%以内;随着流量的增加,单位管长的热损逐渐减小,集热效率逐渐增大。(4)利用模糊PID控制方式对槽式集热器的出口温度作了控制研究。借助Simulink搭建了槽式集热器出口温度的模糊PID控制模型,比较了模糊PID控制方式与传统PID控制方式的差异。结果表明:模糊PID控制与传统PID控制方式相比没有超调量,调节时间缩短了320s,在DNI扰动时能提前100s达到稳定状态;模糊PID控制方式的出口温度控制偏差在晴天为±0.8℃,在阴天为±1.5℃。