太阳能复合梯级相变供暖床的热舒适性研究

胡明月，马秀琴，刘长昊，窦一帆

（河北工业大学能源与环境工程学院，天津 300401）

0 引言

为解决我国北方农村地区冬季传统火炕供暖造成的污染问题，首先应从热源处对火炕进行改造，而太阳能作为典型清洁能源，成为了农村冬季供暖的首选热源。

刘庆玉[1]对农村住宅供暖能耗进行了优化分析，太阳能热水辅助供暖的加入可在每年冬季节能11 768.85 MJ。杨诗薇[2]设计了一种以太阳能为热源的太阳能炕采暖系统，通过实验对比，该系统可有效提高室内环境温度。在利用太阳能与相变材料相结合的方式进行供暖方面，傅杰[3]设计了一种太阳能相变蓄热地暖系统，在保证冬季室内热舒适的前提下，降低了供暖成本。范蕊[4]通过Fluent对西部高海拔地区供暖情况进行模拟发现，使用太阳能相变蓄热系统进行供暖有利于改善室内温度。针对相变材料导热系数低、换热性能较差的问题，洪鼎华[5]通过数值模拟研究了不同参数的空腔对相变蓄热装置热工性能的影响。李培涛[6]通过实验分析了螺旋盘管式相变蓄热装置传热流体的入口温度和流量对其蓄能效果的影响。Peiró[7]将两种熔点不同的相变材料进行串联，通过对比梯级与单级相变的蓄热性能发现，梯级相变的蓄能效率比单级相变提高了19.36%。Cheng X[8]在蓄能时间、总量和效率方面对梯级相变蓄能单元进行模拟分析，最终确定质量均匀分布的3～5级相变为相变蓄能的最佳方案。Zhao Y[9]研究了相变级数对蓄能装置热工性能的影响，随着蓄能装置相变级数从一级增加到三级，平均蓄能效率从51.75%增加到了63.58%。……