新型太陽(yáng)能復(fù)合相變蓄能炕的性能研究

王慧 馬秀琴 陳月 胡明月 朱琳

摘要 針對(duì)北方冬季燃煤供暖造成環(huán)境污染、能耗大等問(wèn)題，結(jié)合太陽(yáng)能供暖和相變材料的蓄熱性能設(shè)計(jì)了一種膨脹珍珠巖-石蠟復(fù)合相變蓄能炕。太陽(yáng)能供水溫度分別取35 ℃、40 ℃和45 ℃時(shí)，通過(guò)與石蠟單一相變蓄能炕的炕面平均溫度、熱流密度、炕面升溫速度、炕面降溫速度和炕面溫度不均度進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明：?jiǎn)我幌嘧冃钅芸缓蛷?fù)合相變蓄能炕的最佳供水溫度分別為40 ℃和35 ℃，睡眠炕面平均溫度為30.35 ℃和31.85 ℃，升溫速度為1.13 ℃/h和1.23 ℃/h，降溫速度為1.59 ℃/h和1.26 ℃/h，炕面溫度不均度分別為1.81 ℃和1.07 ℃。復(fù)合相變蓄能炕較單一相變蓄能炕睡眠炕面平均溫度高，升溫速度快，導(dǎo)熱性好，降溫速度慢，炕面溫度均勻，整體性能優(yōu)于單一相變蓄能炕。此外，將供水溫度35 ℃的復(fù)合相變蓄能炕與傳統(tǒng)火炕進(jìn)行對(duì)比，復(fù)合相變蓄能炕優(yōu)勢(shì)更明顯，性能更佳。

關(guān) 鍵 詞 太陽(yáng)能供熱;新型蓄能炕;復(fù)合相變材料;熱性能分析;熱舒適

中圖分類號(hào) TU111;TU882? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

On the performance of a new type solar energy composite phase-change Kang

WANG Hui， MA Xiuqin， CHEN Yue， HU Mingyue， ZHU Lin

（School of Energy and Environmental Engineering， Hebei University of Technology， Tianjin 300401， China）

Abstract An expanded perlite-paraffin composite phase change materials （PCMs） energy storage Kang is designed based on the heat storage performance coupling with solar energy for heating and PCMs because of the environmental pollution and high energy consumption caused by coal-fired heating in? northern China. As solar water temperature reaches 35 ℃，40 ℃ and 45 ℃， respectively， comparisons of surface average temperature， heat flux， heating speed， cooling speed and Kang surface temperature variability are analyzed for the composite Kang and the mono-paraffin PCM energy storage Kang. The results show that for the mono-paraffin PCM energy storage and composite PCMs energy storage， the best water supply temperature is of 40 ℃ and? 35 ℃， an average temperature of the Kang sleeping surface is of 30.35 ℃ and 31.85 ℃， heating speed is 1.13 ℃/h and 1.23 ℃/h， cooling speed is 1.59 ℃ / h and 1.26 ℃/ h， Kang uneven surface temperature is of 1.81 ℃ and 1.07 ℃， respectively; Compared with mono-paraffin PCM energy storage Kang， composite PCMs energy storage Kang has higher average temperature， faster heating speed， better thermal conductivity， slower cooling speed， uniform surface temperature and better overall performance. In addition， the comparison has been made between the traditional coal-fired Kang and composite PCM storage Kang in the condition of supply temperature 35 ℃. It is shown that the composite PCM storage Kang has more advantages obviously and the performance is better， too.

Key words solar heating; energy storage Kang; composite PCMs; thermal performance analysis; heating comfort

0 引言

在我國(guó)的北方農(nóng)村地區(qū)，冬季供暖主要依靠的是燃燒煤、秸稈和天然氣。這種傳統(tǒng)的供暖方式，不僅消耗著不可再生能源，而且嚴(yán)重污染環(huán)境?？稍偕茉纯梢越档湍芎暮蜏p少環(huán)境污染，因此，可再生能源的有效利用成為農(nóng)村供暖的新型趨勢(shì)[1]。太陽(yáng)能作為典型的可再生能源，目前已有很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，王博淵[2]將太陽(yáng)能和水相結(jié)合，形成多能源耦合的供暖系統(tǒng)，改善和提高供熱系統(tǒng)穩(wěn)定性。楊林等[3]對(duì)太陽(yáng)能與燃?xì)饣パa(bǔ)的供熱系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

由于相變材料在相變過(guò)程中會(huì)吸收和釋放大量的熱量，在航天、建筑、軍事、通訊等很多領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用。在供熱方面，相變材料的應(yīng)用更為突出。唐曉磊[4]研究相變蓄熱應(yīng)用在低溫地板輻射采暖中時(shí)，室內(nèi)溫度場(chǎng)更加均勻，熱舒適性更高。王睿鑫[5]將相變蓄熱與供熱系統(tǒng)相結(jié)合，分析得出相變蓄熱裝置在供熱時(shí)的最佳使用方式。王彩霞等[6]研究了中低溫相變儲(chǔ)熱技術(shù)在供暖領(lǐng)域中的應(yīng)用。Hassan等[7] 為了提高相變材料的性能，通過(guò)進(jìn)行封裝和加入納米材料添加劑來(lái)增大相變材料的表面積。Sivasamy等[8]也將封裝，增大表面積作為增強(qiáng)相變材料性能的有效方法。復(fù)合相變材料利用了多孔材料進(jìn)行支撐，對(duì)單一相變材料進(jìn)行吸附可以防止液漏，提高穩(wěn)定性[9]，Dinker等[10]研究了各種蓄熱材料及其復(fù)合材料及其應(yīng)用，復(fù)合材料是強(qiáng)化換熱很有效的方法。

然而，大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究都更加側(cè)重復(fù)合相變材料的性能，只有部分在研究復(fù)合相變材料的應(yīng)用。在我國(guó)北方農(nóng)村地區(qū)，火炕作為最常用的取暖設(shè)備，存在睡眠舒適性差、不安全等問(wèn)題。本文從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合太陽(yáng)能供熱和相變材料的蓄熱性能，用膨脹珍珠巖對(duì)石蠟進(jìn)行吸附材料制備復(fù)合相變材料，設(shè)計(jì)一種復(fù)合相變蓄能炕。通過(guò)與石蠟單一相變蓄能炕和傳統(tǒng)火炕的炕面平均溫度、熱流密度、升溫速度、降溫速度和炕面溫度不均度進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)新型復(fù)合相變蓄能炕的性能進(jìn)行深入研究。

1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方案

1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

新型復(fù)合相變蓄能炕利用太陽(yáng)能和具有蓄熱性能相變炕進(jìn)行冬季供暖，整個(gè)系統(tǒng)由槽式太陽(yáng)能集熱器、循環(huán)水箱、蓄能炕及相關(guān)管路組成。通過(guò)太陽(yáng)能集熱器對(duì)水進(jìn)行加熱，在水箱中進(jìn)行循環(huán)，同時(shí)為避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)太陽(yáng)光照不足，無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需的供水溫度，在水箱中安裝電加熱器，用于輔助加熱，熱水通過(guò)不銹鋼盤管將熱量傳遞給蓄能炕。整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)如圖1所示。

炕體外部為2.2 m×1.2 m×0.2 m的木質(zhì)框架外殼;內(nèi)部為2 m×1 m×0.1 m的不銹鋼炕盒和蛇形不銹鋼盤管，蛇形盤管的直徑為10 mm，間距為50 mm;底部和四周鋪設(shè)保溫板將內(nèi)部不銹鋼炕盒與外界進(jìn)行隔熱;炕體上方蓋有不銹鋼板，與外部木質(zhì)炕盒緊密貼實(shí)，形成封閉的炕體，同時(shí)起到一定的支撐作用。蓄能炕結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

由于石蠟具有很好的蓄熱性能，無(wú)毒，無(wú)腐蝕性，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。本實(shí)驗(yàn)為在冬季給人體提供一個(gè)舒適的睡眠環(huán)境，考慮人體正常體溫在36.3～37.2 ℃（口測(cè)法）[11]范圍內(nèi)，選用35#石蠟為蓄熱材料，利用差示掃描量熱法（DSC）對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)定，融化起始溫度為35.76 ℃、潛熱值為212.30 J/g，凝固起始溫度為34.02 ℃、潛熱值為212.74 J/g，DSC測(cè)試如圖3所示。

膨脹珍珠巖作為常見(jiàn)的多孔介質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)毒，來(lái)源廣泛且價(jià)格低廉，具有很強(qiáng)的吸附性。本實(shí)驗(yàn)采用粒徑3～4 mm的膨脹珍珠巖對(duì)石蠟進(jìn)行吸附，制得膨脹珍珠巖-石蠟復(fù)合相變材料。對(duì)復(fù)合相變材料進(jìn)行DSC測(cè)定，融化起始溫度為35.11 ℃、潛熱值為198.23 J/g，凝固起始溫度為33.59 ℃、潛熱值為195.75 J/g。復(fù)合相變材料的相變溫度和石蠟的相變溫度基本一致，潛熱值雖有所降低，但仍與石蠟的潛熱值相差不大。制備復(fù)合相變材料的方法有真空吸附法、真空浸滲法和直接浸泡法[12]。由于實(shí)驗(yàn)用量較大，采用直接浸泡法進(jìn)行制備，用白乳膠進(jìn)行封裝[13]，防止加熱過(guò)程中石蠟泄露。實(shí)驗(yàn)稱取5 g膨脹珍珠巖進(jìn)行吸附量測(cè)試，保持恒溫水浴50 ℃對(duì)石蠟進(jìn)行加熱，在一定時(shí)間后取出吸附了石蠟的膨脹珍珠巖，晾干后稱取重量，吸附后膨脹珍珠巖的質(zhì)量隨時(shí)間變化如圖4所示。由圖4可以看出，膨脹珍珠巖的質(zhì)量在開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)迅速上升，到達(dá)飽和狀態(tài)后質(zhì)量基本保持不變。為了節(jié)約時(shí)間方便實(shí)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，最終選擇3 h作為最佳的浸泡時(shí)間，此時(shí)膨脹珍珠巖的質(zhì)量15.75 g約為吸附之前的3倍。

由于石蠟在相變的過(guò)程中有相態(tài)之間的轉(zhuǎn)化，加熱融化之后變?yōu)橐后w，液體流動(dòng)性強(qiáng)，直接應(yīng)用在蓄能炕上容易出現(xiàn)石蠟泄露的現(xiàn)象。復(fù)合相變材料利用膨脹珍珠巖進(jìn)行吸附，石蠟的相變過(guò)程在膨脹珍珠巖的孔隙中進(jìn)行，能一定程度上避免石蠟的泄露，但為了使蓄能炕系統(tǒng)更加安全，吸附好的復(fù)合相變材料應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行封裝。將沒(méi)有進(jìn)行封裝的復(fù)合相變材料與進(jìn)行封裝后的復(fù)合相變材料放在濾紙上用紅外燈照射30 min，可觀察石蠟的滲漏情況。未經(jīng)過(guò)封裝的復(fù)合相變材料加熱后仍會(huì)有石蠟滲出，經(jīng)過(guò)封裝之后的復(fù)合相變材料加熱后無(wú)明顯泄漏。復(fù)合相變材料相較石蠟相變材料應(yīng)用在蓄能炕上，不僅可以避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生泄漏，而且復(fù)合相變材料一直以固態(tài)形式存在，可以增強(qiáng)炕體的支撐作用。

1.3 實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)分為3組，通過(guò)溫控器控制供水溫度分別為35 ℃、40 ℃、45 ℃，采用T型熱電偶進(jìn)行測(cè)溫，并在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前對(duì)熱電偶進(jìn)行標(biāo)定。按照《民用火炕性能試驗(yàn)方法》 （2009版）[14]中測(cè)點(diǎn)布置原則，炕面溫度測(cè)點(diǎn)布置如圖5所示。熱流密度計(jì)計(jì)量炕面熱量變化用于分析炕面散熱情況。通過(guò)對(duì)蓄能床的炕面平均溫度、熱流密度、炕面平均升溫速度、炕面平均降溫速度、炕面溫度不均度、熱穩(wěn)定階段平均溫度、睡眠階段平均溫度和平均熱流密度進(jìn)行分析，比較石蠟相變蓄能炕和復(fù)合相變蓄能炕的熱工性能。

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析

在我國(guó)北方地區(qū)，冬季太陽(yáng)照射時(shí)間大概從早晨八點(diǎn)半到下午五點(diǎn)半，基于石蠟的蓄熱性能，在升溫階段對(duì)石蠟加熱，加熱溫度要超過(guò)石蠟的熔點(diǎn)溫度，此時(shí)溫度持續(xù)升高;當(dāng)石蠟全部融化后進(jìn)入熱穩(wěn)定階段，此時(shí)的溫度基本保持不變;進(jìn)入降溫階段停止對(duì)石蠟的加熱，此時(shí)石蠟的溫度開(kāi)始降低;達(dá)到凝固溫度之后石蠟開(kāi)始從液相變?yōu)楣滔?，此時(shí)溫度基本保持不變，進(jìn)行恒溫放熱，從而在夜間為人體提供一個(gè)恒定的睡眠溫度。故將炕面溫度變化分為4個(gè)階段，升溫階段、熱穩(wěn)定階段、降溫階段和睡眠階段，周期為24 h。具體分段如表1所示。

2.1 評(píng)價(jià)性能指標(biāo)

根據(jù)《民用火炕性能試驗(yàn)方法》 （2009版）提出的火炕熱性能指標(biāo)，本實(shí)驗(yàn)從炕面平均溫度、熱流密度、炕面平均升溫速度、炕面平均降溫速度、炕面溫度不均度5個(gè)方面對(duì)相變蓄能炕與復(fù)合相變蓄能炕的熱性能進(jìn)行對(duì)比分析。

1）炕面平均溫度：炕面各測(cè)點(diǎn)溫度的平均值，炕面溫度適宜溫度為24～35 ℃[12]。

2）熱流密度：通過(guò)單位面積上的熱量，反映炕體熱量傳遞的情況。

3）炕面平均升溫速度：炕體開(kāi)始加熱后炕面溫度上升的速度。升溫階段為8：30—13：00，炕面平均升溫速度可以體現(xiàn)相變材料的蓄熱能力，升溫速度越快相變材料的蓄熱越快，更快的到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。炕面平均升溫速度計(jì)算公式如式（1）所示。

[φ=tT1km-tkm，0T1-T0]， （1）

式中：[φ]為炕面平均升溫速度，℃/h;[tT1km] 為[T1]時(shí)刻炕面平均溫度，℃;[tkm，0] 為炕面初始平均溫度，℃;[T1-T0]為炕面升溫階段所經(jīng)歷的時(shí)間，[T1-T0]= 4.5 h。

4）炕面平均降溫速度：炕體停止加熱后溫度下降的速度。降溫階段為17∶30—20∶30，炕面降溫速度可以體現(xiàn)炕體的保溫性能，降溫速度越慢則保溫性能越好?？幻嫫骄禍厮俣扔?jì)算公式如式（2）所示。

[?=tT2km-tT3kmT3-T2]， （2）

式中：[?]為炕面平均降溫速度，℃/h;[tT2km]為[T2]時(shí)刻炕面平均溫度，℃;[tT3km]為[T3]時(shí)刻炕面平均溫度，℃;[T3-T2]為炕面降溫階段所經(jīng)歷的時(shí)間，[T3-T2]=2.5 h。

5）炕面溫度不均度：表示炕面溫度的不均勻性，炕面溫度不均度越低則炕體的舒適性越高?？幻鏈囟炔痪扔?jì)算公式如式（3）所示。

[Δtkm，i=i=1nΔtkm，in]， （3）

式中：[Δtkm，i]為炕面溫度不均度，℃;[Δtkm，i]為升溫階段同一時(shí)刻炕面各測(cè)點(diǎn)的最大溫差，℃;[n]為升溫階段的測(cè)溫次數(shù)。

2.2 單一相變蓄能炕性能分析

供水溫度分別為35 ℃、40 ℃、45 ℃，單一相變蓄能炕的炕面平均溫度和熱流密度如圖6和圖7所示。

由圖6和圖7可以看出單一相變蓄能炕的炕面平均溫度和熱流密度都經(jīng)歷了升溫階段，熱穩(wěn)定階段，降溫階段和睡眠階段。供水溫度35 ℃、40 ℃、45 ℃，單一相變蓄能炕的熱穩(wěn)定階段炕面平均溫度分別為34.57 ℃、36.14 ℃、37.56 ℃;睡眠階段炕面平均溫度分別為29.41 ℃、30.35 ℃、31.41 ℃。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中供水溫度由溫控器進(jìn)行控制，在熱穩(wěn)定階段，溫度上下浮動(dòng)，導(dǎo)致熱流密度有一定的波動(dòng)。供水溫度為35 ℃、40 ℃、45 ℃時(shí)，單一相變蓄能炕熱穩(wěn)定階段平均熱流密度分別為16.93 W/m2、17.82 W/m2、20.19 W/m2;睡眠階段平均熱流密度分別為11.88 W/m2、12.64 W/m2、13.05 W/m2。供水溫度越高，炕面平均溫度越高，平均熱流密度越大，可根據(jù)需要選擇最合適的供水溫度，溫度過(guò)高不僅浪費(fèi)能源，而且舒適度也會(huì)有一定的下降，可選擇40 ℃作為單一相變蓄能炕的最佳供水溫度，此時(shí)睡眠階段平均溫度為30.35 ℃滿足舒適度要求。單一相變蓄能炕其他性能參數(shù)如表2所示。

2.3 復(fù)合相變蓄能炕性能分析

復(fù)合相變蓄能炕在供水溫度分別為35 ℃、40 ℃、45 ℃時(shí)炕面平均溫度和熱流密度如圖8和圖9所示。

由圖8和圖9可以看出，復(fù)合相變蓄能炕的炕面平均溫度和熱流密度的變化趨勢(shì)分為4個(gè)階段， 8∶00—13∶30為升溫階段，相變材料因?yàn)榧訜釡囟壬?13∶30—17∶30為熱穩(wěn)定階段，相變材料加熱到完全融后溫度保持不變;17∶30—20∶30為降溫階段，停止加熱后溫度開(kāi)始下降;20∶30—次日8∶30為睡眠階段，溫度降到凝固點(diǎn)之后開(kāi)始進(jìn)行恒溫放熱。供水溫度為35 ℃、40 ℃、45 ℃，熱穩(wěn)定階段炕面平均溫度分別為37.65 ℃、39.24 ℃、42.72 ℃;睡眠階段炕面平均溫度分別為31.85 ℃、33.45 ℃、34.53 ℃。供水溫度為35 ℃、40 ℃、45 ℃，復(fù)合相變蓄能炕的熱穩(wěn)定階段平均熱流密度為16.87 W/m2、21.39 W/m2、23.81 W/m2;睡眠階段平均熱流密度分別為11.97 W/m2、13.24 W/m2、 14.71 W/m2。供水溫度越高，炕面平均溫度和熱流密度值越高，升溫速度越快，相變材料蓄能越多。復(fù)合相變蓄能炕其他性能參數(shù)如表3所示。供水溫度35 ℃時(shí)睡眠階段炕面平均溫度在舒適度范圍之內(nèi)，炕面溫度不均度低，可作為復(fù)合相變蓄能炕的最佳供水溫度。

2.4 單一相變蓄能炕與復(fù)合相變蓄能炕性能對(duì)比分析

單一相變蓄能炕的最佳供水溫度為40 ℃，復(fù)合相變蓄能炕的最佳供水溫度為35 ℃。此時(shí)復(fù)合相變蓄能炕比單一相變蓄能炕熱穩(wěn)定階段炕面平均溫度高4.18%、睡眠階段炕面平均溫度高4.94%、熱流密度相差不大、升溫速度提高8.85%、降溫速度降低26.19%、炕面溫度不均度降低69.16%?？幻嫫骄鶞囟雀?，復(fù)合相變蓄能炕可以在更低的供水溫度提高更多的熱量;升溫速度高于單一相變蓄能炕，說(shuō)明復(fù)合相變材料導(dǎo)熱性提高，熱量可以更好的傳遞;降溫速度低，復(fù)合相變蓄能炕的保溫性能更好;復(fù)合相變蓄能炕的炕面溫度不均度均低于單一相變蓄能炕，復(fù)合相變材料傳熱更加均勻，睡眠環(huán)境更加舒適。復(fù)合相變蓄能炕炕面平均溫度高，升溫速度快，降溫速度較低，炕面不均度低，性能較單一相變蓄能炕有很大的提升。

2.5 復(fù)合相變蓄能炕與傳統(tǒng)火炕性能對(duì)比分析

將供水溫度35 ℃復(fù)合相變蓄能炕與傳統(tǒng)火炕[15]升溫階段炕面平均溫度、升溫速度、降溫速度、升溫階段炕面溫度不均度進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表4所示。

由表4可以看出，復(fù)合相變蓄能炕升溫階段炕面平均溫度比傳統(tǒng)火炕高1.08 ℃，傳統(tǒng)火炕升溫速度比復(fù)合相變蓄能炕高0.77 ℃/h，降溫速度高0.20 ℃/h，炕面溫度不均度高達(dá)49.5 ℃。傳統(tǒng)火炕依靠燃煤提供熱量，在相同的時(shí)間會(huì)比太陽(yáng)能提供的熱量多，但是最終的炕面平均溫度卻沒(méi)有復(fù)合相變蓄能炕高，充分說(shuō)明能源的浪費(fèi)，而且傳統(tǒng)火炕炕面溫度不均度高，睡眠環(huán)境不舒適。復(fù)合相變蓄能炕利用太陽(yáng)能提供熱量，滿足睡眠溫度要求且炕面溫度不均度低，可以提供一個(gè)舒適的睡眠環(huán)境，因此整體性能優(yōu)于傳統(tǒng)火炕。

3 結(jié)論

通過(guò)3種供水溫度35 ℃、40 ℃、45 ℃，對(duì)單一相變蓄能炕、復(fù)合相變蓄能炕和傳統(tǒng)火炕性能進(jìn)行對(duì)比分析，得出以下結(jié)論。

1）供水溫度為35 ℃、40 ℃、45 ℃時(shí)，考慮到實(shí)際應(yīng)用以及能源有效利用，40 ℃的單一相變蓄能炕的熱穩(wěn)定階段炕面平均溫度和熱流密度分別為36.14 ℃和17.82W/m2，睡眠階段炕面平均溫度和熱流密度分別為30.35 ℃和12.64 W/m2，升溫速度為1.13 ℃/h，降溫速度為1.59 ℃/h，炕面溫度不均度為1.81 ℃，滿足舒適度要求，為最佳供水溫度。

2）供水溫度為35 ℃、40 ℃、45 ℃時(shí)各性能指標(biāo)均滿足要求，從節(jié)能角度出發(fā)，35 ℃的復(fù)合相變蓄能炕熱穩(wěn)定階段炕面平均溫度和熱流密度分別為37.65 ℃和16.87 W/m2，睡眠階段炕面平均溫度和熱流密度分別為31.85 ℃和11.97 W/m2，升溫速度為1.23 ℃/h，降溫速度為1.26 ℃/h，炕面溫度不均度為1.07 ℃，熱量傳遞較快，導(dǎo)熱性能好，炕面溫度均勻，35 ℃可作為復(fù)合相變蓄能炕的最佳供水溫度。

3）供水溫度35 ℃時(shí)，復(fù)合相變蓄能炕與供水溫度為40 ℃時(shí)單一相變蓄能炕的熱流密度值相差不大，但是熱穩(wěn)定階段和睡眠階段的炕面平均溫度分別高4.18%和4.94%，升溫速度高8.85%，降溫速度及炕面溫度不均度分別低26.19%和69.16%。復(fù)合相變蓄能炕導(dǎo)熱性更好，睡眠環(huán)境更加舒適，整體性能更佳。

4）供水溫度35 ℃時(shí)，復(fù)合相變蓄能炕比傳統(tǒng)火炕炕面平均溫度高，炕面溫度不均度低，利用太陽(yáng)能的復(fù)合相變蓄能炕不僅節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，而且為北方農(nóng)村冬季供暖提供了一種更安全、更舒適的方案。

綜上所述，復(fù)合相變蓄能炕可以提高人體睡眠舒適度，能源利用率高，保護(hù)環(huán)境節(jié)約資源，可作為北方農(nóng)村冬季的新型供暖方案。

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