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我国农村人口众多,冬季供暖形式多种多样,其中火炕备受人们青睐,但是火炕采暖耗能大、热效率低等弊端日益明显。本文从解决农村供热污染问题和改善人们夜间睡眠环境角度出发,提出了利用太阳能和相变储能技术相结合的经济型蓄能炕,出于经济性考虑末端装置由石蜡复合混凝土炕和混凝土炕构成。通过对已有供热技术和太阳能蓄能炕应用的研究,深入分析了蓄能炕系统的工作原理及传热过程,计算得出了石蜡复合混凝土炕所需石蜡用量为14.3kg,蓄能炕白天和夜间共需提供16.56的热负荷;对实验系统做了设计和选型,并根据人体对蓄能炕温度的要求,确定了实验运行方案、实验测试内容、测点布置和控制系统。根据人体热舒适度要求和石蜡融化特点,在供热温度35℃、40℃和45℃,供水流量0.95L/min和1.41L/min等6个运行工况下对石蜡复合混凝土炕和混凝土炕进行了对比实验研究,并且将石蜡复合混凝土炕与其它三种炕进行了热性能比较研究。实验结果如下:1.随着供热温度和供水流量的升高,蓄能炕各热性能基本指标有所提高,35℃-0.95L/min工况下石蜡复合混凝土炕夜间炕面温度为31.32℃,睡眠环境温度为29.5℃,炕面温度标准差平均值为4.00℃,炕面升温速率为1.54℃/h,降温速率为0.22℃/h,炕面热流密度保持在10.01W/m~2;混凝土炕面平均温度为26.00℃,睡眠环境温度为24.3℃,炕面温度标准差可达到7.50℃,炕面升温速率为1.62℃/h,降温速率为0.67℃/h,热流密度夜间最低可低至5.84W/m~2。2.通过与传统火炕对比,石蜡复合混凝土炕温度分布均匀,炕面平均温度为31.32℃相比较传统火炕可高10℃,炕面降温速率仅为传统火炕的15%,保温性能优势明显。3.通过与混凝土炕对比,石蜡复合混凝土炕在各热性能评价指标方面均优于混凝土炕。夜间其炕面温度可比纯混凝土高5℃,热流密度值稳定在10.01W/m~2而纯混凝土炕热流密度可低至5.84W/m~2,可有效改善冬季供暖效果。4.石蜡复合混凝土炕结构简单,初投资成本低,相比较纯石蜡炕可节约30%的造价费用,能满足冬季供暖热舒适度要求,供热性价比最高。最后,对石蜡复合混凝土炕做了融化凝固模拟,随着温度的升高各个工况下石蜡融化速率逐渐增加,蓄热过程和放热过程的炕面温度与实验结果基本吻合。