【摘 要】
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北方农村供暖方式多种多样,但随着生活质量的逐渐提高,传统供暖方式的弊端日益明显,不能满足居民对睡眠环境舒适度的高要求。本文针对传统采暖方式火炕进行改造,设计了一种无
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北方农村供暖方式多种多样,但随着生活质量的逐渐提高,传统供暖方式的弊端日益明显,不能满足居民对睡眠环境舒适度的高要求。本文针对传统采暖方式火炕进行改造,设计了一种无碳排放、节能、环保的毛细管网结合碳纤维布相变材料蓄能炕系统。首先,对毛细管网相变材料蓄能炕实验系统进行设计、选型,选择35~#石蜡作为相变储能材料,随后搭建实验台,布置温度测量点,设计实验工况。设定35℃、38℃、40℃和45℃四种不同的供水温度,选用不同的储热介质(纯石蜡和石蜡与水混合)进行相关实验,确定毛细管网石蜡与水混合蓄能炕的最佳供水温度为35℃,毛细管网纯石蜡蓄能炕的最佳供水温度为45℃。对毛细管网石蜡与水混合蓄能炕和毛细管网纯石蜡蓄能炕的炕面和床面的各个热工性能参数进行对比分析,结果表明毛细管网石蜡与水混合蓄能炕的热性能更能满足人体睡眠舒适性要求。对比毛细管网相变材料蓄能炕和不锈钢盘管相变材料蓄能炕的热性能,分析数据,结果显示毛细管网相变材料蓄能炕的热性能更好,说明毛细管网可以有效弥补相变材料石蜡热惰性大、传热慢的缺点。其次,将碳纤维布粘贴到换热管上,设定35℃、38℃、40℃和45℃四种不同的供水温度,选用不同的储热介质(纯石蜡和石蜡与水混合)进行实验,并采集相关数据,确定毛细管网结合碳纤维布石蜡与水混合蓄能炕的最佳供水温度为35℃,毛细管网结合碳纤维布纯石蜡蓄能炕的最佳供水温度为40℃。对比分析毛细管网结合碳纤维布相变材料蓄能炕和毛细管网相变材料蓄能炕的热特性,结果表明毛细管网结合碳纤维布相变材料蓄能炕的炕面和床面温度更高,说明碳纤维布不仅可以有效减小换热管和相变材料之间的接触热阻,还可以有效提高相变材料的传热性能。最后,全面分析对比毛细管网结合碳纤维布石蜡与水混合蓄能炕与毛细管网结合碳纤维布纯石蜡蓄能炕的传热特性和舒适度,得出结论:毛细管网结合碳纤维布石蜡与水混合蓄能炕的供暖效果最佳,适合北方农村居民冬季采暖。
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