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新型相变储能地板采暖系统设计 　　【摘要】随着我国经济的发展和科学技术的不断提高，人们也越来越关注生活的品质，目前地板采暖主要有水暖和电暖两种方式.锅炉水暖地热存在污染环境，浪费水资源等问题，电锅炉运行费用较高，直接加热式电缆地热虽比水暖地热具有高效、安全，环保等特点，但是相对应的电量的能耗也很大，本文浅析了新型相变储能地板采暖系统的设计及可行性，从环保、节能的角度进行分析，说明了一定情况下使用新型相变储能地板进行采暖更具有经济效益。 　　【关键词】相变储能；地板采暖；采暖系统； 　　一、前言 　　目前，我国建筑能耗高达了总能耗的12%，其中建筑中的空调、电视等能耗高达40%，所以节能减排不管是从经济效益上还是环境保护上都有着重要的意义。地板的相变储能系统的设计可以很好的将电能转换为热能，而且电耗的强度仅仅是之前的25%，因此这种采暖系统设计的意义对于环保节能来说是一个很大的突破。 　　二、相变储能材料的应用 　　所谓相变储能材料（简称PCM）是一种特殊的功能性材料，其能在等温或近似等温的情况下发生相变（多数为固液相变或气液相变），同时伴随有较大能量（一般称为相变潜热）吸收或释放。 　　相变储能地板采暖系统主要是利用相变材料这一特性，在其本身发生相变的过程中，可以通过吸收环境的热量，并在需要的时间内向环境释放热量，来达到供暖房间的温度，把相变的材料跟地暖面层的结构相结合，制成相变储能的地板采暖，通过相变的原理来增加地板之间的热流波幅度，从而提高地板的温度，以达到节能和舒适的目的。相变地板能转移和利用夜间电能蓄存热量，相变温度在30-40摄氏度变化时，相变材料地板的蓄能要比普通地板的蓄能比大19.6%-24.2%。 　　三、相变储能地板采暖地面结构及工作原理 　　1.相变储能采暖地板结构 　　目前市面上所应用的地板辐射供暖系统主要是低温热水和电热电缆的低温地板辐射供暖。而相变储能地板采暖是通过相变储能的材料，这种材料采用的是一种相变温度为30℃的水合盐的储热装模块材料，这个材料是通过固态和液态相变变化进行能量的储存和释放，当需要储存能量的时候材料是为液态的，为了防止PCM融化的时候泄漏会对下面的楼板进行腐蚀，因此要对其进行密封。敷设时，加热盘管直接放在保温层上面，封装好的PCM在填充的时候放在加热盘管的周围，盘管上面则是地面的保护层，加热的时候，热量输送到地板内的相变材料进行储能，在需要的时候再释放热量，为室内供暖。 　　2. 地源热泵低温热水蓄能地板辐射采暖工作原理： 　　利用夜间廉价电由地源热泵系统从地下土壤取热，经电力压缩机对循环工质做功，从而对辐射地板系统提供40～50℃的低温热水，进入地面盘管加热相变材料，使其产生相变，以潜热形式储存热量，白天释放给供暖房间。 　　3.供暖实验测试 　　（一）实验选择在2012年～2014年，东北地区的两个采暖季节进行的，采用的是温度巡检仪器来对室内外的空气湿度、温度、和地板的表面温度来控制，通过信息技术来控制系统的开关时间，温度控制的开关也可以自动的根据室内的温度来控制加热的电缆，从而用电表来控制耗电量的记录。在测试的时候对地板进行加热，缓慢的加温是为削除房间内热惯性和空气间湿气的影响，考虑到实际生活中人体舒适的程度，地板的温度一般不超过28℃。本试验选择的测试时间为室外气象条件基本满足规范的室外采暖设计温度进行分析。 　　（二）实验结果分析 　　相变材料的稳定性 　　作为储能作用的相变材料，其储能不仅要取决于材料本身的凝固点、熔点、更多的应该是看在其多次的循环使用后的性质变化，这需要考验材料本身的实用性和耐用性，在实验中，通过对两个采暖季使用的相变材料用DSC检测之后，我们得出相变的温度和相变的潜在热能有一点的变化，再对实验中的材料进行冷却处理，在相应的反复实验超过120次之后，再用DSC进行分析，可以得出使用PCM的材料具有很好的稳定性，熔点符合使用的要求，可以供应长期取暖系统使用。 　　实际运行的分析 　　因为在实际中普通的房间一般是恒温的控制，24小时的工作，而在装有相变储能系统的房间里面，通过实验，我们可以得出相变系统的房间温度变化小，通过记录，我们可以看出相变在房间的最高温度是18℃，最低的温度是14℃，在普通的室内，最高的温度为19℃，最低是15℃，根据人体的舒适度和感知度来说，储能地板的温度更适合人体的生理温度。 　　四、节能分析 　　1.经济效益分析 　　由于相变材料的熔点与室温相差的越小，对系统运行越有利，这有助于保持室温的稳定，但是熔点越适合的相变材料都非常昂贵，这对广泛使用造成了一定的阻碍，所以就需要选择相变的熔点温度相对来说低一点的，价格也较便宜的相变材料。不同的地板采暖系统都可以满足人体的舒适度，按照时间