本文通过对河北省农村地区冬季采暖现状的调研,发现农村现存采暖形式存在采暖效果不佳、能源消耗以及二氧化碳排放较为严重的问题。为解决这些问题,本文以北方农村传统火炕为原型,提出一种新型太阳能相变蓄热炕采暖系统,在改善采暖效果的同时能够充分利用清洁能源。然后通过实验,对蓄热炕进行性能的分析和系统的优化。最后,运用情景分析法对该措施所带来的环境效益进行预测。首先,通过调研发现问题:通过对河北省农村地区进行实地走访调研,发现在热舒适性方面,农村室内采暖温度偏低,居民反映冬季热舒适性较差,尤其是夜间睡眠期间,而传统火炕具有一定的优势;在环保性方面,人均采暖天然气消耗量为316.54千克标准煤,CO2排放量为515.59千克;在经济性方面,完成“煤改气、煤改电”改造的农户占比50%左右,据居民反映,运行成本偏高。其次,提出解决问题的方法:搭建套管式和地暖管式两种太阳能相变蓄热炕实验系统,在40.00℃、45.00℃、50.00℃供水温度下,通过实验分析蓄热炕的热性能参数。对于套管式蓄热炕,通过增加循环水泵运行时长和铺设导热材料的方法,改善蓄热炕的热性能,结果显示,当供水温度为50.00℃时,循环水泵一直运行,炕面铺设铝箔板,此时蓄热炕炕面层最高温度和最低温度为40.94℃和38.10℃,平均温度为40.31℃,温度标准差为1.10℃,温度不均度为1.08℃,而且睡眠层睡眠阶段平均温度达到28.64℃,满足人体睡眠热舒适性要求;对于地暖管式蓄热炕,通过添加金属铝介质和蜂窝活性炭来提高相变材料的导热性,从而改善蓄热炕的热性能,结果显示,当供水温度为45.00℃时,泡沫铝蓄热炕和蜂窝铝蓄热炕睡眠层在睡眠阶段的平均温度分别为29.25℃和28.65℃,均比纯石蜡蓄热炕高。同时添加蜂窝活性炭也能改善蓄热炕热性能,而且孔密度越小,对蓄热炕热性能的提高越明显。最后,分析预测蓄热炕使用后带来的环境效益:运用情景分析法,对2025年河北省农村采暖碳排放设置了基准情景、规划情景以及控制情景三种预测情景。结果显示,在太阳能蓄热炕适当推广的控制情景下,2025年河北省农村采暖CO2排放量为1129.61万吨,比基准情景少1 578.44万吨,比规划情景少420.46万吨。综上所述,新型太阳能相变蓄热炕,在我国北方农村具有一定的推广价值。