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摘 要：相变材料底板蓄能采暖方式的主要的工作原理是通过将变相材料与地板蓄能采暖系统完美的结合在一起，形成低碳、环保的综合系统，其最大的优点是能够对白天的热源进行储存，以便于夜晚的应用，为人们提供更加温暖、舒适的居住环境以及辦公环境，这种节能、高新的采暖系统也受到了全球性的高度关注，并得到了多个工程领域建设中的广泛应用。因此，本文针对相变材料地板蓄能采暖方式的应用进行烟具讨论，具体介绍了该采暖系统的组成结构，得出以下相关结论，以供参考。
关键词：相变材料；地板蓄能；采暖方式；应用
笔者结合多年的工作经验，通过对热水盘管加热的封装相变材料地板蓄能系统、电热加热的封装相变材料地板蓄能系统、其它相变材料地板蓄能系统进行了详细的探讨分析，以此来凸显相变材料地板蓄能采暖系统的优点，并对这三种相变材料地板蓄能系统进行了相应的比较，从中选择出最理想的采暖方式。下面，本文就对相变材料地板蓄能采暖方式的应用进行简述，总结出一些自身的观点与看法。
1 相变材料地板蓄能系统概述
1.1 热水盘管加热的封装相变材料地板蓄能系统
在任何一个地板采暖系统中，地板结构设计形式是至关重要的组成部分，更是地板采暖系统正常运行的有力保障。那么，我们以封装箱变材料地板蓄能系统为例，由于地板找平层能够对热负荷进行均匀的分配，所以，封装材料以及加热盘管是必须被完全密封在找平层中的，这样当封装相变材料地板蓄能系统处于正常运行状态时，加热热水管就会启动，这时的相变材料就会迅速吸收或发散热源，从而实现采暖的目的。
1.2 电热加热的封装相变材料地板蓄能系统
这种相变材料地板蓄能采暖系统主要利用低谷价电的方法，可以在地板下面放置电热膜，促使相变材料吸收或释放周围的热量，达到理想的采暖效果。并且，其地板结构形式与封装相变材料地板蓄能系统基本一致，只是采用了电热膜来替代热水管，也是当今社会发展中比较常见的相变材料地板蓄能采暖系统。
1.3 其它相变材料地板蓄能系统
除了上述两类主要的相变材料地板蓄能系统外，作为2008年奥运会办公建筑的“前期示范工程”的清华大学超低能耗示范楼所采用的地板采暖形式是，将一种定形相变材料放置于常规的活动地板内作为部分填充物，由此形成的蓄热体在冬季的白天可蓄存由玻璃幕墙和窗户进入室内太阳辐射热，晚上材料相变向室内放出蓄存的热量，这样室内温度波动将不超过6℃。
1.4 相变材料地板蓄能系统的比较
通过上文对三种不同的相变材料地板蓄能采暖系统的叙述，我们可以了解，与以往传统的对流式散热器相比而言，这三种相变材料地板蓄能采暖系统有效的利用了地面辐射技术，降低了人们所在区域的温度梯度，形成了更好的采暖方式，还从很大程度上防止了热空气的上升，大大提高了热源的利用率。其中，热水盘管加热的封装相变材料地板蓄能系统是最接近理想的采暖方式，其主要具备以下几点优点：
（1）热水盘管加热的封装相变材料地板蓄能系统具备无污染的优点，能够对空气对流中产生的灰尘进行有效的控制，并且，其通过采用太阳能技术进行采暖，有效取代了煤炭、燃油等高耗能资源，不仅大大降低了能源的过度消耗，还极大的保障了室内空气的清洁度。
（2）这种相变材料地板蓄能采暖系统实际布置过程非常简便。进一步优化了大跨度空间无法布置的难题。
（3）其运行原理十分简单，具备经济低廉的特点，这样就可以减少不必要的运行管理费用的支出，更不需要进行缴费供暖。
（4）通常情况下，热水盘管加热的封装相变材料地板蓄能系统比较适用于民用建筑以及办公场所，并不会产生刺耳的噪音。
（5）对于一些限制用电的地区来说，采用这种采暖方式，不仅充分满足了人们对于热源的需求，还为人们节省了一定的供暖电费的支出。
2 相变材料地板蓄能系统的相关理论研究成果
2.1 电加热方式
中国科学技术大学的研究人员在北京通过实验室测量以及数值模拟对相变材料地板蓄能系统的应用进行研究。作者利用被实验模型验证的数值模型研究了相变贮能式地板辐射采暖系统的几个重要参数对系统性能的影响：
（1）发现在相变贮能式地板辐射采暖系统中，应选用相变温度较接近采暖温度的相变材料。
（2）较小的相变半径，即相变材料的纯度较高可减少室内温度的波动。
（3）对北京地区，选择150W/mZ左右的电缆加热功率采暖效果较好。
作者通过实验和模拟对比研究得到结论为：
（1）一般来说，相变材料地板蓄能采暖系统是一种非常可行的采暖方式，并且，相变材料地板蓄能采暖系统的使用效果是由相变材料的温度以及空气层厚度而决定的，并不会对地板造成较大的影响。因此，制药保证足量的变相材料，就可以对温度计空气层厚度进行改变，达到更理想的采暖效果。
（2）在不同热负荷建筑中，通过合理设计，此蓄热采暖系统可取得较好效果。
（3）应用合适的控制方法，可使整个采暖季的室温基本保持在人的热舒适范围内。
2.2 热水盘管加热方式
（1）同混凝土显热蓄能地板相比，在问歇供热方式下相变材料潜热蓄能地板表面热流波动要小、供热稳定性好。且蓄热阶段可避免表面温度过高、热量散失过多；放热阶段其表面可在较长时间内维持稳定的热流密度，避免过快衰减现象。
（2）当相变温度从30℃-40℃变化时，定形相变材料地板的蓄能比要比混凝土地板的蓄能比大，相变地板能更多地转移和利用夜间蓄存热量。
笔者在对一种封装相变材料-TH29在热水盘管加热时进行了数值模拟研究。通过实验和数值模拟研究得到以下：
（1）通过对20mm，16mm加热管管径下不同管间距模型以及不同装饰层模型的模拟，可以得到最适宜应用的模型构造，即在条件允许的情况下建议采用160mm以下的管间距。
（2）不论采用20mm还是16mm加热管径其蓄、放热效果相近。
（3）采用瓷砖、花岗岩或竹子作为装饰层都十分适宜，因为模拟结果表明三者放热时地板表面温度差值相差无几。
结束语
综上所述，可以得知，变相材料对于地板蓄能采暖系统有着重要的影响，通过将这两者之间的结合，形成一个更加完整的采暖系统，这种高效、新型的相变材料地板蓄能采暖系统不仅大大降低了能源的过度消耗，还可以有效减少了采暖系统的建设成本，是我国当今采暖领域中主要的发展趋势。因此，我国采暖领域应该加大对相变材料地板蓄能采暖系统的推广和应用，从而促进相变材料地板蓄能采暖系统的可持续发展。
参考文献
[1]刘星.一种封装相变材料用板射采暖的应用研究[D].北京：北京建筑工程学院，2008.
[2]叶宏，等.定形相变贮能式地板辐射采暖系统数值模型的实验验证及参数分析[J].太阳能学报，2004，25（2）：189-194.
[3]林坤平，等.定形相变材料蓄热地板电采暖系统热性能[J].洁华士学学报，2004（121：1618-1621.
关键词：相变材料；地板蓄能；采暖方式；应用
笔者结合多年的工作经验，通过对热水盘管加热的封装相变材料地板蓄能系统、电热加热的封装相变材料地板蓄能系统、其它相变材料地板蓄能系统进行了详细的探讨分析，以此来凸显相变材料地板蓄能采暖系统的优点，并对这三种相变材料地板蓄能系统进行了相应的比较，从中选择出最理想的采暖方式。下面，本文就对相变材料地板蓄能采暖方式的应用进行简述，总结出一些自身的观点与看法。
1 相变材料地板蓄能系统概述
1.1 热水盘管加热的封装相变材料地板蓄能系统
在任何一个地板采暖系统中，地板结构设计形式是至关重要的组成部分，更是地板采暖系统正常运行的有力保障。那么，我们以封装箱变材料地板蓄能系统为例，由于地板找平层能够对热负荷进行均匀的分配，所以，封装材料以及加热盘管是必须被完全密封在找平层中的，这样当封装相变材料地板蓄能系统处于正常运行状态时，加热热水管就会启动，这时的相变材料就会迅速吸收或发散热源，从而实现采暖的目的。
1.2 电热加热的封装相变材料地板蓄能系统
这种相变材料地板蓄能采暖系统主要利用低谷价电的方法，可以在地板下面放置电热膜，促使相变材料吸收或释放周围的热量，达到理想的采暖效果。并且，其地板结构形式与封装相变材料地板蓄能系统基本一致，只是采用了电热膜来替代热水管，也是当今社会发展中比较常见的相变材料地板蓄能采暖系统。
1.3 其它相变材料地板蓄能系统
除了上述两类主要的相变材料地板蓄能系统外，作为2008年奥运会办公建筑的“前期示范工程”的清华大学超低能耗示范楼所采用的地板采暖形式是，将一种定形相变材料放置于常规的活动地板内作为部分填充物，由此形成的蓄热体在冬季的白天可蓄存由玻璃幕墙和窗户进入室内太阳辐射热，晚上材料相变向室内放出蓄存的热量，这样室内温度波动将不超过6℃。
1.4 相变材料地板蓄能系统的比较
通过上文对三种不同的相变材料地板蓄能采暖系统的叙述，我们可以了解，与以往传统的对流式散热器相比而言，这三种相变材料地板蓄能采暖系统有效的利用了地面辐射技术，降低了人们所在区域的温度梯度，形成了更好的采暖方式，还从很大程度上防止了热空气的上升，大大提高了热源的利用率。其中，热水盘管加热的封装相变材料地板蓄能系统是最接近理想的采暖方式，其主要具备以下几点优点：
（1）热水盘管加热的封装相变材料地板蓄能系统具备无污染的优点，能够对空气对流中产生的灰尘进行有效的控制，并且，其通过采用太阳能技术进行采暖，有效取代了煤炭、燃油等高耗能资源，不仅大大降低了能源的过度消耗，还极大的保障了室内空气的清洁度。
（2）这种相变材料地板蓄能采暖系统实际布置过程非常简便。进一步优化了大跨度空间无法布置的难题。
（3）其运行原理十分简单，具备经济低廉的特点，这样就可以减少不必要的运行管理费用的支出，更不需要进行缴费供暖。
（4）通常情况下，热水盘管加热的封装相变材料地板蓄能系统比较适用于民用建筑以及办公场所，并不会产生刺耳的噪音。
（5）对于一些限制用电的地区来说，采用这种采暖方式，不仅充分满足了人们对于热源的需求，还为人们节省了一定的供暖电费的支出。
2 相变材料地板蓄能系统的相关理论研究成果
2.1 电加热方式
中国科学技术大学的研究人员在北京通过实验室测量以及数值模拟对相变材料地板蓄能系统的应用进行研究。作者利用被实验模型验证的数值模型研究了相变贮能式地板辐射采暖系统的几个重要参数对系统性能的影响：
（1）发现在相变贮能式地板辐射采暖系统中，应选用相变温度较接近采暖温度的相变材料。
（2）较小的相变半径，即相变材料的纯度较高可减少室内温度的波动。
（3）对北京地区，选择150W/mZ左右的电缆加热功率采暖效果较好。
作者通过实验和模拟对比研究得到结论为：
（1）一般来说，相变材料地板蓄能采暖系统是一种非常可行的采暖方式，并且，相变材料地板蓄能采暖系统的使用效果是由相变材料的温度以及空气层厚度而决定的，并不会对地板造成较大的影响。因此，制药保证足量的变相材料，就可以对温度计空气层厚度进行改变，达到更理想的采暖效果。
（2）在不同热负荷建筑中，通过合理设计，此蓄热采暖系统可取得较好效果。
（3）应用合适的控制方法，可使整个采暖季的室温基本保持在人的热舒适范围内。
2.2 热水盘管加热方式
（1）同混凝土显热蓄能地板相比，在问歇供热方式下相变材料潜热蓄能地板表面热流波动要小、供热稳定性好。且蓄热阶段可避免表面温度过高、热量散失过多；放热阶段其表面可在较长时间内维持稳定的热流密度，避免过快衰减现象。
（2）当相变温度从30℃-40℃变化时，定形相变材料地板的蓄能比要比混凝土地板的蓄能比大，相变地板能更多地转移和利用夜间蓄存热量。
笔者在对一种封装相变材料-TH29在热水盘管加热时进行了数值模拟研究。通过实验和数值模拟研究得到以下：
（1）通过对20mm，16mm加热管管径下不同管间距模型以及不同装饰层模型的模拟，可以得到最适宜应用的模型构造，即在条件允许的情况下建议采用160mm以下的管间距。
（2）不论采用20mm还是16mm加热管径其蓄、放热效果相近。
（3）采用瓷砖、花岗岩或竹子作为装饰层都十分适宜，因为模拟结果表明三者放热时地板表面温度差值相差无几。
结束语
综上所述，可以得知，变相材料对于地板蓄能采暖系统有着重要的影响，通过将这两者之间的结合，形成一个更加完整的采暖系统，这种高效、新型的相变材料地板蓄能采暖系统不仅大大降低了能源的过度消耗，还可以有效减少了采暖系统的建设成本，是我国当今采暖领域中主要的发展趋势。因此，我国采暖领域应该加大对相变材料地板蓄能采暖系统的推广和应用，从而促进相变材料地板蓄能采暖系统的可持续发展。
参考文献
[1]刘星.一种封装相变材料用板射采暖的应用研究[D].北京：北京建筑工程学院，2008.
[2]叶宏，等.定形相变贮能式地板辐射采暖系统数值模型的实验验证及参数分析[J].太阳能学报，2004，25（2）：189-194.
[3]林坤平，等.定形相变材料蓄热地板电采暖系统热性能[J].洁华士学学报，2004（121：1618-1621.