火炕是一种从固体燃料灶具中回收热能的加热床,在北方农村广泛用作家用采暖设备。然而,传统的火炕存在许多局限性,(表面温度过高且分布不均匀、蓄热性差、燃烧生物质燃料和煤等造成室内外空气污染等),严重制约了火炕的发展。随着国家“煤改电”和“煤改气”等政策的提出,找到更加适合北方农村的采暖方式尤为重要。因此,如何既保护火炕文化,使得这种传统技术不至流失,又能提高节能性、热舒适性和避免空气污染,对新型炕的建设和发展具有重要意义。本文通过对传统火炕以及多种改进炕的性能进行对比研究,在前人研究的基础之上,提出了一种新型相变储能炕(ESKS)1,在构造上,不同于以往的相变蓄热炕,取消利用燃料产生的热烟气加热的方式,在两炕板之间铺设水管,以热水作为传热介质;在相变材料的铺设上,采用不同于以往相变蓄热炕的铺设方法,以宏观封装的方式在两炕板之间铺设相变材料。为了验证新型相变储能炕的技术优势,在河北省唐山市典型的农村房屋里搭建了新型相变储能炕,并对其进行了热工性能测试。同时选取普通沙子蓄能炕(SSKS)2进行对比实验。通过实验研究,对两个系统的热性能进行了比较研究。实验结果表明,新型相变储能炕的炕面温度的峰值比普通炕延迟50分钟,能够长时间维持较高温度;新型相变储能炕的室内温度比普通炕高1.5℃~8℃,炕面温度高3℃~6℃。可以得出新型相变储能炕的热性能显著高于普通炕且可以更有效地提高室内空气温度和炕面温度。因此,新型相变储能炕能够为农村居民提供更加舒适的室内热环境和局部热舒适,而且节能性能良好,减少了对环境的污染,成本低廉,易于维护和更换,可以作为冀东地区农村住宅的采暖方式。本研究也为新型相变蓄能炕在北方农村的推广应用提供了设计基础,同时也为我国北方农村地区实现高舒适低能耗采暖提供了一条新的发展思路。