新疆地区冬季供暖周期长达6个月，建筑供暖负荷大。燃煤锅炉供暖是目前新疆地区主要的供暖方式，冬季供暖耗煤量占全年耗煤量的2/3以上，超出国家标准近2倍。大量供暖煤炭消费不但造成了宝贵能源资源浪费，同时也是新疆地区大气环境严重污染的主要原因之一。　　根据中国城镇太阳能采暖资源划分区综合数据，乌鲁木齐地处寒冷气候带区，但同时也是太阳能资源利用价值高的地区，太阳能理论蕴藏量（辐射总量）1450-1720kWh/(m2·a)，可开发利用的太阳能资源为100-150kgce/(m2·a)，排行全国第二。丰富的太阳能资源，为乌鲁木齐地区冬季利用太阳能供暖提供了重要的自然条件。　　低温热水地面辐射供暖系统自1993年起在乌鲁木齐居住建筑中试用，很快就得以大规模推广采用，如今近85％的新建居住建筑都采用了该系统;并且自2000年以来，该系统在办公、商业等建筑中也先后得以推广应用。低温热水地面辐射供暖系统由于其相对于传统散热器供暖系统对供水温度需求低，供水温度30-45℃即可满足系统要求，为太阳能热利用技术有效应用提供了有利条件。　　然而，相对于冬季建筑供暖负荷需热量大热流量、连续性，太阳能的低热流密度、间歇性和不稳定性，给冬季利用太阳能资源为建筑供暖提出了巨大挑战。　　为此，本研究基于课题组多年关于相变蓄热技术和太阳能热利用技术的研究成果，充分利用相变材料功能材料的特点，即，相变材料可在近乎温度恒定的条件下蓄积或释放大量热量，并可实现热量在时间和空间上转移的特点，提出将相变蓄热技术与太阳能热利用技术有机结合，构筑可适用于乌鲁木齐地区办公建筑应用的太阳能相变蓄热地面辐射供暖系统。利用相变蓄热装置，将太阳能资源丰富时段富余的太阳能资源蓄存起来，在太阳能资源不足时段再将这部分蓄存的热量释放，有效提高太阳能的热利用率，最大限度满足房间供暖负荷需要。基于以上学术思想，本研究重点开展了以下研究工作:　　1.以乌鲁木齐地区典型办公建筑为例，结合冬季供暖期建筑供暖负荷动态变化特性以及乌鲁木齐地区冬季太阳能资源分布特性，分析了在乌鲁木齐地区冬季利用太阳能供暖的可行性;并进一步提出了乌鲁木齐地区办公建筑太阳能相变蓄热地面辐射供暖系统构筑理念。　　2.结合所提出的太阳能相变蓄热地面辐射供暖系统设计理念，根据乌鲁木齐地区冬季太阳辐射强度以及其他气象参数变化规律，选择热管真空管式集热器作为太阳能集热构件，课题组研制的填充DX-53相变材料的相变蓄热装置作为太阳能蓄热构件，热水地面辐射供暖系统作为供暖末端，在新疆大学搭建了太阳能相变蓄热地板辐射供暖系统实验台。　　3.从2011年到2013年连续近3个冬季，利用该实验台先后开展了关于太阳能辐射强度与室外空气温度等气象参数、进口水温等参数变化，对热管真空管式集热器集热性能的影响规律，集热器出口水温变化对本研究所采用的立式相变蓄热装置传热性能、蓄放热效率的影响规律的实验研究。基于上述研究结果、以及热水地面辐射供暖系统的传热机理，重点分析了太阳能相变蓄热地面辐射供暖系统在乌鲁木齐地区冬季可靠运行的基本参数和规律。　　4.基于上述实验研究结果，结合乌鲁木齐地区冬季室外气象参数变化特征以及典型办公建筑冬季供暖负荷动态变化特性，进一步分析了晴好天气（太阳辐射强度较高）;多云天气（太阳辐射强度中等）;阴雪天（太阳辐射强度偏低）条件下，太阳能相变蓄热地面辐射供暖系统优化运行控制策略。实验结果为太阳能相变蓄热地面板辐射供暖系统优化设计提供基础数据参考　　本文的研究系首次在乌鲁木齐开展的关于太阳能相变蓄热供暖技术应用的实验研究和综合分析，研究结果为乌鲁木齐地区办公建筑冬季利用太阳能相变蓄热技术进行供暖提供了设计方法参考，所得该系统在乌鲁木齐冬季运行的控制策略为其在乌鲁木齐乃至新疆地区开展同类工程应用和工程设计提供了基础数据参考。