蓄能技术具有转移电网高峰用电量、平衡电网峰谷差的功能，提高了电网的安全运行性能，充分利用分时电价差节省运行电费。相对于以水为介质的显热蓄能技术，相变潜热蓄能具有储能密度高与运行温差小的优势。本文提出将相变球形堆积床技术应用于蓄冷空调系统与太阳能蓄热系统中；将具有较高相变温度的十四烷作为相变蓄冷材料应用于蓄冷系统中，以提高蓄冷系统的性能。对球形堆积床蓄冷空调系统、盘管蓄冷系统、球形堆积床太阳能蓄热系统的基本结构与工作原理进行了阐述，围绕球形堆积床蓄冷空调系统、盘管蓄冷系统、球形堆积床太阳能蓄热系统的仿真模型建立与冰球堆积床蓄冷空调系统性能实验等几方面开展了研究工作：　　 1.球堆积床蓄冷空调系统模拟研究　　 建立了冰球堆积床蓄冷系统的传热模型，该模型考虑了过冷效应。验证了模型的正确性，对蓄冷与放冷过程进行了模拟研究，分析了载冷剂入口温度、初始温度、载冷剂流速、堆积床空隙率对出口温度、蓄冷速率及放冷速率的影响。蓄冷系统的蓄冷时间为230 min，潜能蓄冷量为总蓄冷量的76％，平均蓄冷速率为3 kW，放冷时间为203 min，放冷量为38 MJ，平均放冷速率约为3.1 kW。当过冷度较小时(小于2℃)，对蓄冷过程无明显影响；过冷度达到4℃时，载冷剂出口温度下降1.5℃，蓄冷时间延长24 min。　　 为了克服冰蓄冷空调系统的性能系数(COP)随蒸发温度降低而降低的缺陷，提出将十四烷应用于蓄冷系统中。十四烷相变蓄冷材料的凝固温度为2.73℃、凝固潜热为213.8 kJ/kg、融化温度为7.79℃、融化潜热为218.6 kJ/kg。相对于冰球蓄冷堆积床系统，以十四烷为蓄冷材料的堆积床系统的性能更佳。　　 2.冰球堆积床蓄冷空调实验研究　　 搭建了冰球堆积床蓄冷空调多功能试验系统，阐述了蓄冷空调系统的工作原理，并对蓄冷空调系统的蓄冷与放冷工况分别进行了试验研究。　　 蓄冷时压缩机的压力与温度稳定，蓄冷时间为130 min，总蓄冷量为31MJ，潜热蓄冷量为26MJ，约占84％。蓄冷速率：在0-40 min时，由8 kW下降至4kW；在40-120 min时，蓄冷速率稳定在3-4 kW左右；在120-130 min时，迅速下降至0。放冷时放冷速率稳定在5 kW-7 kW，出风温度稳定在16℃，室内温度稳定在22-23℃。该蓄冷空调系统提供了舒服的室内温度，达到电力“移峰填谷”的目的。　　 3.盘管蓄冷系统模拟研究　　 建立了盘管蓄冷系统蓄冷过程与放冷过程的理论模型，分析了相变材料温度、载冷剂温度、凝固率及融化率、蓄冷速率及放冷速率、蓄冷量及放冷量随时间的变化，讨论了载冷剂进口温度、流速、盘管管径对蓄冷与放冷特性的影响。蓄冷速率约为5 kW，蓄冷量为103 MJ，蓄冷时间为400 min，放冷速率5.4 kW，放冷时间365 min。随着载冷剂进口温度的降低、流速的增快，蓄冷速率变大，蓄冷时间缩短。随着载冷剂进口温度的上升、流速的增快，放冷速率变大，放冷时间缩短。盘管管径对盘管蓄冷系统的蓄冷与放冷特性无明显影响。　　 4.球形堆积床太阳能蓄热系统模拟研究　　 建立了球形堆积床太阳能蓄热系统的动态传热模型，本系统中采用相变温度为60℃的石蜡作为相变蓄热材料，水作为传热流体。分析了相变材料温度、传热流体温度、融化率及凝固率、蓄热速率及放热速率、蓄热量及放热量随时间的变化，球形堆积床太阳能蓄热系统的蓄热时间为350 min，平均蓄热速率为8 kw，放热时间为340 min，平均放热速率为8.4 kW。通过对传热流体入口温度、流速、堆积床空隙率对蓄热与放热特性的影响的研究，得到球形堆积床太阳能蓄热系统运行的最佳参数，达到优化系统的目的。