太阳能是一种分布广泛、可再生的绿色新能源。但太阳能在利用中，其辐射受到昼夜、季节以及阴晴雨雪等天气因素的影响。太阳能的光热利用进行冬季采暖，最突出的问题是昼热夜用问题。因此，太阳能应用于采暖的技术研究中，一方面集热技术的研究很重要，同样蓄热技术的研究也是很重要的。传输热能的介质大多采用水或空气。在北方浅山地区，空气以传递直接、设备简易、维护方便显示出一定的优越性。基于以上因素，论文对适用于北方浅山地区太阳能蓄热技术进行研究。论文选定几种适于北方浅山地区太阳能蓄热的材料，对其蓄热特性进行了理论研究，在此基础上，设计了集热蓄热装置，对此装置的蓄热、放热特性进行实验研究。首先，论文对相变蓄热材料进行了理论研究。建立了石蜡蓄热球的数学模型，用Matlab软件进行数值计算，得到蓄热球的温度场分布和相界面随时间变化的移动规律。利用FLUENT软件对蓄热球的相变传热过程进行数值模拟，比较两种数值计算结果，基本吻合，验证了数学模型可靠以及数值计算方法的可行性。对蓄热球蓄热理论研究中，主要研究了蓄热球直径和外壁温度变化对熔化/凝固时间的影响，以及蓄热放热特性。其次，在集热蓄热装置中，对多种蓄热材料以及其影响因素进行了理论分析。采用正交试验设计组合得到16种试验方案，利用FLUENT软件对每个试验进行数值模拟分析。以集热蓄热装置的蓄热效率为实验指标，通过正交实验表计算和分析，得出集热蓄热装置最优设计方案，即入口流速为1.6m/s，玻璃盖板为中空高透玻璃，入口空气温度为263.15K，蓄热体为相变材料，空气间层厚度为80mm，蓄热材料厚度为80mm，太阳辐射强度为592.2W/m~2（12时）。根据以上理论分析得出的结果，搭建试验台进行全天实测实验。对集热蓄热装置的结构和热特性包括集热板、空气间层自然和强迫对流、不同蓄热材料等进行相关测试。实验结果验证了空气间层厚度选择70mm～90mm为宜；在静态条件下，集热蓄热装置的平均集热效率为64%，而无蓄热材料其平均集热效率为24%；在动态条件下，集热蓄热装置集热效率在38%～56%范围，波动幅度较小；而无蓄热材料其集热效率在30%～61%范围，波动幅度较大；此外，集热蓄热装置蓄热效率为21%～25%，并对前期数值模拟结果进行验证。