能源始终是人类生存和社会发展必不可少的重要因素,但是大量的能源消耗所引起的环境问题也日益凸显出来,因此用新能源、可再生能源等代替目前大量使用的以煤炭为主的化石能源是能源结构转型的方向。以太阳能、风能为主的可再生能源在供需之间往往存在着时间或空间上的不匹配问题,同时无论是化石能源还是可再生能源最终基本都以电能的形式被利用,而电力系统又存在着严重的负荷峰谷差。储能技术可以很好的解决能源供需不平衡的问题也能在电力领域起到削峰填谷的作用,相变材料是目前用于储能领域最多的储能材料,所以,对相变蓄热器及其换热性能的研究显得格外重要。本文基于目前传统的人字形波纹板式换热器以及相变材料,提出了新型波纹板式相变蓄热器,通过建模软件对其进行建模并划分流域和网格,用流体动力学软件Fluent中的凝固熔化(Solidification/Melting)模型对相变材料在该新型波纹板式蓄热器中的熔化过程进行了数值模拟的研究。本文均以石蜡作为相变材料,水或空气作为热流体,以三层5 mm厚的相变材料层作为换热单元进行研究。本文研究了该新型板式相变蓄热器在不同结构设计条件下以及在不同的流体入口条件下对换热过程的影响。数值模拟的结果表明,相变材料总体积不变的条件下,相变材料层厚度越小,相变蓄热器的换热性能越好,相变材料总熔化时间越短,厚度从15 mm缩小到5 mm时,相变材料总熔化时间从720 s缩短到了只需90s;在对波纹倾斜角为30°、45°、60°三种波纹板结构进行研究时,换热结果并没有显著变化;入口流体温度越高、流速越快,相变蓄热器的换热性能越好,且随着温度的升高、流速的变快,性能增强的效果越来越弱,当入口流速增加时,流体总流程的压降也随之增大。本文通过添加翅片的方式来对该波纹板式相变蓄热器进行强化传热,并且计算分析了其翅片布置的方式、翅片数量即翅片间距和翅片在相变材料侧的高度等翅片参数对换热过程的影响,结果表明,以人字形布置的翅片相较于等翅片间距的横向及纵向翅片所带来的强化传热效果更好,且添加翅片的相变蓄热结构的换热性能均明显优于无翅片结构,其中人字形布置的翅片结构中相变材料完全熔化所需的时间仅为无翅片结构的81%。本文在人字形波纹板式结构的基础上提出了一种呈波浪式的复合波纹板式结构,所形成的相变材料区域是由两个正交方向均为正弦曲线复合叠加而成,研究了其对换热过程的影响。结果表明,与光滑平板式结构相比,复合波纹板式换热单元中相变材料总熔化时间可以减少约36.7%,中心点完全熔化即潜热完全吸收所需的时间,复合波纹板式结构比普通平滑板式结构要少约46%;同样换热单元的换热性能随入口流体流速温度的增加而变强,且该变强的趋势随着流速和温度的增大而逐渐变小。