随着能源消耗的日益加剧,如何合理高效的利用能源已成为倍受人们关注的焦点。相变储能是近年来兴起的一种提高能源利用效率的先进技术,可用于解决能源供需之间的失配矛盾。相应地,深入分析相变材料内部具体的传热过程,能为相变材料的实际运用提供理论指导。因此本文采用模拟与实验相结合的方法,针对相变材料熔化过程与凝固过程中存在的能量非对称性以及材料内部的传热过程进行了研究。具体研究内容与结论如下:对数种相变材料进行了 DSC测试,测试结果都表明相变材料熔化过程与凝固过程中的能量是非对称的。而正由于该非对称性,相变材料的焓值与状态不仅取决于相变材料的温度,还受其“前状态”的影响。对两种相变材料分别进行了步冷实验,分析得出影响相变材料熔化过程与凝固过程能量非对称性的因素是相变材料在熔化过程与凝固过程中存在的非对称度与过冷度。基于集中参数法和有效热容法建立了相变材料步冷温度变化模型,并运用实验结果对模型进行了验证。模型计算结果表明:相变材料在冷却过程中开始发生相变的时间和相变持续时间均与其过冷度呈指数关系。相变材料的有效潜热大小对相变材料开始发生相变的时间没有影响,而相变持续时间随着有效潜热的增大而增大。对比分析了有效热容法与焓法两种相变传热模型。结果表明:当采用有效热容法建立模型时,如果在一个时间步长内,相变材料的状态(固态、熔融态、液态)发生了改变,则在计算过程中会存在计算误差。计算误差随着单位时间步长内相变材料吸收热量的增大而增大,且相变材料相变温度区间越小,该计算误差越大,而采用焓法建立模型时则不会存在该误差。但是焓法模型求解所需时间要比有效热容法长。建立了相变材料非对称传热模型,同时搭建了非对称传热实验台,并利用实验结果对模型进行了验证。利用模型对相变材料在熔化过程与凝固过程中相变区间的非对称度和过冷度进行了分析。结果发现:非对称度或过冷度越大,非对称模型与对称模型的计算结果差异越大。因此在建模时考虑相变材料的过冷度与非对称度是很有必要的。