当今人类社会对资源和能源的需求量日益增大,传统化石能源的储备量不断减少,而社会对传统化石能源的依赖程度却并没有降低。尽管近几十年来新能源取得了长足的发展,但仍远远不能替代传统化石能源的地位。因此,节约能源成为了当务之急。如何高效地利用现有能源,成为了全世界科学家共同关注的课题。储能技术是近些年来兴起的一种技术,它能减少能源的浪费。潜热储能是储能技术中很有前景的一个分支,相比其他储能方式它具有储能密度大,系统结构简单等特点。相变材料主要分为无机类、有机类和混合类。本文以研究相变材料的蓄热特性为导向。先是以四丁基溴化铵(TBAB)为研究对象,搭建了蓄冷空调系统,研究了20%初始溶液浓度的四丁基溴化铵水溶液的在空调系统内的降温结晶过程,测定了制备TBAB水合物浆体的能效。随后,制备出石蜡/泡沫铜复合相变材料,以间接控温为导向,设计了一个小型的蓄热系统实验台,以水为传热流体,测试了该系统的蓄热放热特性。在直接控温的应用上,建立了建立三维数值传热模型来预测以石蜡或含石蜡的复合相变材料为芯材的相变冷板在一定的热流密度下的热响应特性,得到了相变芯材的厚度和热导率对相变冷板热响应特性的影响。在实际生产中,可先建立数值模型计算所需工况,来帮助设计蓄热单元的结构和规格,以减少实际生产的成本。研究所得结果如下:(1)滤网能阻碍晶体流入换热器,减缓换热器壁面形成晶体层的速度,增大进出口水合物浆体的浓度差,使用非均匀带滤网的储存方式的COP相比均匀和非均匀的储存方式分别提升14.3%和9.8%。相比在换热器内设置机械刮擦装置,该方式具有成本优势。(2)在低流量时定流量比定时融化水合物固体层的COP明显升高,而在14kg/min以上的高流量时两种融化水合物固体层方式对应的COP差别不大。因此按流量控制融化水合物固体层的方式能更好地保持换热器的换热效果。(3)石蜡/泡沫铜储能系统中,传热流体采用上进上出的中心对称排布,以形成逆流,有助于石蜡内部形成更均匀的温度场,加快换热速率。泡沫铜骨架能极大地提高PCM的热导率,传热过程中PCM内温度较为均匀。(4)进口温度和进口速度的提升均会增大蓄热系统的功率,效率高达92-95%。该系统体积较小,能快速地完成蓄热和放热过程,储放能的整个过程所需时间在大多在50min以内,因此热量损失较少。(5)储能和放能过程中PCM内部传热方式不一样,储能过程中PCM内以自然对流为主,而在放能过程中PCM内以热传导为主。(6)在相变芯材热导率较低时,提升其热导率,对相变冷板的散热效果提升明显,但当相变材料的热导率超过0.5W/m·K后,再提升其热导率,相变冷板的散热效果提升较小(7)相变芯材厚度增加,能提升相变冷板的蓄热量,但厚度增加会导致热量更难以传递到相变芯材内部,因此实际设计的时候应根据各方面的要求选择合适的芯材厚度。