随着能源紧张,环境污染问题加剧,太阳能作为无污染的清洁能源,已然成为了当今研究的新热点。而太阳能用于供暖时,常常需要庞大的水箱来蓄存热量,以克服太阳能资源时空分布不均匀,能量密度低等缺点,即使如此,仍然存在集热与负荷需求时间不匹配,蓄热水箱占地过大等问题;寻求一种新的蓄热方式亦或蓄热材料来克服这些问题,已经成为了太阳能供热领域的研究新方向。相变材料是一种具有潜热蓄热能力的蓄热材料,温度达到相变温度时,相变材料蓄热量迅速提升,且自身温度不变,设想在蓄热水箱中按一定结构加入封装相变体,则能够有效提高水箱单位体积蓄热量,保持水箱水体温度稳定,延长供热时间。本研究首先搭建了一套多用途的能源复合式利用系统,通过多种因素对比选择了50℃石蜡作为相变材料,并将相变材料利用不锈钢封装为板片形式,在水箱内部以折流结构固定,以增加流体在水箱内的换热时间与换热面积。然后通过实验研究相变水箱蓄放热特性,以2kW功率电加热器对相变水箱加热,研究不同流量与板间距对其蓄热能力的影响,发现流量对蓄热能力影响较小,板间距较小时阻力较大,过大时相变材料填充率低,对比发现3cm板间距水箱具有较优的蓄热特性;放热时采用300m3/h风量风机盘管作为末端,填充相变材料的水箱放热时长较普通水箱放热时长至少延长1h,且流量越小放热时间越长,流量过大,相变材料温降相对水体温降将出现延迟。实验研究后建立了单一温度相变法模型,利用MATLAB编译后与实验数据进行对比,对比发现实验值与模拟值在蓄热工况下误差为±5%之内,放热时也均位于±10%之中,具有较高的准确性。最后利用数学模型以恒定进水温度为基础,以相变比、出水温度、蓄放热量与蓄放热强度为评价依据,对相变水箱进行了模拟研究,研究发现相变板厚度越小,蓄放热强度越大,维持水箱温度的能力也越强;流速越小,蓄放热时间越长,换热越充分,且随着流速增大,流速对蓄放热的影响逐渐减小;进水温度越低,完全相变时长越长,但随着温度增大,温度对蓄热特性的影响逐渐较小,蓄热能力差别逐渐缩小,放热时反之;随着相变潜热增大,放热时长与之成比例增大,所以当造价区别不大,可选择潜热值大的材料作为相变封装材料,以提高放热强度,延长放热时间。最终基于Visual Stadio平台编写了一套具有可视化界面的计算软件,用以设计参考。