1、相變材料是指在其物態(tài)發(fā)生變化時候所吸收（釋放）大量熱量用于能量儲存的材料，相變儲能是以相變材料為基礎(chǔ)的新興儲能技術(shù)。將相變材料制成相變單元放置于水箱中，可提高水箱儲能密度、減小水箱體積和提供穩(wěn)定的能量。在余熱回收、新能源利用和電力調(diào)節(jié)等方面的應(yīng)用具有顯熱蓄熱難以比擬的優(yōu)勢。以實驗作為主要的研究手段，從相變材料的遴選、制備、相變蓄熱水箱的設(shè)計到相變蓄熱水箱的運行特性進行了研究。
　　 首先分析了相變蓄熱材料應(yīng)用于水箱蓄熱的可行性，

2、對比分析同一體積的常規(guī)蓄熱水箱和相變蓄熱水箱之間的蓄熱量差別，并以肉豆蔻/膨脹石墨為例，計算出臨界蓄熱溫差為103.1℃，驗證了相變蓄熱水箱的技術(shù)可行性。分析了相變蓄熱水箱的設(shè)計要點，設(shè)計了幾種水-相變材料一次換熱型和水-相變材料-水二次換熱型相變蓄熱水箱模型，并闡述了各自的運行機理。
　　 其次，綜合考慮相變材料的熱性能、物理性能、化學(xué)性能和技術(shù)經(jīng)濟性，確定出相變蓄熱水箱所采用的相變材料為肉豆蔻酸，并測試了肉豆蔻酸的熱物性參數(shù)

3、。針對肉豆蔻酸導(dǎo)熱性能較差的特點，首先采用添加石墨粉末對肉豆蔻酸進行強化傳熱，多次熱循環(huán)之后添加石墨粉末出現(xiàn)材料分層，最終確定了制備肉豆蔻酸/膨脹石墨復(fù)合相變材料作為強化傳熱的方法，研究了肉豆蔻酸和膨脹石墨的最佳比例，測試了肉豆蔻酸/膨脹石墨復(fù)合相變材料的熱物性能，并研究了該材料置于球形單元的蓄放熱特性。
　　 最后，基于一種圓柱體堆積床相變蓄熱水箱，搭建了用于測試相變蓄熱水箱運行特性的實驗平臺，并測試了單個圓柱形不銹鋼相變單元

4、的蓄放熱特性，對圓柱形不銹鋼相變單元的尺寸進行了優(yōu)化研究，確定出應(yīng)用于相變蓄熱水箱的圓柱形不銹鋼相變蓄熱單元的合適尺寸。在此基礎(chǔ)上，進行了相變蓄熱水箱的多工況實驗研究，主要包括不同蓄熱溫度下的熔化蓄熱實驗、不同數(shù)量相變單元的凝固放熱實驗和水箱內(nèi)不同補水速率下相變單元的凝固放熱速率。分析了不同數(shù)量相變單元的熱水出口溫度的變化情況，建立了一套相變蓄熱水箱運行特性的實驗研究體系。實驗結(jié)果表明:相變單元的較優(yōu)尺寸為直徑60mm，相變蓄熱水箱內(nèi)最