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以相变材料为填充主体的相变蓄热装置是一种很好的蓄能装置。当相变蓄热材料发生相变时，其可以在相变区间内蓄存或释放巨大的相变潜热。与以显热蓄热材料为主题的蓄热装置相比，其具有效率高，体积小等优点。随着节能的大力提倡，人们越来越重视相变蓄热技术的发展。太阳能集热与相变蓄热技术相耦合，很好的解决了太阳能具有的间歇性和不稳定性，当太阳辐射强度非常大时，多余的太阳能被相变蓄热材料所吸收，而当太阳辐射强度比较弱时，被相变蓄热装置所蓄存的太阳能释放出热量给末端以保证末端的需求。通过此种方式，将不稳定的太阳能转化为稳定的相变能，实现了太阳能在空间上和时间上的转移，使太阳能间歇性、不稳定的特点得以弱化，最终提高了太阳能的热利用效率。为此，本研究基于太阳能相变蓄热系统实验台，重点开展了以下的研究工作： 1)对系统的重要部件——相变蓄热装置的蓄放热机理进行了分析，总结出影响相变蓄热装置蓄放热效率的六个因素。 2)基于前面的理论分析，对相变蓄热装置的流动和传热过程进行了实验的研究。根据2010～2011年冬季的实验结果，分析了不同进出口方式和不同的流速对蓄热过程和放热过程的影响。 3)基于太阳能相变蓄热系统，建立了相变蓄热装置的数学模型，对影响相变蓄热装置的五个因素进行数值模拟，并分析了其模拟结果，为相变蓄热装置的优化提供了参考。 4)本研究采用自适应PID控制技术，结合研究提出的控制策略对以相变蓄热装置为核心的系统进行了实验的研究。 5)以前期研究的内容为基础，对太阳能相变蓄热系统在新疆乌鲁木齐的应用进行了优化和设计。分小节对集热器面积的计算，相变材料装置的设计进行了阐述和说明。