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绿色能源变革所带来的可再生能源发电得到国家的大力支持,其节能减排效果突出,且无污染可再生,发展前景广阔。北京地区大力推行“煤改电”工程,对城区散煤用户进行政策补偿等措施,实现将燃煤替代为清洁能源,有效改善日趋严峻的环境问题。电采暖作为电能替代能源,电能转化效率高,制热方式简单易行,在峰谷电价地区可缓和用电负荷,且可在区域供热管网达不到的地区进行采暖,得到广泛应用。相变材料潜热蓄热式电采暖装置,以相变材料作为蓄热介质,利用其潜热,在夜间廉价低谷电价阶段进行蓄热,以满足日间采暖需求。由于潜热蓄热介质的蓄热密度远大于显热蓄热介质的蓄热密度,且在发生相变过程中相变材料的温度可保持基本不变,采暖热舒适性好,故本文的研究内容为复合相变材料蓄能式电采暖装置的热性能研究及优化分析。本文以相变温度及相变潜热作为筛选依据,筛选得到60#石蜡适宜作为蓄能式电采暖装置的相变材料;以不锈钢丝带,铝丝带,铜丝带,膨胀石墨作为强化传热材料,通过蓄/放热性能试验得到添加不同强化传热材料后,复合相变材料的蓄/放热热流密度,筛选得到膨胀石墨的强化传热效果最佳,且膨胀石墨的多孔结构有利于相变材料的流通换热,同时可作为吸附材料起到一定的定型封装作用。通过研究膨胀石墨质量含量不同的石蜡/膨胀石墨复合相变材料的相变温度、相变潜热及蓄/放热热流密度,得到复合相变材料中膨胀石墨的适宜质量含量为10%。以碳纤维为强化传热材料,研究碳纤维质量含量不同的石蜡/膨胀石墨/碳纤维复合相变材料的相变温度、相变潜热及蓄/放热热流密度,得到复合相变材料中碳纤维的适宜质量含量为15%。以石蜡/膨胀石墨/碳纤维复合相变材料为蓄热材料,通过热性能设计、结构设计、运行设计及运行保护设计四个方面对复合相变材料蓄能式电采暖装置进行设计计算,并由厂家制备得到蓄能式电采暖装置的样机。通过对蓄能式电采暖装置样机及试验采暖房间测试分析,得到蓄能式电采暖装置样机最佳运行工况为蓄热阶段关闭风扇/放热阶段开启风扇。对所制备复合相变材料蓄能式电采暖装置设计计算及试验测试过程进行评价分析,发现改变蓄能式电采暖装置样机制备材料及加工材料,可有效降低初投资;且安全性较好,适用于实行“峰谷电价”计价地区。现有蓄能式电采暖装置的蓄能比为0.44,蓄能效率较低,对复合相变材料蓄能式电采暖装置进行深化研究及改进优化,可提高其蓄能比。数值计算结果表明,当蓄热单元的厚度不大于60mm时,复合相变材料全部融化所需时间为9750s,此时复合相变材料的液相率接近1,左侧壁面处复合相变材料的平均温度不大于358.15K;当蓄热单元间距为15mm时,出风温度可达337.87K,出风温度过高,危险性增大,故蓄热单元间距以不小于15mm为宜。