近年来,随着经济的快速发展,我国用电峰谷差现象日益严重,同时城市冬季供暖带来的污染问题也越加严重,为了改善这些问题,加大调节用电负荷和调整冬季供暖用能结构,需要深入研究蓄热技术,开发应用蓄热技术的产品。相变蓄热换热装置充分利用了相变蓄热材料储热密度大、蓄热时温度波动小的特点,对工业余热回收和改善供暖环境起着积极作用。因而,在世界各国都在面临能源危机的今天,新型高效的相变蓄热装置对能源的合理利用有很重要的影响。本文选用赤藻糖醇为相变蓄热材料,并采用带有内环肋和翅片的换热管,设计出了适用于室内的相变蓄热换热器,并对其蓄热过程进行数值模拟和参数优化。首先,根据某一地区冬季室内供暖负荷对相变蓄热器尺寸结构进行了初步设计;建立相变蓄热换热器的物理模型,利用FLUENT软件对蓄热器的相变传热问题建立数学模型进行蓄热过程的数值模拟;而后,研究不同结构对蓄热性能的影响:分析了换热管有无内环肋对蓄热体性能的影响;对比分析不同翅片间距的换热体相变时间和蓄热效率,并对换热管结构进行优化;利用数值模拟数据对相变蓄热换热器的入口流速、入口温度等运行工况进行优化。结果表明:热流体通道内增加内环肋能有效提升相变蓄热器整体性能,获得更好的蓄热效果;换热管翅片结构对相变蓄热过程有较大影响,选择合理的翅片结构能够改善蓄热器性能。研究发现内环肋换热管管长与管内压降成正比关系,平均每厘米压降为52.8Pa,蓄热效率随着管长增加呈先增加后降低的趋势,最佳管长为400mm;带有翅片的内环肋换热管蓄热器,入口温度为495K,入口流速为12m/s时,相变蓄热换热器性能最好,其蓄热量为668.35kJ,蓄热时间为3458s,蓄热效率为87.3%,在蓄热过程中没有出现热应力集中现象。