随着电子元器件逐渐向着集成化、微型化等方向发展,其结构越发紧凑,产生的热载荷也逐渐增大。电子元器件的控温和降温逐渐成为航空航天、互联网大数据等领域中广泛关注的问题。针对高热密度电子元器件系统中温度不稳定的问题,相变储热材料可通过熔化达到对瞬时高热量的吸收从而降低温度变化对整个系统标准运行工况的影响,有效降低系统运行的风险,且储热密度高、性能稳定性强,特别适用于不同领域中热负载流体的迅速降温及保持系统温度稳定的场合。本文依据某特殊散热需求研制了一款紧凑式相变储热换热器。选用相变温度约5.5℃的正十四烷作为相变储热工质,内部储热单元采用类相变微胶囊结构的铝合金管封装相变储热工质,各相变储热单元之间采用顺排结构排列,热负载流体通过外管壁之间缝隙流通,并通过各设计参数的计算对相变储热换热器尺寸进行了设计。获得最佳设计方案,该方案的出口平均温度为11.1℃、进出口最大压差为0.14bar。该相变储热换热器具有成本低、可靠性高、不受重力影响、安装方便、重量轻、无污染等优点。采用仿真的方法研究了换热单元的出口温度、进出口压差、内部正十四烷熔化率以及相变储热换热器主体的出口温度等性能参数,还设计了换热器的散热结构并研究了其散热效果。搭建实验平台,通过相似性实验研究了不同工况下相变储热换热器的出口温度及进出口压差的变化情况。换热器出口平均温度与进口温度的温差均降低10.0℃以上且流量30L/min,进口温度为25℃时,出口平均温度为11.9℃。实验结果表明流量增大与进口温度的增加相比,进口温度的增加对出口平均温度与进口温度的温差影响更加明显。对比仿真与实验结果中相变储热换热器的出口平均温度及进出口压差。。通过对比进口流量变化与进口温度变化对性能参数的影响,发现流量变化对进出口压差影响较大,进口温度变化对出口平均温度影响较大。对比结果证明了模型简化的正确性并对模型进行了校对,为后续相变储热换热器的进一步优化提供了参考依据。