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基于相變蓄熱水箱的發展現狀，結合家用生活熱水系統相關設計規范及標準，對相變水箱的結構進行了設計，并采用有限元軟件對相變水箱的性能進行了模擬研究。首先建立了相變水箱的數值計算模型并利用實驗數據驗證模型的準確性;在此基礎上，通過蓄放熱階段水溫響應特性、相變材料溫度及液相比等參數，對相變水箱的蓄放熱特性進行了研究;另外比較分析了不同相變層厚度參數對相變水箱蓄放熱過程的影響，并對相變材料的用量進行了優化。結果表明，對于家用水箱，增設相變材料層可以延長水箱蓄熱過程;在水箱放熱過程中，放熱時間隨著相變層厚度的増加呈現先延長后縮短的變化趨勢;與其他相變厚度的模擬工況相比，相變層厚度為30mm時，水箱的釋熱性能最佳，放熱時間較普通水箱增加10%左且維持水溫處于較高溫度的時間有所延長。可見相變材料的蓄放熱特性直接影響著家用水箱的性能，尋求相變材料的最優用量可為相變水箱的設計及實際應用提供參考。
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