随着社会发展,人们对居住要求的不断提高,建筑能耗也在不断增大。应用可再生能源可以缓解传统能源紧缺的问题,是目前能源发展的主要趋势。然而,大部分可再生能源都存在间歇性、不稳定性等问题,相变蓄热技术是解决可再生能源间歇性的一种有效途径。内蒙古大部分地区在建筑气候分区中属于严寒地区,供暖需求的能耗更高。另一方面,内蒙古地区拥有丰富的太阳能资源,更适宜利用太阳能进行清洁供暖。传统相变技术因为相变材料导热系数较低导致系统的蓄放热效率低下,近年来国内外学者分别从提高相变材料导热系数、增大蓄热系统的传热面积、提高换热工质与材料之间的传热温差等方面来提升系统蓄放热效率。本文通过添加高热导率的膨胀石墨制备复合相变材料、应用翅片、梯级蓄热等手段提高系统的蓄热效率,探究不同换热工质入口参数对蓄热系统的影响,最后提出匹配太阳辐照变化的梯级蓄热系统配置,对典型日的蓄热过程进行分析。选用硬脂酸、月桂酸组成梯级相变蓄热材料组,通过添加具有良好导热性能的多孔蠕状物质膨胀石墨,提升相变材料的导热性能。选择熔融共混法制备复合相变材料,并对材料的相变温度、相变潜热、导热系数等热物理性能参数进行检测。膨胀石墨-硬脂酸相变温度为65℃～75℃,相变潜热为210.91J/g,导热系数为0.742W/（m·K）;膨胀石墨-月桂酸,相变区间为43℃～50℃,相变潜热202.41J/g,导热系数为1.362W/（m·K）。实验对梯级相变蓄热系统性能进行实验分析。探讨一定条件下,不同换热工质流量、温度的入口参数对蓄热器相变材料熔化速率的影响规律,得出以下结论:蓄热单元内靠近换热工质入口端的复合相变材料熔化更快;换热工质流量从6L/min增大到14L/min,一级蓄热器内相变时间缩短15%,二级蓄热器内相变时间缩短6%;换热工质温度从90℃升高到110℃,一级蓄热器内相变时间最多缩短61%,二级蓄热器内相变时间最多缩短了31%。通过改变换热工质流量来匹配一天太阳辐照强度变化,选取春分与冬至作为典型日进行分析研究,春分辐照强度高,梯级蓄热系统内材料可以完成相变过程;冬至辐照强度低持续时间短,蓄热材料不能完成相变过程,设计匹配换热工质流量变化不合理,未能满足系统蓄热要求,因此通过增大换热工质流量的方式,提高蓄热效率,满足系统蓄热量要求。本实验研究对适合内蒙古严寒地区利用太阳能的梯级蓄热技术提供一定参考,为后续开展的实际使用优化提供思路。