随着中国北方地区城镇的快速发展,建筑能耗日益增加,供热季雾霾现象严重,因此,利用可再生能源的清洁供热技术备受关注。低碳清洁热源如太阳能、风能等具有不稳定性、波动性和供需不匹配的特点,在应用过程中需要将具有这些特点的热能储存起来,转化为连续稳定的热能资源输出,从而有效调节热能供给和需求的匹配等问题,并提高热能利用效率。将储热水箱应用至多能互补供热系统中,不仅可以弥补供热系统的不稳定性和不连续性,有效地提高供热系统中的热利用率,而且可以有效地储存和调配系统中的热量。本文以吉林市某企业园区多种清洁能源互补供热系统的隔板型储热水箱为研究对象。首先,对其储热过程进行实验研究,以水箱内部的斜温层厚度为评价指标,通过计算其不同运行参数下的斜温层厚度,分析得出储热水箱在储热过程中的温度分层效果,以此获得最佳运行参数。实验结果表明:对于隔板型储热水箱,当储热水箱在低进口流速、高入口温度的运行参数下运行时,其温度分层效果相对较好,较佳的入口流速为0.2m/s,进口温度为65℃。其次,实验研究后建立隔板型储热水箱的物理模型和数学模型,获得储热水箱内部的温度分布,并以分层数和混合数为评价指标,分析了隔板位置、隔板中心孔径和隔板角度三个因素对储热水箱温度分层的影响。数值模拟结果表明:隔板型储热水箱内添加隔板后可以有效提高温度分层效果,在储热水箱的相对高度0.8处布置隔板,隔板结构为隔板中心孔径0.6,隔板角度0°,此时储热水箱的温度分层效果最好,可有效提高系统的储热效率。最后在隔板型储热水箱的基础上,建立添加相变单元的混合型储热水箱的物理模型和数学模型,计算获得相变材料在储热过程中的熔化过程,以相变材料的液相率为评价指标,分析了不同的相变单元布置形式对相变材料熔化过程的影响。数值模拟结果表明:对于混合型储热水箱,在储热水箱内部添加占总体积为14.73%的相变材料,并假设设定整个储热过程45℃的温差,混合型储热水箱的储热总量比隔板型显热储热水箱的储热总量高出16.82%;将相变单元布置在储热水箱的上部时,在储热过程中相变材料的熔化速度较快,并能有效减少对储热水箱内部温度分层的破坏。