高校浴池作为学校用热大户,洗浴人数众多,用热时间集中,有大量的余热可以进行回收利用,基于高校浴池系统特点,利用相变储能技术储热密度高,可以实现能量时空转移的特点,解决热量与负荷需求时间不匹配、热水箱占地面积大等问题,本文以试验和模拟作为主要研究手段,从PCM和相变单元的特性分析、相变储能水箱的结构、自响应控制系统等方面完成自响应相变储能水箱实验系统的搭建,对相变储能水箱蓄放热能力进行相关实验研究。为了提高相变储能水箱性能,从相变材料的相变温度范围、相变潜热值、过冷度、化学性能和经济性等遴选原则进行测试分析,确定以石蜡类相变材料作为相变储能水箱的PCM,通过热流型差示扫描量热仪(DSC)对四种型号的石蜡进行相变温度范围和相变温度峰值以及相变潜热等参数测试,采用步冷曲线法对过冷度和相分离现象进行分析,经测试结果显示,选择相变温度范围在41.4～43.5℃之间的石蜡作为PCM,其峰值为45℃,相变潜热为175.9 J/g,无明显过冷现象和相分离现象。通过建立相变传热焓法模型和凝固/熔化模型,运用FLUENT数值模拟软件对相变单元管径、蓄热温度和补水流量等工况对相变储能水箱蓄、放热能力进行模拟分析,完成相变储能水箱中相变单元和相变储能水箱结构的确定,模拟结果表明,相变单元管径为30 mm时更有利于PCM的蓄放热;蓄热温度的提高可以减小相变储能水箱蓄热完成的时间;补水流速会影响相变单元内PCM凝固速率和放热能力。相变储能水箱在浴池余热利用系统中,是利用谷电时间以热泵为热源对其进行蓄热,向热水箱提供稳定持续的有效温度热水。为了提高相变储能水箱试验系统的运行效率,提出基于PLC控制器的自响应相变储能水箱实验系统,通过电磁阀、热能表的智能控制监测,实现相变储能水箱实验系统的自响应控制,其中包括:设备的进出口温度、流量以及水箱水位等实验参数。同时,对相变储能水箱进行多工况实测,主要包括冷水补水流量下的蓄放热能力、相变单元体积比下的蓄放热时间。结果表明:加入PCM后,随着冷水补水流量的减小,相变储能水箱热水出口温度下降到40℃所用的时间越多,放出的热量越多,放热能力提高的越大;随着相变储能水箱中相变单元体积比的增加,拟合出相变单元体积比与较未加入PCM热水出口温度增加时间的函数关系式为y(28)8.5833x-1.8934,其中相关系数为R~2=0.9672,相关系数接近于1;通过自响应系统实现实验系统的高效运行与热量的合理调配,证明在同体积下,相变储能水箱比传统水箱蓄放热能力更强;相变单元体积比越大,向热水箱提供的热量越多。因此,证明了自响应相变储能水箱在高校浴池余热利用系统中起着重要的作用。