Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Phasenwechselmaterials (PCM) im Inneren der latenten Wärmespeichereinrichtung und der zu niedrigen Wärmespeichergeschwindigkeit wurde der Phasenwechselprozess einer auf Verbundphasenwechselmaterialien basierenden zweistufigen seriellen Stufenspeichereinrichtung numerisch untersucht. Durch den Vergleich und die Analyse unterschiedlicher thermischer Eigenschaften von PCM wurden die Wärmespeichereigenschaften der Vorrichtung unter verschiedenen Betriebsbedingungen ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass ein optimaler thermischer Diffusionskoeffizient existiert, der es dem PCM mit festem Schmelzpunkt ermöglicht, eine „gleichmäßige und gleichförmige Phasenänderung“ zu erreichen. Gleichzeitig kann die Erhöhung des thermischen Diffusionskoeffizienten des PCM die Temperatur der Heizfläche effektiv senken, aber mit zunehmendem Diffusionskoeffizienten nimmt die Abnahme der Heizflächentemperatur ab. Durch die Analyse der Stefan-Zahl wurden die optimalen Parameter der Vorrichtung erhalten, um die beste Wärmespeicherleistung unter den Betriebsbedingungen zu erzielen. Schließlich wurde die Richtigkeit der entsprechenden Regel durch Experimente bei einer Stefan-Zahl von 2,88 bestätigt.

Wärmespeichereigenschaften; gestufte Wärmespeicherung; Verbundphasenwechselmaterialien; thermischer Diffusionskoeffizient