近年来,我国北方地区因燃煤供暖造成了严重的环境污染问题,使得提倡“能源革命”和“清洁供暖”的呼声日渐高涨。电能是一种清洁能源,电采暖能有效解决燃煤造成的污染问题。同时,北方地区由于电网建设速度较慢,造成了“风电弃风”现象。相变蓄热电采暖能够在满足采暖要求的前提下,充分利用多余电能,而且能够起到对电网负荷“削峰填谷”的作用,在“峰谷电价”政策条件下更是能产生经济性效益。本文提出了一种模块化相变蓄热电采暖系统,可与建筑围护结构结合,根据室内采暖面积要求自由拼装,既适用于既有建筑采暖改造,也可用于新建建筑的采暖装配。采用实验与模拟相结合的研究方法对模块化相变蓄热电采暖系统进行研究。在实验方面,通过对相变蓄热电采暖系统在不同热源功率条件下的蓄换热特性进行了实验测试,实验结果表明,在8小时加热、16小时散热周期内,系统的供暖温度相对稳定,同时,热源功率越高,系统的供热温度越高且更加稳定。基于相变传热理论和实验测试,基于焓法建立了模块化相变蓄热电采暖系统的数学物理模型。采用ANSYS软件对模块化相变蓄热电采暖系统的蓄换热特性进行数值模拟研究,通过对比模拟结果和实验数据,验证了所建立模型的可靠性以及模拟结果的正确性。然后进一步对模块化相变蓄热电采暖系统的影响因素进行了分析,结果表明,相变蓄热模块的厚度越大,系统供热温度越低,系统蓄换热周期越长;相变温度越高,系统供热温度越高;相变半径越小,系统供热温度越稳定,系统蓄换热周期也越短;室内温度对系统供热温度影响较小;对流换热系数越大,供热温度越低,供热温度波幅基本不变。最后,以哈尔滨某采暖房间为例,建立模块化相变蓄热电采暖房间物理模型和数学模型,利用ANSYS软件对模块化相变蓄热电采暖房间的室内温度场、速度场以及PMV-PPD指标进行了动态模拟分析。结果表明:模块化相变蓄热电采暖房间室内温度分布均匀,基本能够保持室内设计温度20℃左右;室内空气流速分布均匀,且大部分区域空气流速小于0.15m/s;室内PMV值分布均匀,大部分时间均在-0.5~+0.5之间。本文对模块化相变蓄热电采暖系统的优化设计和推广应用提供了理论依据。