【Objetivo】 Para la recuperación y utilización eficiente del calor residual de bajo grado, se propuso una unidad de almacenamiento térmico de cambio de fase "aletas ramificadas + metal espumoso", y se realizó una optimización conjunta de los parámetros estructurales y de materiales mediante el método de superficie de respuesta y experimentos ortogonales. 【Método】 En condiciones típicas (80℃, 0.005 m/s), las aletas ramificadas pueden reducir el tiempo de fusión del PCM en un 10.7% en comparación con las aletas rectas, con parámetros óptimos de relación de longitud 1.143, relación de ancho 1.057 y ángulo de ramificación 68.987°. En cuanto a la estructura del sistema, el flujo inverso de doble tubo intercambiador de calor puede reducir el tiempo de fusión a 558 s, que se reduce a 181 s al rellenar con metal espumoso adicional. Aumentar la porosidad incrementa la proporción de material de cambio de fase, pero debilita el armazón metálico y alarga el tiempo de fusión. 【Resultados】 En resumen, el uso de aletas ramificadas y metal espumoso mejora significativamente el efecto de almacenamiento térmico de la unidad de almacenamiento térmico de cambio de fase. Además, el almacenamiento escalonado puede mejorar la eficiencia del almacenamiento térmico, y la configuración óptima de tres niveles en cascada propuesta es: primer segmento espuma de níquel con porosidad 0.9 + octadecano PCM, segundo segmento espuma de níquel con porosidad 0.5 + octadecano PCM, tercer segmento espuma de níquel con porosidad 0.5 + ácido esteárico PCM. 【Conclusión】 Las conclusiones del estudio pueden proporcionar una base de diseño integrada para la captura y reutilización eficiente del calor residual de bajo grado a 50～60℃.

almacenamiento térmico de cambio de fase; aletas ramificadas; método de superficie de respuesta; optimización de parámetros de aletas; metal espumoso