相变蓄热技术具有吸放热温度稳定、蓄能密度大、相变过程易控制等诸多优点，在一定程度上解决太阳能由于昼夜交替、季节、天气等因素造成的热量供给和需求在时间与空间上的不平衡。然而蓄热器内相变材料融化过程中，相变区域自然对流换热过程是影响其蓄热效率的重要因素。本文以套管式相变蓄热器为基本结构，以添加质量分数为10%的膨胀石墨的石蜡作为相变蓄热材料，采用数值模拟的方法研究由重力引起的自然对流对相变蓄热器蓄热性能的影响。结果表明，固液相密度差引起的自然对流对相变蓄热过程有明显的促进作用，数值模拟过程中考虑与不考虑自然对流时，蓄热器的蓄热时间相差近2倍。不同区域相变材料受自然对流的影响不同，在相变材料融化前期，套管上方由于液相自然对流的影响，融化速率更快。在此基础上，根据蓄热器熔化速率和熔化状态的特点，通过传热过程理论分析，将熔化过程进行分段，从而可以更加深入地了解蓄热器蓄热过程的机理和规律，为优化蓄热器结构提供一定的理论指导。