冰蓄冷空调系统是实现电网“削峰填谷”的有效方法。冰球式蓄冷作为主要的冰蓄冷形式之一,其设备具有结构简单且灵活适用性强、使用寿命长、技术要求低、稳定可靠性高、阻力小、换热性能好等优点,在冰蓄冷系统中应用广泛,市场占有率较高。国内外学者对冰球式蓄冷系统蓄冰热力学特性的研究做过大量的工作。冰球式蓄冰罐蓄冷过程的数学模型建立方面,大多数学者采用集总参数法建立模型中的冰球部分,或者没有考虑到冰球内水的过冷度影响。蓄冷系统的蓄冷过程影响参数的分析方面,目前的模拟和实验研究基本只局限于分析参数对蓄冰罐蓄冷过程的定性影响,而没有结合蓄冷时间、泵功率和主机效率等因素,研究这些参数对整个蓄冷系统的影响,更没有进行更深入具体的参数选取过程的研究。本文基于上述背景,主要作了以下工作:建立更接近实际的冰球式蓄冰罐蓄冷过程数学模型,其中考虑到了冰球的过冷问题,同时可以求解出蓄冷过程中冰球内蓄冷介质温度分布的变化;利用冰球式蓄冷系统的实验和模拟更全面地分析冰球式蓄冰罐的蓄冷性能,并综合考虑蓄冷时间、泵功率和制冷机COP等因素,以最低能耗为目标,对冰球尺寸和载冷剂流量最佳值的选取进行分析。本文建立的冰球式蓄冷系统模型具有一定的实用性。模型不仅能够用于系统性能的模拟研究,还可用于系统结构和运行工况的能耗分析及优化等其他研究,希望为今后的冰球式蓄冰罐的结构设计、冰球式蓄冷系统的工程设计和运行管理提供参考。