蓄冷是一项将低于环境温度的冷量储存起来以留后应用的技术。它是制冷技术的补充和调整,是协调冷能在时间和强度上供需不匹配的一种经济可行的方法。将蓄冷技术应用到冷库中,在电力低谷时间区间开启制冷,利用相变材料储存制得的冷能,在电力高峰时间区间释放冷能满足制冷要求,不仅可以为企业带来巨大的经济收益,同时还能削峰填谷,有效解决电网系统供电的矛盾,提高电网系统运行的安全性。本文设计并搭建了相变蓄冷冷库实验台,进行了相关模拟研究和实验研究,对其核心设备冰盘管蓄冷板布置方式、结构及运行参数进行了优化分析。主要工作及结论如下:(1)提出了将相变蓄冷技术应用到冷库中的工作原理和运行策略。在夜间,制冷系统提供两部分冷能,一部分通过冰盘管蓄冷板的凝固过程储存冷能,另一部分通过蒸发器对冷库进行制冷。而在日间,制冷系统停止工作,通过冰盘管蓄冷板的融化过程释放冷量,对冷库进行制冷。以实验用0-5 ℃冷库为例,该运行策略的相变蓄冷冷库投资回收周期为两年零七个月。(2)设计并搭建了冷库实验台及数据采集系统。基于冷库实验台采集结构信息和运行数据,建立了冷库的数学模型,并利用实验温度数据对数学模型进行验证。(3)建立了相变蓄冷冷库的解析模型、物理模型和数学模型,不同模型间呈现较好的一致性。基于冷库模型验证的参数,建立了相变蓄冷冷库的数学模型,对相变蓄冷冷库释冷过程进行模拟,验证相变蓄冷冷库能够满足实际应用中的冷量需求,模拟结果与实验结果表现出较好的一致性。进行了简单的经济性分析,回收周期短,收益优良。(4)对冰盘管蓄冷板布置方式,不同制冷剂进口温度、制冷剂进口流量、盘管密度和盘管管径进行了模拟分析。放置在冷库底部的蓄冷板可以加强冷库下部分的自然对流换热,布置在冷库侧壁的蓄冷板可以使冷库内部温度场分布更加均匀。降低制冷剂进口温度和增大制冷剂进口流量可以提高蓄冷板蓄冷率和蓄冷量,缩短蓄冰所需时间,但是前者的效果远远大于后者。提高蓄冷板盘管密度和盘管管径可以提高蓄冷板蓄冷率和蓄冷量,缩短蓄冰所需时间。在缩短蓄冰时间方面,增大盘管密度的效果更佳,但随着盘管密度的增大,其效果呈现衰减趋势。在提高蓄冷率和蓄冷量方面,增大盘管管径的效果更佳,且随着盘管管径的增大,其效果呈现加强趋势。