目前大多数建筑日常用能主要集中在一个或两个时间段,空调负荷造成两个建筑侧日耗能高峰,并与电网用能高峰及高电价时段高度重叠,造成电网峰值负荷提高和建筑用能成本升高。冰蓄冷技术利用电网夜间低谷电力,避开高峰用电进行蓄冷,并在高峰用电时缓解空调能耗给电网带来的压力,可改善建筑侧用能对电力系统稳定性的影响,降低电网负荷的峰谷差。大部分冰蓄冷系统中,蓄冷装置的蓄/融冷性能是影响冰蓄冷系统效率的主要因素,大多数冰蓄冷装置在蓄冷过程中都存在由于冰层变厚热阻增大而导致的传热衰变,逐渐降低蓄冷凝固速度,导致整体地蓄冷性能降低,限制了水/冰蓄冷系统的应用。因此需要改善相变蓄冷凝固过程中相变材料的导热系数,提升蓄冷过程传热性能。本文针对蓄冷装置中相变凝固过程的传热结构进行优化,提升装置蓄冷效率,强化相变蓄冷传热传质特性,提出了两种高效相变蓄冷装置,对两种装置的蓄冷性能进行了数值与实验研究,其研究工作将促进相变蓄冷技术的向前发展和工程应用。首先提出了一种环形翅片管相变蓄冷装置,建立了环形翅片管二维轴对称瞬态数值模型,建立了环形翅片管蓄冷实验平台,并验证了数值模型的正确性,分析了装置中环形翅片高度和间距对相变蓄冷速度的影响。研究表明:增加翅片高度和减小翅片间距都能提高蓄冷凝固速度,提升蓄冷能力。当翅片高度为50mm时,其固相分数是无翅片管的4.96倍。翅片间距为4 mm时的蓄冷量比翅片间距为12 mm的翅片管蓄冷单元要大26.3%。其次设计了一种新型的板式翅片蓄冷装置,建立了二维瞬态数值模型,并搭建了板式翅片蓄冷装置实验平台,通过实验结果验证了数值模型的正确性。通过数值模型对板式翅片蓄冷装置内的温度分布规律进行了研究,并对不同的翅片间距对蓄冷凝固的影响进行了分析。通过实验分析了板式翅片蓄冷装置内部的传热特性,并讨论了制冷工质入口温度和蓄冷介质初始温度对蓄冷过程的影响。研究表明:该结构可以有效强化相变蓄冷过程,可以有效缩短蓄冷装置内的相变凝固时间。缩短翅片间距可以有效提升装置蓄冷速度,翅片间距为d=4mm的完全凝固时间比d=24mm的结构要短32%。装置内部的板式翅片结构强化传热效果明显,在制冷工质入口温度为265.5 K条件下,蓄冷装置翅片覆盖区在60min即完全凝固,而整个装置在320min时完全凝固。蓄冷的速度和制冷工质入口温度成正相关,制冷工质入口温度为263 K的完全凝固时间比268 K要缩短45.4%。