基于板式冰蓄冷的冷藏库恒温特性的实验研究

　　蓄冷技术是制冷技术的补充和调节，主要目的是缓解峰谷时段电力负荷不平衡的矛盾[1]。冷藏链行业用电量很大[2]，目前应用于冷库系统的蓄冷技术主要包括有冷凝水蓄冷技术和高温冷库冰蓄冷技术[3]。

　　冷凝水蓄冷技术的理论依据是冷凝温度与制冷量、制冷系数成反比。在夜间低谷电价时，将池中冷却水降温蓄冷，第二天峰期电价时，用于冷凝器的冷却。但是，由于冷凝水蓄冷系统采用的是显热蓄冷，存在蓄能密度低、蓄冷槽体积庞大的缺点，在城市中的推广应用受到严重限制。高温冷库冰蓄冷技术是主要应用于温度要求高于0℃的冷库[4]。但是，由于蓄冰时存在一定的过冷度，因此蓄冰槽内温度一般为-4℃~-6℃，与室外温差太大，在蓄冷阶段，冷量损失巨大。

　　采用蓄冷板的冷库蓄冷系统，是将蓄冷板直接安装于冷库内部，能够克服以上两种技术的缺点。首先，可以充分利用冷库内部有效容积之外的空间，不占用冷库以外的空间，为蓄冷技术大范围推广奠定了基础。另外，放置于冷库内部的蓄冷板，直接向冷库供冷，不存在蓄冷期间的冷量损失。

　　通过在保温箱顶部内置10个蓄冷板，利用数据采集系统，监控保温箱内部空气温度波动、各点温度分布情况及蓄冷液与空气之间的传热温差，对冷库内部采用蓄冷板供冷的技术进行可行性验证分析。

　　1 冷库蓄冷系统

　　1.1 蓄冷板的封装结构

　　蓄冷设备中，单一设备的蓄冷及释冷过程伴随着相变的导热过程。这类问题的特点是由于固液两态的相界面位置是移动的，因此界面位置未知，并在相界面出伴有潜热的释放与吸收[5]。随着蓄冷及放冷过程的进行，固、液相变温度场边界移动的问题，可以理解为空间边界固定，固相、液相物性值的边界移动。

　　平板式蓄冷器是相变蓄冷换热器结构的主要形式之一[6]。通过研究可知，方形蓄冷板(条)比圆形蓄冷槽(罐)的相界面推进速度快，蓄冷效率高[7]。另外，方形蓄冷板还存在加工容易、内部盘管易于布置等优点。因此，在实验和实际应用中，选用方形蓄冷板作为储存和释放冷量的设备。

　　1.2 蓄冷板的安装方式

　　冷库的容积利用系数(η)表示冷库内占用空间与库容的比值，在《冷库设计规范GB 50072—2001》中，规定的η的值在0.4~0.65之间。采用蓄冷板的蓄冷系统充分利用了冷库的空余容积，从而达到节省外部容积、减少冷量损失的目的。将蓄冷板直接应用于冷库内部，从而达到最直接的蓄冷和放冷的效果。图1为蓄冷板和制冷剂管道的安装方式。

　　将预制的蓄冷板置于冷库内部(装配式冷库)或直接作为冷库的内墙体材料(土建式冷库)，利用夜间低谷电力和机组的富余能力蓄冷，所储存的冷量一方面可以用于调节白天的负荷尖峰，另一方面也可以作为断电情况下的备用冷源。