可使融冰条件均一化，可削弱进口条件对取冷温度的影响。
（2

 

）、理论研究与模拟计算方法

对于外融冰槽取冷过程的理论研究，由于存在相变情况下槽内流场、温度场及其影响因素
的变化极为复杂，很难进行外融冰特性的准确模拟，往往需要对问题作出一系列的简化 ，

 

采用能量平衡的方法进行近似求解。
山羽基对于外融冰给出了混和模型【2】。将槽内分成完全混和区和一次扩散分层区两部分，
对于每一部分列出能量平衡关系式。盘管在不同区域的大小对混和模型的影响以修正系数
的形式体现，参照实验结果决定模型中的有关系数。求解模型可以得到有关取冷特性参量

 

及其随时间的变化。
美国的 Jerold W.Jones 等人对 ASHRAE 提出的冰蓄冷设备模型 RP-459 进行了实际检验，
并提出了一个更为简化的模型与之对比，发现简化模型更接近于实测结果，这首先是由
于 RP-459 模型需要输入有关冰蓄冷系统实际运行的准确、实时的信息，否则其计算结果
无法达到较高的精度【5

 

】。

由于到目前为止，国际上在外融冰方面的有关理论研究比较而言还不够充分，为了进一
步深入认识外融冰的取冷特性，我们仍可以借鉴有关内融冰的理论研究及模拟分析的方
法及其成果【6】【7

 

】。 三．清华大学、清华同方对外融冰技术的研发和应用

冰蓄冷作为一种关键技术，目前国际上一般不给提供蓄冷、取冷性能曲线等基础性资料和
研究成果，为此，我们有必要进一步加强有关方面的研究工作。清华大学与清华同方充分
运用双方具有的人才、科技、资金和工程应用方面的优势联合进行了外融冰蓄冷技术的研

 

究和产品开发，并积极应用于实际工程。
1

 

．外融冰技术的研究与开发

清华大学多年来在冰盘管蓄冷技术方面进行了持续的研究，并取得了有意义的成果。 94
级研究生李浩对冰盘管蓄冷过程的特点进行了研究，对影响蓄冷特性的重要因素如蓄冷
流量、蓄冷温度进行了深入考察，并指出对于一定结构的盘管式蓄冰装置，加快蓄冷过程
的方法首先应从降低蓄冷进口温度入手，而在一定范围内改变蓄冷流量对蓄冷速率的影
响不大【8】。96 级研究生杨逢君进一步研究了单管和残冰工况的蓄冷特性，认为残冰对蓄
冷过程的影响很小【9】。同时，他们在内融冰取冷特性方面进行了较深入的研究，其研究

 

方法和研究成果有助于对外融冰取冷特性作进一步的实验研究。
为了进一步开发外融冰技术，由清华大学建筑环境与设备研究所和清华同方人环公司合

“

”

作开展了 外融冰槽蓄冷取冷特性的实验研究 的研发项目。该项目组在清华大学空调实验
室现有的蓄冰实验台基础上经过改造，并重点对所建 50RTH 方形钢盘管蓄冷槽进行了取
冷特性的测试研究。实验台蓄冷、取冷部分的原理及温度、流量测点布置如图 1、2 所示。实
验通过改变流体流量、温度等因素以测试其对蓄冷、取冷特性的影响。实验期间以 30 秒为
间隔记录系统流量、蓄冷槽液位、蓄冷槽入口温度、出口温度、蓄冰槽内水温竖直分布状况。
根据蓄冰槽液位判断和控制蓄冷、取冷的进展情况。通过测量冰槽内不同位置上的水温，
可以得到温度分布及其随时间的变化规律，以此可以进一步分析蓄冰槽的蓄冷取冷特性 ，

 

进而指导改进外融冰蓄冷系统的设计和应用。
图 3 给出了一个典型的外融冰取冷过程的特性曲线，该次实验的取冷流量保持在 6m3/h
左右，取冷速率保持在 10RT 左右，从而使取冷进出口温差基本保持在 5℃，进出口方式
为下进上出。整个取冷过程进行了 5 小时，共取出 50RTH

 

的冷量。实验发现，在取冷过程

中冰的融化在空间上是不均衡的，下部由于最早接触进口的温度较高的水而融化得较快 ，
而上部较慢。当取冷过程结束时（取冷出口温度达到 7℃），水面上仍旧残存着少量冰碴，