近日，北京工业大学全贞花在《Applied Thermal Engineering》期刊上发表题为《Experimental research on the performance of ice thermal energy storage device based on micro heat pipe arrays》的论文。论文概述了，使用微型热管阵列的冰蓄冷设备可以获得199.7 1/m的每单位体积水的热交换面积和113.65 kJ/kg的能量存储密度，相比循环热管的冷能存储功率高53.0％以上，储能密度和蓄冰率分别高51.8％和51.1％。
技术领域：热管的冰蓄冷应用
开发单位：北京工业大学 全贞花
技术突破：使用微型热管阵列的冰蓄冷设备可以获得199.7 1/m的每单位体积水的热交换面积和113.65 kJ/kg的能量存储密度，相比循环热管的冷能存储功率高53.0％以上，储能密度和蓄冰率分别高51.8％和51.1％。
文章名称：Zichu Liu, Zhenhua Quan. Experimental research on the performance of ice thermal energy storage device based on micro heat pipe arrays, Applied Thermal Engineering, 2020.
应用价值：提出的微型热管阵列的冰蓄冷设备可以用于解决冰蓄冷的技术壁垒，包括水的导热系数低，热分层现象和经济性差等的问题。
冰蓄冷（ITES）和冷冻水存储是最常用的冷能存储类型，相比于冷冻水存储，冰蓄冷因为具有优越的能量存储密度和几乎等温的相变过程，可以减小设备的尺寸。因此，近年来冰蓄冷受到了广泛关注。然而冰蓄冷依然有许多尚未解决的技术问题，包括水的导热系数低，热分层现象和经济性差，这限制了该技术的进一步发展。为了克服这些限制，人们推荐使用热管这一优良的传热元件。与传统方法相比，在没有输入功率的情况下，通过连续的蒸发冷凝，大量的热可以在相当长的距离内通过较小的横截面传递。优化冰蓄冷装置的结构是解决这些问题最经济，最合理的方法之一。
来自北京工业大学的科研人员开发了使用微型热管阵列作为增强型传热元件的冰蓄冷设备。对所提出的装置进行了实验研究，以分析在不同入口温度和传热流体的体积流量下的冷能存储和释放特性。
图2 微型热管阵列冰蓄冷装置结构图: (a) 微型热管阵列冰蓄冷装置, (b) 微型热管阵列, (c) 封闭矩形翅片, (d) 多通道扁管
结果表明，所提出的装置显示出优异的传热性能，在固化和熔化过程中微型热管阵列的最大温差分别小于1.2 ºC和1.5 ºC。使用微型热管阵列的设备每单位体积水的热交换面积和能量存储密度分别为199.7 1/m和113.65 kJ/kg。此外，研究人员比较了使用微型热管阵列和循环热管的冰储冷装置的性能。前者单根热管的冷能存储功率比后者高53.0％以上，即使其体积流量小于后者，前者的储能密度和蓄冰率仍分别高于后者51.8％和51.1％。这是由于前者的高导热性能，以及其表面更有利于通过增加散热片来强化传热。（编译：INESA张涵 ）
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