冰蓄冷空调技术作为“削峰填谷”的有效措施和适应峰谷电价管理策略的一种技术,已经受到世界各国的重视并得到越来越广泛的推广。为了避免目前封装冰蓄冷设备中存在的载冷剂短路和换热效果受空气层影响严重等弊病,同时也为了丰富国内外冰蓄冷产品的形式,本文首次提出立式封装板构想,研制开发了新型立式封装板蓄冰设备。本文在相变传热学理论的基础上,建立二维蓄冰板相变传热数学模型,改进了传统模型中蓄冷体的温度只与各自的半径/径向有关的一维假设。首次将有限元热容法应用于蓄冰板内相变温度场的数学模型求解,构造了板内伴有相变热传导问题的泛函,建立了相变温度场的变分原理,给出了蓄冰板相变过程的潜热、相界面位置的处理方法。首次利用有限元分析软件对蓄冰板的相变过程进行模拟仿真,实现了蓄冰板相变过程的实时图象、实时动画的仿真输出。本文采用热阻法建立了蓄冰槽内载冷剂温度场的数学模型,通过研究载冷剂温度场的分布及其与蓄冰板的传热性能组成本课题完整的蓄冰设备数学模型理论,为新型冰蓄冷设备的设计、优化、评价提供理论参考依据。本文采用正交设计的方法定量地分析不同因素对蓄冰设备性能的影响,以及这种影响随因素水平的变化,对所开发的两种蓄冰设备进行性能分析比较。按照三元二次回归正交设计的方法布置实验,建立了冰蓄冷系统运行时间与各相关因素定量的关系表达式。本文首次提出将自适应模糊推理系统ANFIS的模糊建模与控制理论应用到蓄冰设备的相变传热研究中,在实验和基于微分方程的硬计算基础上,引入了以神经-模糊计算为核心的软计算理论,提出了基于ANFIS的蓄冷量初始化控制和释冷率的实时动态控制的模糊建模方法,得到了与实验结果吻合的FIS(模糊推理系统)结构,实现了蓄冷设备蓄/释冷过程的模糊建模与控制,制定了蓄冰装置的优化控制策略。本文首次采用实验方法、数值分析方法和ANFIS的模糊建模与控制三种研究方法研究蓄冷设备的蓄冷和释冷特性,比较三种理论研究方法各自的特点,利用不同研究方法的优势,加深对蓄冰设备内部相变传热机理的认识,为冰板模型的优选、蓄冷设备的结构优化、蓄冷和释冷性能的分析等提供了一套有效的实现手段,为新型冰蓄冷设备的研制开拓了新的思路和新的方法。