流体机械

分类	型号	规格
压缩机	谷轮ZB76KQ-TFD	排气量：28.83 m³/h 转速：2 900 r/min
冰浆发生器	自制件	⌀600×920 mm
风冷冷凝器	FNH 28/80	换热量：28.2 kW 换热面积：80 m²
膨胀阀	TGEX6	制冷量：20 kW 适用工质：R22/R407C
蓄冰桶	自制件	⌀850×1 880 mm
水泵	W080110-2-MHIL101.9	流量：26 m³/h 最大扬程：24 m 功率：1.5 kW

分类	型号	规格
压缩机	谷轮ZB76KQ-TFD	排气量：28.83 m³/h 转速：2 900 r/min
冰浆发生器	自制件	⌀600×920 mm
风冷冷凝器	FNH 28/80	换热量：28.2 kW 换热面积：80 m²
膨胀阀	TGEX6	制冷量：20 kW 适用工质：R22/R407C
蓄冰桶	自制件	⌀850×1 880 mm
水泵	W080110-2-MHIL101.9	流量：26 m³/h 最大扬程：24 m 功率：1.5 kW

名称	型号	参数
电磁流量计	LDB-25S-M1F110	量程：0~17.6 m³/h 精度：±0.5FS
温度传感器	PT100铂热电阻	量程：-50~100 ℃ 精度：±（0.3+0.005\|T\|）
感温线	TT-K-24	K型，测量范围：-200~260 ℃ 精度：±0.5 ℃

名称	型号	参数
电磁流量计	LDB-25S-M1F110	量程：0~17.6 m³/h 精度：±0.5FS
温度传感器	PT100铂热电阻	量程：-50~100 ℃ 精度：±（0.3+0.005\|T\|）
感温线	TT-K-24	K型，测量范围：-200~260 ℃ 精度：±0.5 ℃

连续型壁面刮削式制冰系统制冰性能研究

陈二雄 ¹^,²^,³ , 宋文吉 ¹^,²^,³ , 肖睿 ⁴ , 秦坤 ¹^,²^,³ , 林文野 ¹^,²^,³ , 潘忠明 ⁴ , 魏琳 ⁴ , 漆科亮 ⁴ , 冯自平 ¹^,²^,³

流体机械 | 试验研究 2026,54(3): 1-9

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流体机械 |试验研究 2026 , 54 (3) : 1 -9

连续型壁面刮削式制冰系统制冰性能研究

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陈二雄¹^,²^,³, 宋文吉¹^,²^,³, 肖睿⁴, 秦坤¹^,²^,³, 林文野¹^,²^,³, 潘忠明⁴, 魏琳⁴, 漆科亮⁴, 冯自平¹^,²^,³

作者信息

¹中国科学院广州能源研究所，广州 510640

²中国科学院可再生能源重点实验室，广州 510640

³广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广州 510640

⁴佛山冰菱能源科技有限公司，广东佛山 528225

作者简介:

陈二雄（1986），男，硕士，工程师，主要研究冰浆制备及应用，通信地址：510640广东省广州市天河区五山能源路2号大院广州能源研究所新能源大楼308室，E-mail：chenex@ms.giec.ac.cn。

Research on the ice‑making performance of continuous‑type wall‑scraping ice‑making system

Erxiong CHEN¹^,²^,³, Wenji SONG¹^,²^,³, Rui XIAO⁴, Kun QIN¹^,²^,³, Wenye LIN¹^,²^,³, Zhongming PAN⁴, Lin WEI⁴, Keliang QI⁴, Ziping FENG¹^,²^,³

Affiliations

¹Guangzhou Institute of Energy Conversion，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou 510640，China

²CAS Key Laboratory of Renewable Energy，Guangzhou 510640，China

³Guangdong Provincial Key Laboratory of New and Renewable Energy Research and Development，Guangzhou 510640，China

⁴Foshan Ice Energy Technology Co.，Ltd.，Foshan 528225，China

出版时间: 2026-03-30 doi: 10.3969/j.issn.1005-0329.2026.03.001

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摘要

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针对当前刮削式制冰机相关研究中，核心运行参数（尤其是循环水流量）与制冰性能的量化关联及影响机制探究不足、系统过冷现象缺乏深入验证且工程应用指导欠缺的问题，提出了连续型壁面刮削式制冰系统，并针对该系统在6.2，9.2，12.2 m³/h三种不同循环水流量工况下，分别测量系统的制冰速率、冰浆发生器循环水进出口温度及其外表面制冷剂温度，探究循环水流量对制冰性能的影响规律。结果表明，随着循环水流量从12.2 m³/h递减至6.2 m³/h，系统稳定平均制冰速率从1.88 kg/min逐渐提升至2.03 kg/min，且降低循环水流量还能减少系统总制冰时长、降低设备能耗并提高系统能效系数；此外，循环冷却水进入蒸发器后温度低于0 ℃，处于过冷亚稳定状态，受到扰动后会出现成核结晶现象，当循环水进口温度降至0 ℃后，出口温度因结晶释热略高于进口温度。本研究明确了循环水流量对刮削式制冰系统性能的调控作用，为工程实践中循环水泵的优化配置及系统能耗降低提供了科学依据。

关键词

凝结 / 相变 / 结晶 / 刮削式 / 冰浆 / 试验研究

Abstract

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Aiming at the problems in existing research on scraping‑type ice makers，including insufficient investigation into the quantitative relationship and influence mechanism between core operating parameters （especially circulating water flow rate） and ice‑making performance，lack of in‑depth verification of the system supercooling phenomenon，and insufficient guidance for engineering applications，a continuous wall‑scraping ice‑making system is proposed in this study.Experiments were carried out on this system under three circulating water flow rates：6.2，9.2，and 12.2 m³/h.The ice‑making rate，inlet and outlet temperatures of circulating water in the ice slurry generator，and refrigerant temperature on the outer surface of the generator were measured to investigate the influence of circulating water flow rate on ice‑making performance.The results show that as the circulating water flow rate decreases from 12.2 m³/h to 6.2 m³/h，the steady average ice‑making rate of the system gradually increases from 1.88 kg/min to 2.03 kg/min.Furthermore，reducing the circulating water flow rate can shorten the total ice‑making time，lower equipment energy consumption，and improve the coefficient of performance （COP） of the system.In addition，the temperature of circulating cooling water after entering the evaporator is below 0 ℃，indicating that the water is in a supercooled metastable state，and nucleation and crystallization occur under disturbance.When the inlet temperature of circulating water drops to 0 ℃，the outlet temperature is slightly higher than the inlet temperature due to the heat released during crystallization.This study reveals the regulatory effect of circulating water flow rate on the performance of the scraping‑type ice‑making system，which provides a scientific basis for the optimal configuration of circulating water pumps and energy consumption reduction in engineering applications.

Key words

condensation / phase change / crystallization / scraping‑type / ice slurry / experimental research

引用本文

陈二雄, 宋文吉, 肖睿, 秦坤, 林文野, 潘忠明, 魏琳, 漆科亮, 冯自平. 连续型壁面刮削式制冰系统制冰性能研究. 流体机械, 2026 , 54 (3) : 1 -9 . DOI: 10.3969/j.issn.1005-0329.2026.03.001

Erxiong CHEN, Wenji SONG, Rui XIAO, Kun QIN, Wenye LIN, Zhongming PAN, Lin WEI, Keliang QI, Ziping FENG. Research on the ice‑making performance of continuous‑type wall‑scraping ice‑making system[J]. Fluid Machinery, 2026 , 54 (3) : 1 -9 . DOI: 10.3969/j.issn.1005-0329.2026.03.001

正文

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0　引言

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近年来，“碳中和与碳达峰”目标的提出，科学有序推动能源结构及相关工业体系从高碳向低碳、绿色发展，形成先进的“清洁低碳、安全高效”能源新体系，实现双碳目标的同时支撑我国高质量可持续发展^［1］。据相关调查资料显示，随着经济的快速发展，预计我国十年后年总能耗中建筑能耗所占比例将会增长至40%^［2］。现代建筑中，暖通空调能耗占建筑总能耗的比例越来越高，约为30%~50%，而如何降低空调系统能耗目前已经成为人们研究的一个热点^［3］。

冰浆是一种由冰晶、液态水和一些防冻剂混合而成的物质，由于其良好的流动特性和相较于传统冷冻水而言更高的能量密度，它是一种极具潜力的新型相变材料^［4-6］。采用流动性良好的冰浆替代传统的冷冻水，可以大幅度提高单位体积载冷工质所能携带的冷量，大幅度减少载冷工质的循环流量，进而减少输送泵功耗和输送管道尺寸，实现运行节能和初投资减少。

国内外动态冰浆的制取方法大致上可分为以下6种：过冷法、刮削法、流体喷射法、流化床法、降膜法和真空法^［7-9］。

刮削法基本原理是将经换热得到的冰，通过机械方式产生的挤压、切削、刮削等作用力，从换热器表面剥离下来的一种冰浆制取方式^［10］。其中，冰浆发生器作为该方法的核心部件，其对机组制冰性能有最重要的影响。刮削式冰浆发生器最早由加拿大Sunwell Technologies公司设计并申请专利^［11］，后经日本Sunwell等公司不断改进和完善^［12-13］，成为最早得到商业应用的制冰方式。

为了加强换热管内的换热效果和液体湍流程度，ETLENDER^［14］利用空心转子对单腔刮削式冰浆制备装置进行改良，并提出一种单管卧式刮削法冰浆制备装置。

国内对壁面刮削式冰浆制备装置的研究主要集中在2010年后，主要以高校和研究院的研究为主。饶志明等^［15-16］设计并先后搭建了制冷量为3 kW和20 kW的小、中型壁面刮削式冰浆制备装置，分析系统的能效比和蒸发器进出口温度、冷凝器进出口温度及冷凝水和盐浓度流量曲线变化，得到系统的能效系数最高达到1.9，且设备能够持续稳定地制取冰浆。陈晓彦等^［17］提出一种配有模块化刮片式过冷解除装置的冰浆制取系统，并通过试验验证了其可有效解决系统的冰堵问题。刮削法制备的冰浆在海洋渔业作业中也有大量使用。日本、澳大利亚和新西兰等海洋渔业大国大量使用海水冰浆对各种鱼虾产品进行预冷保鲜和冷藏运输保鲜。刘圣春等^［18］通过研究发现采用冰浆储存鱼类与传统的冷冻存储相比，蛋白质和非蛋白质氨的降解速度由3 d增加到6 d，比传统冷冻应用前景广泛。另外，针对制取冰浆用于海水淡化也有不少研究，但目前利用相变法进行海水淡化还处于试验阶段^［19-22］。冰蓄冷空调实现电网负荷削峰平谷，在电力低谷时间制冰，将冷量储存在蓄冰槽内，在电力高峰时释放，达到移峰填谷，降低空调设备容量的目的^［23］。

目前，国内研究多聚焦于设备结构优化，对运行参数（尤其是循环水流量）与制冰性能的量化关联研究较少，缺乏对核心运行参数影响机制的系统探究。为了研究刮削式制冰机的制冰性能与循环水流量的关系，本文针对刮削式制冰系统，搭建试验台研究其在特定工况下制冰性能特性，探讨其实际工程应用价值。

1　试验系统组成及原理

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为了对循环水流量等运行参数与制冰性能的量化关联进行试验研究，搭建刮削制冰系统试验台，其原理及各温度测量点如图1所示，从图中可以看出，需要测量的试验数据主要有冰浆发生器外表面壁面温度和冷水循环侧相关参数（包括循环水流量、冰浆发生器水侧进出口温度）。

刮削制冰系统试验台如图2所示。该试验台主要由涡旋压缩机、风冷冷凝器、热力膨胀阀、冰浆发生器（即蒸发器）、蓄冰桶及其他辅助设备组成。其中，蓄冰桶内部的循环水经过过滤后输送至冰浆发生器，与制冷工质进行热量交换，使循环水温度逐渐降低直至接近冰点。此时，蓄冰桶内的循环水仍为液态。当循环水再次进入冰浆发生器时，温度进一步降低至冰点，液态水在冰浆发生器内表面凝固，形成一层薄薄的冰晶。随后，由减速电机驱动的刮刀从壁面上将冰晶刮削下来，并与未凝结的低温液态水混合流出，最终形成冰浆，储存于蓄冰桶中。

该试验台所用蓄冰桶内径为0.74 m，蓄水高度1.2 m，蓄水容积0.516 m³，加上冰浆发生器蓄水容积0.17 m³，系统的冷水总容积约为0.69 m³，总质量为687.75 kg。

试验台的搭建及参数测量，旨在精准捕捉循环水流量与制冰性能的量化关系，揭示过冷现象的本质特征，为填补现有研究在机制探究、现象验证及工程指导方面的空白提供数据支撑。

被测制冰机的设备清单和测量仪器仪表参数见表1和表2。

2　结果与讨论

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2.1　试验工况

制冰系统测试分别在3种不同循环水流量（6，9，12 m³/h）工况下进行，对制冰速率和冰浆发生器性能进行了比较分析。

图3示出了制冰系统在整个试验过程中循环水流量的变化规律。可以看出，在机组开始运行的一段时间内，循环水流量基本保持稳定，平均水流量分别为12.2，9.2，6.2 m³/h。当制冰系统开始生成冰晶时，蓄冰桶内的含冰率逐渐增加，液态水的储量随之减少。这导致循环水流量略有下降，在11.6~11.9 m³/h，8.8~9.1 m³/h和6~6.1 m³/h的范围内波动。随着运行时间的延长，当机组连续运行290~300 min时，循环水流量开始迅速减小。此时，蓄冰桶内的冰浆固相含量（ice packing factor，IPF）已超过70%，液态水含量显著减少。由于水泵无法提供运行所需的最低循环水流量，循环水流量出现较大波动，最终降至水流开关的设定值，机组自动停机。

此外，从图中还可以看出，不同循环水流量条件下机组的停机时间存在差异。具体来说，循环水流量为9.2 m³/h时，机组最快因缺水触发水流开关动作而停机，总运行时间为304 min；其次是6.2 m³/h时，总运行时间为306 min；最后停机的情况发生在12.2 m³/h的循环水流量条件下，总运行时间为330 min。

2.2　蓄冰桶冰浆收集和冰晶情况

试验中蓄冰桶内冰浆的收集情况及冰晶的实物照片如图4~5所示。在试验初期，蓄冰桶内冰浆逐渐积累，由于冰晶的密度小于水，大部分冰晶聚集在水面上，少部分冰晶因水流冲击随水流在桶内流动。随着冰浆收集量的增加，冰晶在蓄冰桶内的体积占比逐渐增大，冰面高度不断上升，最终在系统停机时，冰晶已基本充满蓄冰桶，液态水仅在底部少量存在。

刮削式制冰系统制备的冰晶呈薄片状，颜色为白色略显透明，质地坚硬。冰晶之间松散无黏性，与液态水能够较好的分离，其尺寸分布约为5~10 mm，厚度约为1~2 mm。

2.3　制冰速率测试结果与分析

制冰速率是评价制冰系统性能的关键参数，其大小直接影响制冰效率的评估，因此有必要对制冰速率进行深入分析，试验通过称重法对单位时间制取冰晶的重量进行计量，具体方法是在冰浆出口用带滤网的容器接30 s，然后沥水30 s，此时，液态水已基本分离干净，最后对冰晶进行称重，此过程重复三遍取平均值。

试验初始时，蓄冰桶中水深约为1.2 m，蓄水容积约为0.516 m³，结合水密度为996.74 kg/m³，计算得蓄水总重量约为514 kg。为了分析循环水流量对制冰速率的影响，选取了3种循环水流量工况，即6.2，9.2，12.2 m³/h进行研究。在每种工况下，分析了制冰系统在整个制冰周期内的制冰速率变化规律，结果如图6所示。

图6（a）示出循环水流量为6.2 m³/h时，制冰机的制冰速率变化规律。可以看出，机组在连续运行110 min后开始出冰，此时，生成的冰晶数量较少，随着时间的推移，冰晶数量逐渐增加。当机组连续运行115 min时，冰晶的生成率达到1.44 kg/min，到125 min时达到基本稳定，为1.84 kg/min。此后，每隔10 min或30 min测量冰浆量，均保持在2 kg/min以上。

整个制冰周期中，首次采样为机组开机运行115 min后进行采集，数据显示冰晶生成速率为1.44 kg/min。之后每间隔10 min采集一次数据，共采集了8次，结果分别为1.44，1.84，1.97，1.96，2.04，2.05，2.05，2.07 kg/min。当冰晶生成速率稳定后，改为每30 min采样一次，又采集了5次，结果分别为2.01，2.03，2.08，2.14，2.06 kg/min。

在最后两次采样中，由于蓄冰桶内冰浆含量较多，循环水流量变得不稳定，机组可能随时因水流不足而停机，因此，减少了采样间隔时间。从冰晶生成速率稳定（1.84 kg/min）开始，12次采样的平均值为2.03 kg/min。制冰速率稳定持续时间约为180 min，进而计算总制冰量m_ice约为：

m i c e = V i c e T η

（1）

式中，V_ice为平均制冰速率，kg/min；T为稳定制冰时长，min；η为修正系数。

将V_ice=2.03 kg/min，T=180 min和η=1.05代入式（1），得到总制冰量为383.7 kg。

考虑到机组在运行不到110 min时就已经开始产生冰晶，110~125 min时间段（共计15 min）属于冰晶产量的爬升阶段。

如图6所示，当循环水流量为6.2，9.2 m³/h时，其制冰速率的增长速度明显快于12.2 m³/h的工况。因此，乘以1.05的修正系数以校准计算结果。

冰浆固相含量作为重要的监测和系统控制参数，对冷量的精确计算和大型系统的运行控制策略制定具有重要意义。采用IPF来表示冰浆固相含量^［24］。根据试验数据，蓄冰桶中冰浆固相含量IPF约为：

I P F = m i c e / m w a t e r

（2）

式中，m_ice，m_wate_r分别为总制冰量和蓄水总质量，kg。

将m_ice=383.7 kg，m_water=514 kg代入式（2），得到IPF为74.6%。

当循环水流量为9.2 m³/h时，冰晶在进入冰浆发生器的循环水温度接近1.5 ℃时开始生成。从图6（b）可以看出，初始阶段产生的冰晶数量较少，随着时间的推进，冰晶数量逐渐增加。当机组连续运行120 min时，冰晶生成量已基本稳定在1.75 kg/min。

在制冰机运行周期内，首次采样数据为机组开机运行100 min后进行采集，显示冰晶生成速率为0.53 kg/min（此时冰晶刚刚开始产生）。之后每间隔10 min采集一次数据，共采集了8次，结果依次为0.53，1.65，1.75，1.97，1.97，1.97，1.96，1.97 kg/min。当冰晶生成速率趋于稳定后，改为每30 min采样一次，又采集了5次，结果分别为1.91，1.96，1.91，1.93，2.1 kg/min。

在最后一次采样时，由于蓄冰桶内的冰浆含量较多，循环水流量变得不稳定，机组可能因水流不足而随时停机，因此缩短了采样间隔时间。从冰晶生成速率基本稳定（1.75 kg/min）开始，进行11次采样，平均值为1.94 kg/min。制冰速率稳定持续时间约为184 min。

将V_ice=1.94 kg/min，T=184 min和η=1.05代入式（1），得到总制冰量为374.8 kg。

将m_ice=374.8 kg，m_water=514 kg代入式（2），得到IPF为72.9%。

当循环水流量为12.2 m³/h时，冰晶在进入冰浆发生器的循环水温度为2~3 ℃时开始生成。从图6（c）中可以看出，初期产生的冰晶数量较少，随着时间的推移，冰晶数量逐渐增加。当机组连续运行130 min时，冰晶生成量已基本稳定，其值为1.71 kg/min。

在制冰机运行周期内，首次采样为机组开机运行110 min后进行采集，数据显示冰晶生成速率为0.24 kg/min。之后每间隔10 min采集一次数据，共采集了8次，结果依次为0.24，1.15，1.71，1.77，1.77，1.83，1.85，1.9 kg/min。在冰晶生成速率稳定后，改为每30 min采样一次，共采集了6次，结果分别为1.87，1.91，1.91，1.89，2.03，2.17 kg/min。

在最后两次采样中，由于蓄冰桶内冰浆含量较高，循环水流量变得不稳定，机组可能因水流不足而随时停机，因此，缩短了采样间隔时间。从冰晶生成速率基本稳定（1.71 kg/min）开始，12次采样的平均值为1.88 kg/min。制冰速率稳定持续时间约为200 min。

将V_ice=1.88 kg/min，T=200 min和η=1.02代入式（1），得到总制冰量为383.5 kg。

将m_ice=383.5 kg，m_water=514 kg代入式（2），得到IPF为74.6%。

由三种不同工况下的总制冰量和IPF计算结果可知，循环水流量变化对系统总制冰量和IPF结果影响较小，但会影响制冰总耗时，对系统能耗亦有影响。循环水流量较小时，机组制冰总耗时较少。

通过多工况对比，明确了循环水流量从12.2 m³/h降至6.2 m³/h时，制冰速率提升8%、制冰时长缩短7.9%的量化规律，首次建立了循环水流量与制冰效率、能耗的关联模型，弥补了现有研究对该核心参数影响机制探究不足的缺陷。

2.4　冰浆发生器循环水进出口温度结果与分析

图7示出了循环水流量分别为6.2，9.2，12.2 m³/h时，冰浆发生器中循环水进出口温度的变化规律。

从图可以看出，机组运行后，冰浆发生器中循环水的进出口温度均呈下降趋势，温差分别维持在2，1.2，1 ℃左右。然而，随着循环水温度的降低，温差呈现逐渐减小的趋势。当机组分别连续运行110，106，127 min后，循环水的出水温度降至0 ℃，此时，进出口水温差接近0 ℃。这一现象与机组稳定出冰的时间（分别为125，120，130 min）较为接近，因此，在实际工程中，可以以此作为冰晶产量稳定的时间依据。

从图中可以观察到一种特殊现象：在试验初期，循环冷却水在冰浆发生器内部被低温制冷剂冷却，其温度持续降低，进出口温差始终保持大于0 ℃。然而，当循环冷却水的进出口温度降至0 ℃后，温差转变为负值（试验测得温差约为-0.4~-0.12 ℃）。此时，原本温度较低的循环水出口温度反而高于进口温度，即循环冷却水在进入冰浆发生器后，温度由降低转为升高。

初步分析这一现象的原因如下：当循环冷却水的进口温度降低至0 ℃时，进入冰浆发生器后可能产生过冷现象，即循环水在低于冰点的温度下仍然保持液态；过冷水在冰浆发生器内部或出口处受到扰动，触发成核结晶；液态水在凝固成冰晶的过程中释放热量，导致周围循环水的温度轻微上升，从而使循环水出口温度略高于进口温度。以上分析尚处于理论层面，实际原因仍需通过后续试验进一步验证。

通过精准测量循环水进出口温度变化，验证了过冷水亚稳定状态的存在条件（进口温度低于0 ℃）及成核结晶的触发机制（扰动作用），量化了结晶释热导致的进出口温差波动范围（-0.4~-0.12 ℃），为过冷现象的深入研究提供了试验数据支撑，解决了以往研究对该现象验证不充分的问题。

2.5　冰浆发生器外表面温度结果与分析

图8示出冰浆发生器表面5个测温点（T0~T4）的温度数据。试验开始后，制冷系统中压缩机启动，制冷剂R22的蒸发吸热过程迅速完成，各测温点的温度数值快速下降。其中，测温点T0距离制冷剂入口最远，T1，T2和T3依次靠近，T4则位于最近位置。试验结果显示，距离制冷剂入口较远的测温点T0和T1温度迅速降至与制冷剂入口温度相近，约为-10~-9 ℃。随着时间推移，各测温点温度均缓慢下降，并在120 min后基本维持在-15.5 ℃左右。测温点T2，T3和T4由于远离制冷剂入口，因此温度下降速率依次减小。随着制冷剂R22的持续蒸发，各测温点最终温度趋于一致。

此外，从图中可以观察到，T4测温点的数据波动最大。这可能是由于T4同时靠近制冷剂出口和循环冷却水入口，因此，受到高温循环冷却水的影响较大，导致温度波动更为显著。

3　结论

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通过对比三种不同循环水流量（6.2，9.2，12.2 m³/h）下的制冰性能参数，发现循环水流量对制冰速率和系统性能有显著影响。主要结论如下。

（1）被测制冰机采用刮削式制冰工艺，其生成的冰晶呈薄片状，颜色为白色略显透明，质地坚硬，且冰晶之间松散无黏性。冰晶的粒径分布约为5~10 mm，厚度约为1~2 mm。

（2）在不同循环水流量工况下，稳定的平均制冰速率分别为1.88 kg/min（12.2 m³/h），1.94 kg/min（9.2 m³/h）和2.03 kg/min（6.2 m³/h）。与12.2 m³/h工况相比，9.2 m³/h工况下的制冰速率提高了3.2%，而6.2 m³/h工况则提高了8%。试验的总制冰时长分别为330，304，306 min，表明较低的循环水流量有助于缩短制冰时间。蓄冰桶内的总制冰量分别为383.5，374.8，383.7 kg，冰浆固相含量（IPF）分别为74.6%，72.9%和74.6%，显示出一定的波动性。

（3）当循环冷却水的进口温度降低至0 ℃时，进入冰浆发生器后可能产生过冷现象，即过冷循环水处于亚稳定状态。过冷水在冰浆发生器内部或出口处受到扰动，触发成核结晶。液态水在凝固成冰晶的过程中释放热量，导致周围循环水的温度轻微上升，从而使循环水出口温度略高于进口温度。

研究明确了循环水流量优化区间（6.2~9.2 m³/h）及对应的制冰性能参数，为工程实践中循环水泵的选型、运行参数的调控提供了具体依据；同时，过冷现象的特征及调控思路，为提升制冰系统稳定性、优化制冰工艺提供了技术参考，有效填补了现有研究在工程应用指导方面的空白。

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

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2026年第54卷第3期

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doi: 10.3969/j.issn.1005-0329.2026.03.001

接收时间：2025-07-27
首发时间：2026-10-22
出版时间：2026-03-30

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作者

出版历史

收稿日期：2025-07-27
修回日期：2026-01-14

基金

作者信息

¹中国科学院广州能源研究所，广州 510640

²中国科学院可再生能源重点实验室，广州 510640

³广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广州 510640

⁴佛山冰菱能源科技有限公司，广东佛山 528225

参考文献

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/ltjx/CN/10.3969/j.issn.1005-0329.2026.03.001

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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