中国石油大学的一个本科生团队，在蔡玲玲和米沙老师的带领下，成功开发了一种优化冰浆流动和换热特性的新技术，发表多篇SCI高水平文章。该团队通过应用RSM和NSGA-II算法对螺旋管内的两相冰浆流动换热特性进行多目标优化，并根据研究结果设计制作了一款冰浆-水螺旋套管换热器，该换热器的应用可以显著提升冰浆的换热效率并降低电力能源消耗，同时减少碳排放，为区域制冷系统提供一种节能且环保的冷却解决方案。
图1 冰浆的应用场景
随着城市化快速发展，建筑空调系统的能源消耗和经济负担急剧增加。冰浆技术通过夜间制冰、白天供冷的方式“移峰填谷”，有效平衡电网负荷，是一种理想的节能环保技术。此项研究通过优化冰浆在螺旋管中的流动与换热性能，可以显著提升空调系统的能效和环境友好性。
该研究首次成功构建了螺旋管内冰浆流动与换热的优化模型，解决了制冷效果和流动阻力之间的矛盾，实现了努塞尔数的显著提升和阻力系数的大幅降低。这一突破不仅提高了换热效率，还大幅度降低了电力消耗和经济成本。
图2 研究思路及流程
基于这项研究，该团队设计并制造了一款新型冰浆-水螺旋套管换热器，已在实验室进行了性能测试，计划投入生产。若大力推广该换热器，可极大地降低电力消耗，减少煤炭等化石能源的使用。
该换热器的推广将大幅度减少化石能源消耗，减少温室气体排放，并促进可再生能源的利用。冰浆由水制备，无任何污染物排放，进一步提升了项目的环保价值。
图3 冰浆-水螺旋套管换热器实物图
这项研究不仅在学术上获得了重要认可，而且在实际应用上也展现了巨大的潜力，它对推动建筑空调领域的节能减排和实现碳中和目标具有重要意义。
