制冷设备的除霜技术及其发展

论文编号————（共页）制冷设备的除霜技术及其发展RefrigerationEquipmentsDefrostingTechnologyandItsDevelopment王国栋(在此括号内填写职务)WangGuodong(JobTitle)上海理工大学制冷技术研究所DefrostingTechnologyInstitute,UniversityofShanghaiforScience&Technology作者简介：中文（作者简介的中文内容为宋体，5号字；作者中文简介字数限200字）……英文（内容为TimesNewRoman，5号字；作者英文简介与中文相对应）摘要：除霜在冰箱、空调、冷库等制冷设备中有着不可忽视的作用，本文主要就除霜的方法对比分析，其中所涉及到的除霜方法有停机除霜、溶液除霜、电加热除霜、热气除霜等，阐明其各自的优缺点，而重点介绍了热气除霜及除霜技术的发展。关键词：除霜；制冷设备；除霜方法；除霜发展Abstract:Abstract:Abstract:Abstract:Defrostingplaysanimportantroleintherefrigerationsystem,itisusedinrefrigerator,airconditioning,coolstorageandsoon.Inthispaperthepapertheconceptionsofseveraldefrostingmethodsweregiven,theiradvantagesanddisadvantageswereanalysed.Asthehotgasdefrostingisusedverypopularly,thispaperplaysmoreemphasisonthehotgasdefrostingandthedevelopmentofdefrostingwasoverviewed.Keywords:Keywords:Keywords:Keywords:defrosting;refrigerationequipment;methodsofdefrosting;developmentofdefrosting1111引言在制冷系统中，当蒸发器表面温度低于周围环境中水蒸气的三相点温度时，空气中的水蒸气便在蒸发器表面凝华结霜[1]。所谓除霜是指，为了不影响制冷系统的正常运行，必须将蒸发器表面的霜层融化处掉。在使用风冷式蒸发器的制冷设备中，除霜措施是必不可少的。蒸发器结霜对制冷系统的不利因素主要有两点[2]，一方面是随着结霜厚度的增加，传热热阻将不断加大而导致换热器换热性能下降；另一方面是换热器结霜后，因肋片间距减小而影响其送风量。这两者形成恶性循环后，使整个制冷系统运行工况恶化、制冷性能下降。除霜频率的大小不仅与除霜方法有关，而且还与蒸发器类型及各地气候等有关[3]，而除霜时间长短取决于结霜厚度和除霜加热功率的大小，总的来讲其规律是除霜频率越大，结霜厚度越小，每次除霜的时间就越短。通常除霜过程分为四个阶段[4]：（第一作者2寸照）(1)预热阶段：此阶段蒸发器的温度开始上升，其上面霜层的温度随着蒸发器温度升高而开始上升，但是霜层没有融化，这个阶段霜层主要释放显热。(2)融霜阶段：当霜层温度上升到零度时，霜层开始融化，蒸发器的温度基本不发生变化，此过程中霜层变为液态的水而放出潜热。(3)融霜水蒸发阶段：在除霜过程中，大部分融霜水由排水管排除，但是仍有一小部分水附着在蒸发器的盘管上面，这部分水需要进一步吸收热量汽化除掉。(4)自然对流换热阶段：管上面的水膜蒸发掉后，盘管温度随着除霜加热量的增加而升高，于是蒸发器形成与周围空气自然对流的换热过程。实验表明：在以上四个过程中，第三个阶段蒸发掉的水量的9%，除霜所用的大部分热量被融霜阶段和融霜水汽化阶段吸收。水的气化潜热较大，因此第三阶段中所需求的热量最多，约占除霜所需总热量的64%；而第四个阶段所用热量的比例较小，基本上可以忽略[4]。人们对除霜方法和除霜负荷及结霜特性等方面进行了大量的研究，部分研究表明，盘管结霜厚度在0.1mm以下时对换热有利；而在热气除霜中，真正用于除霜的实际热量只占所加热量的15%-25%[6]，其余的热量一部分散到周围环境中，还有一部分热量散到制冷空间中，这额外增加了制冷系统的制冷负荷，因此对除霜的研究有重要意义。2222除霜方法[2][3][2][3][2][3][2][3]除霜方法较多，主要有停机除霜、水或盐溶液除霜、电加热除霜、热气除霜等方法，而应用比较广泛的是热气除霜。2.12.12.12.1停机除霜方法顾名思义，制冷系统停止运行，利用周围环境中的热量，将结在制冷蒸发器上的霜化掉，这是一种最简单的除霜方法。所有采用这种除霜方法的制冷系统必须停止运行一定时间，使蒸发器温度恢复到零度以上，将结在蒸发器上的霜漫漫的融化除掉，除霜结束后，重新启动制冷系统进行工作。因为蒸发器类型的不同和除霜频率的不同，为了彻底除霜，所以使用这种方法除霜时，必须……2.22.22.22.2水除霜或盐溶液除霜……图1中介绍了这一典型的除霜过程。图1水溶液除霜Fig.1waterdefrostsystem(1)……(2)……2.32.32.32.3电加热除霜……2.42.42.42.4热气除霜……2.4.12.4.12.4.12.4.1热气旁通除霜……图2热气旁通除霜Fig.2Hotgasdefrostsystem(by-passline)……2.4.22.4.22.4.22.4.2用于有多个蒸发器组成的制冷系统中的热气除霜方法……图3多个蒸发器的热气除霜系统Fig.3hotgasdefrostmultipleevaporatorsystem在图3中……2.4.32.4.32.4.32.4.3热气逆向循环除霜……图4逆向循环除霜Fig.4Reversecyclehotgasdeforst……3333除霜技术的发展……参考文献1JoshuaMD,BrainDS,JohnLH,AnthonyMJAndJohnGG,AnExperimentalInvestigationoftheEffectofHydrophobicityontheRateoffrostGrowthinLaminarChannelFlows,ASHARETransaction,2000(106):143-1502Johnwileis&sonsinc.G.PitaEdward,RefrigerationPrinciplesandsystems,1984…17仲华、唐双波、陈芝久，轿车空调蒸发器除霜实验研究，流体机械，200129（1）：44-46