一、簡介
結霜:水蒸氣在低於零攝氏度的固體表麵直接凝華,形成晶狀冰層的現象(xiàng)。
除(chú)霜周期:從(cóng)霜(shuāng)層厚度觸(chù)發除霜起始閾值,到蒸發器表麵再次降至目標溫度所經曆的時(shí)間間隔,通常以“試驗循環次數”或“運行小時”表征。
製冷能效衰減係數:同一(yī)工況(kuàng)下,結霜後與無霜狀態製冷性能係數的比值,當該係(xì)數低(dī)於零點八五時,必須啟(qǐ)動除霜。
二、結霜的物(wù)理(lǐ)成因
冷熱衝(chōng)擊試驗箱通過氣動切(qiē)換閥把試樣在低溫室與(yǔ)高溫室之間快速(sù)平移。兩室之間(jiān)雖有矽橡膠密封簾,但在切換(huàn)瞬間仍有二至四升濕空氣發生交換,水蒸氣遇到低溫蒸發器翅片,瞬間降至露點以下,直接凝華(huá)成霜。此外,部(bù)分高(gāo)分子、密(mì)封件(jiàn)或生物樣(yàng)本自身含水率高於百分之五,在低溫衝擊時,試(shì)樣表麵水汽分(fèn)壓遠高於環境,水分向外(wài)擴散,進一步加劇結霜。箱體密封閉環結構(gòu)決定了濕氣無法外排(pái),霜層隨試驗循環逐次增(zēng)厚。
三、霜(shuāng)層帶來的(de)負麵效(xiào)應
蒸發器表麵若覆蓋十毫米霜(shuāng)層,其(qí)導熱係數僅零點零二四瓦(wǎ)每米開爾文,相當於額外增加三十毫米厚(hòu)聚氨酯保溫層,蒸發溫度被迫下降四至六攝氏度。軸流(liú)風機背壓隨之升高約三成,循環風量衰減一成五至兩成五,箱內(nèi)溫度(dù)均勻度由(yóu)正負一攝氏度惡化至正負三攝氏度。霜層堵塞(sāi)回氣口後,製冷劑(jì)可能(néng)夾帶液滴進入(rù)壓(yā)縮機,曲軸箱潤滑油被稀釋,最終出現液擊甚至燒機風險(xiǎn)。根據軍用與民用可靠性試驗標準,不允許在除霜狀態下繼續溫度衝擊,否則數據(jù)被判無效,企業(yè)需承擔重複試驗的時間與費(fèi)用損失。
四、主流除霜方式與能耗比較
目前行(háng)業應用較廣的策略有四種。
電加熱管除霜:在蒸發器內側布置五百至一千瓦鎳(niè)鉻絲,通電(diàn)後八到十(shí)二分鍾完成,箱(xiāng)溫回升五(wǔ)至八攝氏度,耗電最高,且易(yì)局部過熱。
熱氣旁通除霜:利用壓縮機排氣的高溫高壓工質,經四通閥切換進入蒸發器,四到六分鍾即可完成,箱溫回升二至三攝氏(shì)度,能耗最低,但對係統閥件(jiàn)可靠(kào)性要求較高。
乙二醇(chún)噴淋除霜:將高溫載冷劑通過噴嘴均勻灑(sǎ)在蒸發(fā)器表麵,三(sān)到五分鍾完成,箱溫回升一至二攝氏度,能耗居中,結構複雜,多用於(yú)大型試驗箱。
幹燥壓縮空(kōng)氣(qì)脈衝(chōng)除霜:采用露(lù)點低於零下四(sì)十攝氏度的潔淨壓縮空氣,兩至三分鍾(zhōng)完成,箱溫回升(shēng)不足一攝氏度(dù),能耗最(zuì)低,但需額外配置幹(gàn)燥氣源。
綜合比較,熱氣旁通輔以智能PID控製是目前小型箱(xiāng)的主流方案,可在五分鍾以內把箱溫(wēn)回升控製在兩攝(shè)氏(shì)度(dù)以內,滿足藥品、半導(dǎo)體(tǐ)等對溫度敏感(gǎn)產品的試驗要求。
五、自動除(chú)霜(shuāng)控製邏輯
以五十升(shēng)小型箱為(wéi)例,係(xì)統設置三層觸發條件。
第一層(céng)為時間閾值,連續運行四(sì)十五個(gè)循(xún)環後自動提示除霜,用戶(hù)可(kě)在三十至九十循環範圍內調整。
第二層為壓差閾值,當蒸發器前後壓降(jiàng)超過八(bā)十帕斯卡時,微壓(yā)差開關(guān)發出信號。
第三(sān)層(céng)為性能(néng)閾值,若製冷能效(xiào)衰減係數低(dī)於零點八(bā)五,或(huò)降溫速率低於(yú)標(biāo)稱值一(yī)成五,係統亦強(qiáng)製進入除霜。
執行階段,低(dī)溫室風機先降頻至三十赫茲,減少熱擾動;隨後(hòu)四通閥切(qiē)換,高溫排氣進入蒸發器,盤管表麵溫度在六十秒內升至(zhì)十攝氏度左右;雙PID交替調控,除霜PID目標八攝氏度(dù),防止過熱,箱溫PID進入保持模(mó)式,補償熱滲透;融霜水沿(yán)三度傾斜的不鏽鋼(gāng)槽匯入五十毫升積(jī)水盤,由(yóu)聚四氟乙(yǐ)烯電磁閥瞬(shùn)間排放至箱外,全程約十五(wǔ)秒,避免二次蒸發。
六、日常預防與維護要點
試驗計劃編製階段,應對試樣含水率進行評估,必要時增加預烘工序。運行期間盡量減少箱門開啟次數,單次開門時間控製在十五秒以內,防止大量環境濕空氣進入。每月預防性維護時,使用零點(diǎn)三兆帕壓縮空氣順旋向吹掃蒸發器翅片,檢查風輪平衡與(yǔ)軸承潤滑,每運行兩千小時補充高溫潤滑脂一點五克。每季度進行一次滿載最大熱負載挑戰試驗(yàn),驗證箱體在最惡劣(liè)工(gōng)況(kuàng)下的穩定性。對連(lián)續三次出現同類除霜故障的設備,應啟動失效分析與失效(xiào)模式庫更新,必要時升級控製(zhì)算(suàn)法。
冷熱衝擊試驗箱的結霜問題是密封閉環結構與(yǔ)快速溫度交變的必然(rán)結果。通過“量化觸發條件—選擇低能耗除霜策略—閉環排水—數據追蹤(zōng)”四步(bù)措施,可把除霜耗時壓(yā)縮至五分鍾以內,試驗中(zhōng)斷率下降八成以上,顯著延長壓縮(suō)機壽命。若現場出現超出本文(wén)範圍的異常,用戶可隨時與上海丝瓜视频ios(pín)儀器股(gǔ)份有限公司技術支持中(zhōng)心聯係,獲得遠(yuǎn)程診斷、備件空(kōng)投及(jí)CNAS校準複核等增(zēng)值服務,確保環境模擬數據持續滿足國(guó)內外主流法規要(yào)求。
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