浅谈翅片蒸发器加热器组件和风道装配对冰箱化霜的影响

马小军 刘志成 郭 策 吴 峰

（惠而浦（中国）股份有限公司 合肥 231283）

引言

随着生产力的逐渐提升和人民的物质生活水平逐步提高，人们对生活便利性提出了更高的要求，在此背景下，风冷无霜冰箱逐渐的走进了千家万户。所谓风冷无霜冰箱又叫间冷式（风冷式）冰箱，就是利用风机进行冷气强制循环式进行制冷的冰箱，无霜冰箱通常采用翅片管式蒸发器，蒸发器放置在风道与箱胆之间，利用一只小型风扇强制箱内空气对流，以达到冷却的目的，因此我们看不到冰箱内壁所产生的霜。其化霜的基本原理是翅片蒸发器与加热器组成蒸发器加热器组件，在达到化霜条件的时候，化霜加热器自动启动工作，产生热量，通过辐射换热、对流换热的方式升高蒸发器及其所在空间的温度，使得蒸发器表面及其所在空间的霜融化成水，通过箱胆底部的排水孔排出，完成化霜的过程。在达到规定条件后，化霜加热器又能够自动断开，不再产生热量，冰箱退出化霜，进而恢复到正常制冷状态。

如前文所述，此化霜过程的热量传递方式主要是辐射换热，其次是对流换热，在化霜加热器排数（本文化霜加热器排数为双排）、功率（220 V 230 W）及材质和化霜控制逻辑规则一定的情况下，冰箱化霜的结果受如下几个因素的影响：

1）辐射物体表面情况：蒸发器表面增加黑色涂层与不增加黑色涂层对比对化霜的影响；

2）辐射物体间距离：化霜加热器与冷冻化霜排水口的距离；

3）风道后表面与蒸发器翅片表面的相对位置。

以上几个因素会对化霜可靠性产生不同的影响，若化霜周期结束后，翅片蒸发器表面、风道内表面与箱胆形成的风循环的空间有残霜或者残冰的存留，会堵塞风路的循环，大大降低制冷系统的制冷效率，严重时会造成间室温度达不到设定的温度，而引起冷冻食物的变质，造成损失，本文以工作中实际案例分析，浅谈以上几个因素对化霜可靠性的影响。

1 实验验证及分析

1.1 实验目的

风冷冰箱的化霜不良是冰箱行业的痛点问题，它涉及到冰箱的能耗、安全和制冷循环等多方面的问题，因为化霜的影响因素比较多，本文就在化霜加热器排数（本文化霜加热器排数为双排）、功率（220 V 230 W）及材质和化霜控制逻辑规则相同的情况下，结合工作实际，探讨上文中提到的A、B、C 三个影响因素对风冷冰箱化霜能力的影响，下面以我司开发的830 自由嵌入式十字四门产品为例，分析如何利用A、B、C 三个影响因素来改善风冷冰箱的化霜问题。

1.2 实验方法

1.2.1 实验对象：830 自由嵌入式十字四门冰箱，该冰箱为单系统冰箱，在冷冻室分布有一个翅片蒸发器加热器组件，冷藏室无翅片蒸发器加热器组件。

1.2.2 测试地点：冰箱型式实验室。

1.2.3 测试方法及条件：依据WHP-QB-08-116 惠而浦（中国）冰箱化霜能力技术标准，测试环境温度：32 ℃，相对湿度85 %，测试电压及频率：额定电压,额定频率，本产品为内销产品，电源为220 V/50 Hz。

测试方法简述：

1）实验室环温设定32 ℃，相对湿度85 %后，电源设定220 V/50 Hz，冷藏设定5 ℃，冷冻设定-18 ℃，通电运行；

2）样机稳定运行第一次化霜时冷藏室、冷冻室放入与环温一致的一定量的水负荷；

3）自然化霜结束4 h 后，将冷藏室门和冷冻室门打开一定角度，连续运行48 h；

4）冰箱在开门状态下运行48 h 后，关闭冷藏门和冷冻门，让冰箱在关门状态下继续运行24 h，若24 h 的节点距离上一次化霜间隔，压缩机的累积运行不超过4 h，则此时直接拆开风道及相关组件，检查化霜结果；

若24 h 的节点距离上一次化霜，压缩机的累积运行时间超过4 h，则在24 h 节点时打手动化霜检查化霜结果。

检查要求：

确认蒸发器表面、风道、风道盖板、风扇、排水管口及其周围部位结霜及残冰状态，要求蒸发器及其周围无实冰。

从表1 看出，在其他影响条件都一定的情况下：

表1 其他条件一定时，因素A 对化霜能力的测试结果

1）表面增加黑色涂层的蒸发器化霜时间31 min，未作表面处理的蒸发器化霜时间为38 min，表面增加黑色涂层处理的蒸发器化霜时间＜未作表面处理的蒸发器的化霜时间；

2）表面增加黑色涂层处理的蒸发器的化霜效率较未作处理的高约22 %。

从化霜的结果上来看，虽然增加黑色涂层的蒸发器和未增加黑色涂层的蒸发器其化霜后均未出现化霜异常的情况，但蒸发器表面增加黑色涂层处理的化霜效率高，对节约耗电量减少碳排放是有好处的。

表2 是在其他影响因素一定的情况下，因素B 即化霜加热器与冷冻化霜排水口的距离大小对化霜结果的影响。本因素的验证选定未作表面处理的本色冷冻翅片蒸发器，以化霜加热器距离排水口分别为10 mm 和35 mm来验证化霜结果。

表2 其他条件一定时，因素B 对化霜能力的测试结果

从表2 中可以看出加热器距离排水口的距离为10 mm 时，排水口无残冰；加热器距离排水口的距离为35 mm 时，化霜结束后，在排水口口部发现残冰存留。排水口有残冰存留在多次化霜后会造成排水口冰堵，冰堵后化霜水无法顺利从排水口排出，导致化霜水溢出到冰箱内，在后面的制冷中，使冷冻室内结冰，影响冰箱正常使用，造成用户投诉。

结合对影响因素B 的实验验证结果，化霜加热器距离排水口的距离需控制在10 mm 左右，距离太大会导致排水口残冰存留；距离太小会导致化霜加热器碰到箱胆底部造成安全问题和化霜加热器与化霜水在底部接触降低化霜效率。

表3 是在其他影响因素一定的情况下，因素C 即风道内表面与蒸发器翅片表面的相对位置对化霜结果的影响。本因素的验证选定未作表面处理的本色冷冻翅片蒸发器，以风道内表面紧贴蒸发器翅片面和风道内表面与蒸发器翅片面留有2 mm 缝隙两种状态分别来验证化霜结果。

从表3中可以看出风道内表面紧贴蒸发器翅片面时，在风道内表面留有翅片压痕，化霜结束后蒸发器翅片表面无残冰存留；风道内表面与蒸发器翅片面留有2 mm缝隙时，化霜结束后，翅片上有大量的残冰残留。

结合对影响因素C 的实验验证结果，风道与翅片蒸发器配合时，需要风道内表面紧贴蒸发器翅片面，若留有缝隙会导致残冰在蒸发器翅片表面存留，多次制冷化霜循环后会导致堵塞风循环，冰箱不能正常制冷，引起客户投诉。

综上，在化霜加热器排数（本文化霜加热器排数为双排）、功率（220 V 230 W）及材质和化霜控制逻辑规则一定的情况下，可以从以下几个因素着手来提高冰箱的化霜可靠性：

1）尽可能对蒸发器及翅片做表面处理，增加辐射效率，如黑色涂层；

2）控制化霜加热器最低点与冷冻化霜排水口的距离在（8～12）mm 的范围；

3）风道与翅片的配合上要保证蒸发器翅片面与风道内表面紧密接触不留缝隙。

3 结论

影响冰箱化霜的因素还有很多，本文主要以实际工作案例在其他因素一定的前提下，来阐述翅片蒸发器加热器组件表面处理情况及其与风道配合情况对冰箱化霜的影响，由上述结论我们可以看出在成本允许的情况下尽量对翅片蒸发器表面进行表面黑色涂层处理、控制化霜加热器最低点与冷冻化霜排水口的距离在（8～12）mm范围、风道内表面紧贴翅片蒸发器翅片面，冰箱开发者在冰箱开发时需要注意这些影响因素，避免造成化霜不良，给消费者带来一个节能可靠的风冷无霜冰箱。