多组并联蒸发器制冷系统的热气冲霜装置

　　0 引言

　　制冷系统蒸发器在使用过程中表面容易结霜，霜层的存在使传热恶化，制冷效率降低。因此，清除蒸发器表面的积霜是制冷系统日常必需做的节能工作之一。制冷系统目前采用的除霜方式主要有：人工扫霜、水冲霜、热气融霜、热气融霜+水冲霜、热电融霜、压缩空气除霜和空气自然回温除霜等方法，每一种除霜方法都有其适应的范围和优缺点，因此研究除霜方法、除霜控制策略、开发出新型除霜装置成为制冷系统的研究重点之一。

　　针对目前除霜存在的问题，国内不少学者从不同角度对制冷系统除霜问题进行了深入的研究。集美大学庄友明对食品冷库制冷系统几种蒸发器除霜方法的优缺点、能耗情况及其适用场合进行了比较，给出了热气融霜方法的热气流量计算公式，修正了热气融霜方法中排液桶的容积计算公式[1]。南京工业大学程建杰和同济大学陈汝东为了优化除霜控制系统对除霜的几个主要参数进行了讨论，可以根据实际情况，合理有效地选用除霜方法，并积极改善制冷/除霜循环[2-4]。东南大学许东晟着重讨论了一个温度点预测结霜量方法和最佳除霜点控制方法[5]。上海理工大学刘训海、姜敬德等人通过电热融霜和热气融霜实验，证明了热气融霜较电热融霜具有对库内温度场影响小、耗能低的突出优点，并且库温越低，优越性越显著，指出热气融霜对冷库的温度场影响较小[6]。杜帅等研究了立式降膜蒸发机理，得出了一些有益的结论[7]。

　　1 热气冲霜设计原理及除霜研究参数

　　1.1 热气冲霜设计原理

　　热气冲霜是把经过油分器滤油后的压缩机排气引入蒸发器里，利用热气的显热和潜热来加热和融化蒸发器外表面的凝霜，从而达到除霜的目的。融霜前必须排除蒸发器里原有的低温制冷剂液体，因此热气融霜的制冷系统需要设置排液设施来承接融霜前蒸发器内的残液和融霜过程中热气凝成的液体。热气冲霜融霜的优点是节能，因为在正常的制冷循环中，热氨气体需要用冷却水来冷却使之液化，在热气融霜过程中，霜在被融化的同时起着冷却水的作用，此时，蒸发器变成了不需冷却水的冷凝器，融霜时又不需要耗费电能，比起电热融霜和水冲霜有双重节能的功效。

　　热气融霜方法适用于制冷系统去除蒸发器上的霜层。即将压缩机的高温排气导入拟化霜的蒸发器中，达到快速化霜的目的。

　　1.2 除霜参数

　　1.2.1 蒸发器除霜所需热量

　　式中：Q1为霜层融解成0℃的水所需的热量;Q2为蒸发器、水盘、金属框架升温的加热量;Q3为蒸发器盘管内残存制冷工质的吸热量;Q4为对周围环境的加热量。