空调结霜原理、后果，最新除霜技术方法

空调在运行过程中结霜是一个常见问题 , 会降低换热效率 , 影响使用效果。本文就一起来看一看空调结霜的原理及易结霜部位 , 以及抑制结霜的相关技术手段 。

     

     

（示意图，不对应文中任何具体产品）      

     

           

一 、空调结霜原理及易结霜部位

   

         

  (一)结霜原理      

空调蒸发器表面温度低于露点温度时,空气中的水分发生凝结,积聚成霜。主要受蒸发器温度、空气湿度等影响。

  (二)易结霜部位      

蒸发器是最易结霜的部位。室内机进风口及面板也易结霜。

（三）结霜后果      

结霜对蒸发器的影响包括增加了霜层导热热阻，霜层阻塞了空气部分流通面积从而使流经蒸发器的阻力增加。根据风机的特性可知，阻力增大将引起风量减少，从而使表面传热系数下降，能耗增加。霜层引起的风量减小是导致系统运行情况恶化的主要因素。

 

     

           

二、空调抑霜技术

   

         

  (一)减小蒸发器超冷度      

适当提高蒸发温度,减少超冷度,可抑制结霜。

  (二)提高空气流速      

增大蒸发器风量,减少风速,可以抑制结霜。

  (三)涂覆疏水涂层      

在蒸发器表面涂覆特殊涂层,提高表面接触角,抑制结霜。

     

           

三、传统的除霜方法

   

         

  (一)回热除霜法      

这种方法也被称为逆循环除霜法也叫换向除霜法，是目前国内家用空调在系统上普遍采用的一种除霜方式，其基本原理是通过四通换向阀换向，从室内机吸热，把热量输送到室外机融霜。

主要实现方式为：空调器制热运行→判断需要除霜→压缩机停→四通阀换向→压缩机开→除霜完成→压缩机停→四通阀换向→压缩机开→正常制热。

其特点是：    

1. 利用压缩机停止运行时的回热效应进行除霜。

2. 压缩机停止后,高压侧余热释放到低压侧。

3. 可通过四通阀切换实现高低压畅通。

4. 回热时长一般为5-10分钟。回热除霜周期可达30-60分钟。

其缺点是：    

1．除霜时房间的舒适性差；

2．除霜时间长；

3．系统运行可靠性差。

  (二)电加热除霜法      

1. 在蒸发器内安装电加热丝,通电加热进行除霜。

2.   加热丝常采用   Ni-Cr   合金材质。

3. 可以按区域分段供电,也可以整体加热。

4. 一般电加热功率为500-1000W。

5. 除霜时间可控,但能效较低。

案例:日本某空调品牌的旗舰机型采用电加热丝辅助除霜系统,在蒸发器上共设置了5段独立控制的电加热丝,根据结霜情况针对性加热,实现快速高效除霜。

  (三)热气旁通除霜法      

热气旁通除霜法也叫显热除霜法，是一种比较普遍的除霜方式，通过从压缩机排气口引出一支旁通回路将压缩机排气引到室外换热器内实现除霜。

热气旁通除霜的实现方式为：空调器制热运行→判断需要除霜→室内风机超低速运转→二通阀1、2开→电子膨胀阀开大→除霜完成→正常制热。

其特点是：    

1. 利用压缩机排出的热气经过蒸发器除霜。

2. 通过切换四通阀实现热气流经蒸发器。

3. 可加装电动阀Door组实现热气截流。

4. 除霜时间可控,效率较高。

其缺点是：    

1．除霜时间长；

2．除霜时压缩机高负荷运行；

3. 需要新增阀门,系统复杂度增加；

4．压缩机可靠性运行受影响。

     

           

四、空调新型除霜技术

   

         

  (一)超声波除霜      

1. 利用超声波的机械振动作用破坏冰晶结构,熔化冰霜。

2. 超声波发生器频率20-100kHz。

3. 效果受频率、声压、传播距离等参数影响。

4. 可与热气除霜,电加热协同使用。

5. 技术成熟度較低,研究尚在提高中。

  (二)磁场除霜技术      

1. 在蒸发器表面施加磁场,改变水分子结构,抑制结霜。

2. 常采用线圈产生交变电磁场,频率数十赫兹。

3. 也可植入恒磁材料形成静磁场。

4. 工作稳定,无损耗,抑霜效果较好。

5. 技术尚不成熟,有待工程落地应用。

  (三)纳米涂层除霜      

1. 纳米涂层可改善蒸发器表面结构,降低结霜概率。

2. 常见如纳米硅溃胶涂层等。

3. 纳米涂层可增加表面粗糙度,改善热传导。

4. 也可掺入抗冰剂提高涂层除霜性能。

5. 技术前景广阔,目前主要面临工业化挑战。

 （四）其他除霜方法       

1. 气动除霜：

依靠高速气流对霜层的动力作用将霜层从设备壁面上剥离。这种方式耗能小，且不会增加设备间的热负荷。

2. 室内排风除霜：

通过合理利用室内排风与环境空气混合，经除湿处理后进行对结霜的抑制。

3. 过冷蓄能除霜：

通过相变蓄热，使节流前制冷剂过冷，以达到目的。同时结合室外风机换向延缓结霜。

在此基础上，除霜方式的优化有了进一步的发展。结合传统的和新兴的除霜方式，产生了组合式的除霜方式，例如多热源辅助的除霜方式，结合热气旁通和蓄热除霜的方式，提高除霜效率；结合喷气增焓技术的系统耦合除霜，降低除霜能耗。同时在换热器运行过程中的溶液除霜，也是除霜发展的重要趋势。

另外，国内某高校与制冷企业合作,开发了基于纳米TiO2光致除霜涂层的技术。该技术利用TiO2的光催化作用,在紫外光照射下可有效促进冰霜的熔解脱落。

通过技术创新和产学研合作,空调除霜技术将得到进一步提高,使空调系统更加高效、节能和智能化。

空调结霜是影响其制冷效果的关键问题,业内对除霜技术的研究一直在持续推进。从传统的回热、电加热到新兴的纳米涂层及光致除霜等技术手段层出不穷。未来还将有更多除霜新技术涌现,使空调设备更加智能高效。空调企业需紧跟技术发展趋势,通过产学研合作和自主创新,不断完善产品的抗结霜和除霜性能,以适应客户的多样化需求,保持市场的领先地位。

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