带翻板冰箱翻板周围防凝露研究

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[摘 要]针对带翻板电加热器多门机械温控冰箱的凝露问题，提出了一种简易的改进方法，并介绍了验证过程。

[关键词]冰箱 翻板 凝露

中图分类号：TB657.4 文献标识码：TB 文章编号：1009914X（2013）34060201

一、项目研究原因：

我们公司两年前开发了一款DS4-43（约390L）机械温控冰箱，带有4个门，下门是2个独立的冷冻室各带1张冷冻门，上面是1个冷藏室带2个冷藏门，2个冷藏门中间用1个活动可翻转的塑料件与门封条搭接密封。此冰箱由于外观时尚，销量很大，但这两年用户投诉冷藏翻板周围结露很严重，有时凝露水会流到地上。为此公司在结构密封设计方面做了很多改进，但还是没有明显的效果。

二、现有翻板防凝露装置：

翻板为一塑料外壳，与门封条搭接表面装一喷涂钢板，里面填充隔热泡沫材料，喷涂钢板下面贴附一个8W电加热器。电加热器与压缩机并联，压缩机开电加热器加热，压缩机停电加热器不加热。前期结构密封设计方面已经采取了翻板宽度、翻板长度、上下端密封、门封搭接等改进措施。

三、凝露测试情况：

冰箱样机2台，编号1、2。按国家标准GB/T8059.2-1995要求测试，环境温度32℃，环境湿度75%。冰箱通电稳定运行24小时后检查，1号冰箱翻板下端有小珠状凝露，2号冰箱下端有小珠状凝露外，上端、中部有雾状凝露。手摸冰箱翻板感觉，1号冰箱翻板表面有热感，2号冰箱翻板表面有冷感。经确认，此时1号冰箱电加热器正处于加热状态而2号冰箱电加热器正处于不加热状态。后来，1号冰箱在不加热时检查其上端、中部也有雾状凝露，而2号冰箱在加热时检查其上端、中部雾状凝露消失。从测试结果分析，冰箱翻板凝露与电加热器加热状态有很大关系。考虑到冰箱温控器档位越小，压缩机工作时间比例越小，从而电加热器加热时间比例也越小，翻板凝露会更严重。后来冰箱温控器档位由大到小做了一遍凝露测试也验证了以上结论，凝露情况确实变得越来越严重，最严重时达到流水状凝露。

四、改进方案：

提高电加热器的加热量有2个方式，一是增加电加热器的功率；二是增加电加热器的加热时间。

增加电加热器功率的方案以前已验证过，现在电加热器的功率已增加到8W，已经不小。国家标准GB4706.1《家用和类似用途电器的安全 第1部分 通用要求》第11章“发热”对易触及金属部位的温升不能超过35℃有强制要求。现有的8W电加热器需增加1个恒温器加以高温保护才能满足国家标准要求，因此增加电加热器功率的方案可行性不高。

研究的重点主要放在增加电加热器的加热时间。机械温控冰箱增加电加热器的加热时间最简单最直接的方式就是电加热器的接线不经温控器控制，也就是说冰箱通电运行后，电加热器不间断连续加热。

五、方案验证：

经调查，市场上同类型冰箱翻板电加热器的工作方式同我们现有的是一样的，而且同样也存在凝露问题。因此，冰箱翻板电加热器不间断连续加热的工作方式是没有现行可借鉴的经验。

经与其他相关技术人员和专家讨论，决定主要进行三个方面的验证。一是电加热器工作寿命；二是电加热器防凝露所需功率；三是安全方面的发热测试。

翻板电加热器的功率只有几瓦，属于小功率电加热器，经咨询翻板电加热器

厂家得知小功率电加热器的寿命完全可以满足冰箱的需要，不间断连续加热对电加热器工作寿命影响不大。

（一）第一次样品

为了不使冰箱耗电量变化太大，根据耗电量测试时翻板电加热器大约50%的工作系数，我们选用了现有翻板电加热器8W功率的一半，即4W。在第一次样品上进行了以下测试。

1、凝露测试

将4W功率样品安装在上一次冰箱样机上进行了凝露测试。1号样机温控器设为4档（共7档），2号样机温控器设为4.5档，环境温度32℃，环境湿度75%，在进行凝露测试之前，为了解翻板上温度与露点温度有多少温差，我们在冷藏室中心以及翻板上端、中部、下端布了测温点。结果表明，翻板两端温度要比中间温度低，最容易凝露的地方就是两端。翻板表面最低温度27.4℃高于32℃环温/75%湿度下的露点温度27.1℃，证明了翻板表面在32℃环温/75%湿度下不会凝露。

2、冰箱不制冷时翻板表面温度测试

为验证是否翻板电加热器本身两端与中间发热不均，我们进行了在38℃环境冰箱不制冷的情况下测试翻板表面温度。为了更详细的了解翻板表面温度，我们在翻板表面均匀地布了8个温度测试点，结果表明，翻板电加热器本身两端温度要比中间温度低。经咨询翻板电加热器厂家得知现有这种U形结构的翻板加热器会有这种两端温度要比中间温度低的现象，要解决这个问题需在两端增加发热丝。从数据上看，38℃环境下的发热最大温升为18.3℃，满足温升不能超过35℃的强制要求。

3、冰箱制冷时翻板表面温度测试

完成冰箱不制冷时翻板表面温度测试后，接着做了冰箱制冷时翻板表面温度测试。温控器设为4档（共7档），环境温度为38℃。结果表明，冰箱制冷时翻板两端温度还是要比中间温度低。从数据上看，如果要做到38℃环温/75%湿度下翻板表面不凝露，则需要翻板表面温度做得很均匀，其温差不得大于0.8℃。

4、不同环境温度下的翻板表面温度测试

1号样机温控器设为4档（共7档），2号样机温控器设为4.5档，冰箱正常通电运行，分别在38、32、25、16℃环境温度下测量翻板表面温度。结果表明：随环境温度每升高1℃，翻板表面温度大约升高0.25～0.36℃。查空气物性表得知在75%湿度下，随环境温度每升高1℃，露点温度大约升高0.96℃。因此，随着环境温度的升高，冰霜翻板加热器需要的功率是增加的。

综上所述：

1）4W翻板加热器可以满足32℃环温/75%湿度下不凝露的要求；

2）38℃环境下的发热最大温升满足温升不能超过35℃的强制要求；

3）同时也发现了翻板两端温度比中间温度低的缺点。

针对翻板两端温度比中间温度低的缺点，决定调整翻板加热器的结构，在其两端由U形结构设计更改为W形结构设计达到两端增加发热丝的目的。

（二）第二次样品

调整翻板加热器结构后，第二次样品要了3W、4W两种功率的加热器。其测试情况如下。

1、凝露测试

将3W/4W功率翻板加热器样品安装在上一次冰箱样机上进行了多次凝露测试。温控器设为4档/5档（共7档），环境温度32℃，环境湿度75%，电加热器连续加热。测试结果表明：

1）在32℃环温/75%湿度凝露测试条件下，3W功率翻板加热器已经开始不能满足冰箱设置4档不凝露的要求，完全不能满足冰箱设置5档不凝露的要求；

2）在32℃环温/75%湿度凝露测试条件下，4W功率翻板加热器能满足冰箱设置5档不凝露的要求；

3）两端设计为W形结构后，翻板两端温度比中间温度低略高，达到了提高两端温度的效果。

2、发热测试

发热测试条件：43℃环境温度，冰箱不制冷，冰箱门处于关闭状态，翻板加热器连续工作至温度稳定不再上升为止。结果表明：4W功率翻板加热器在43℃环境下的发热最大温升为18.1℃，满足温升不能超过35℃的强制要求，测试结果是合格的。

六、项目总结

经过以上验证合格后，经评审认为：

1、4W功率翻板加热器在连续加热的工作方式下能够有效解决冷藏翻板周围结露投诉问题。

2、翻板加热器功率由8W改为4W后，加热器不带恒温器发热测试也能通过，可以取消恒温器。

作者简介

周万文，性别：男，籍贯：湖南安仁，出生年月：1975-2，单位：广东奥马电器股份有限公司，职称：助理工程师，研究方向：冰箱制冷及冰箱性能