一種應(yīng)用于冰吧透明玻璃門的除露解決方案與分析

閆偉*

（1-上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，上海 200093；2-青島海爾特種電冰柜有限公司，青島，266101）

一種應(yīng)用于冰吧透明玻璃門的除露解決方案與分析

閆偉*1,2

（1-上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，上海 200093；2-青島海爾特種電冰柜有限公司，青島，266101）

根據(jù)汽車后擋風(fēng)玻璃除霜除露技術(shù)原理，提出了一種應(yīng)用于冰吧透明玻璃門除露的解決方案，進(jìn)行了具體方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證實(shí)了方案的可行性，并分析了實(shí)施方案的優(yōu)劣勢(shì)及其應(yīng)用前景。

冰吧 玻璃門 除露 電加熱

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們開始追求高檔次的生活質(zhì)量，冰吧作為一種新興的制冷家電，以高貴典雅的外觀設(shè)計(jì)，高技術(shù)含量的性能設(shè)計(jì)，正逐步進(jìn)入人們的日常生活中。同時(shí)冰吧具有全透明玻璃門體設(shè)計(jì)，可全方位展示內(nèi)部放置物品，并且具有冰箱的冷藏（冷凍）功能，已成為客廳家電中必不可少的一員。冰吧透明玻璃門體展示效果極佳，但門體如何除露問題一直是透明玻璃門需要解決的首要任務(wù)。

目前，冰吧透明玻璃門除露解決方案有采用中空玻璃、雙中空玻璃[1]、真空玻璃、真空中空組合玻璃、鍍膜玻璃、導(dǎo)電膜玻璃等[2]，這些方案中中空玻璃或雙中空玻璃在環(huán)境溫度低、濕度小的情況下可以滿足要求，但在高溫高濕條件下則不能完全去除冰吧透明玻璃門表面凝露；其余幾種雖然可以滿足在高溫高濕條件下冰吧透明玻璃門表面不凝露，但價(jià)格較昂貴。

根據(jù)文獻(xiàn)[3]，汽車后擋風(fēng)玻璃除霜除霧原理是在車內(nèi)外溫差較大時(shí)開啟后擋風(fēng)玻璃上的電加熱絲，電加熱絲產(chǎn)生的熱量使得玻璃內(nèi)側(cè)露珠蒸發(fā)，通過玻璃的導(dǎo)熱來溶化外側(cè)附著的霜和冰，達(dá)到除霜除露的效果。后擋風(fēng)玻璃上的電加熱絲布置在玻璃內(nèi)側(cè)，呈細(xì)條線狀，多條、橫向分布，通過合理布置各條電加熱線間距，使除霜除露效果達(dá)到最佳。

本文借鑒汽車后擋風(fēng)玻璃除霜除霧技術(shù)原理，提出一種應(yīng)用于冰吧透明玻璃門除露的新的解決方案，該方案成本較低，但除露效果良好，是目前較好的一種冰吧透明玻璃門除露解決方案。

2 冰吧透明玻璃門的電加熱除露解決方案

2.1 冰吧透明玻璃門電加熱除露原理

現(xiàn)冰吧透明玻璃門除露解決方案中，玻璃門采用中空玻璃結(jié)構(gòu)，共有2層玻璃，其中內(nèi)層玻璃板為4mm厚鋼化玻璃，外層玻璃板為鋼化加絲網(wǎng)印刷，厚度也為4mm。借鑒汽車后擋風(fēng)玻璃除霜除露原理，將電加熱線以一定間距、橫向布置在外層玻璃板上，如圖1所示。

圖1中所示的冰吧透明玻璃門電加熱除露方式主要由中空玻璃門、變壓器、控制開關(guān)、連接導(dǎo)線等部分組成，各部分功能及連接原理如下：控制開關(guān)--控制變壓器輸入電壓開關(guān)，進(jìn)而控制透明玻璃門電加熱通斷；變壓器--將輸入電壓220V AC轉(zhuǎn)換為需要的工作電壓36V AC；中空玻璃門--冰吧保溫、展示部件，電加熱除露實(shí)施載體；連接導(dǎo)線--作為電導(dǎo)線，連接以上各部件。

圖1 冰吧透明玻璃門電加熱除露方案及溫度測(cè)點(diǎn)布置圖

輸入交流電壓經(jīng)過控制開關(guān)與變壓器輸入端相連，變壓器輸出端與中空玻璃門電加熱線連接，當(dāng)控制開關(guān)處于“開”時(shí)，變壓器輸出36V，透明玻璃門電加熱線通電，電加熱處于工作狀態(tài)；當(dāng)控制開關(guān)處于“關(guān)”時(shí)，變壓器無輸出電壓，透明玻璃門電加熱線不通電，電加熱處于關(guān)閉狀態(tài)。

圖2 中空玻璃外層玻璃電加熱布置方案示意圖

2.2 中空玻璃外層玻璃電加熱方案

中空玻璃外層玻璃電加熱布置方案如圖2所示。該方案的電加熱線材質(zhì)為導(dǎo)電銀漿，通過絲網(wǎng)印刷工藝將導(dǎo)電銀漿印刷到玻璃板上，然后放置在溫度（150～170）℃左右環(huán)境中固化完成。

該方案采用的橫向電加熱線寬度為0.5mm，各條加熱線間距為（25～30）mm，連接方式為并聯(lián)，總數(shù)量為26條；兩側(cè)的兩條豎向?qū)捈訜峋€寬度為6mm，其相當(dāng)于各條橫向加熱線的并聯(lián)端主電路，因此寬度較大。橫向加熱線間距不等是考慮到冰吧箱體內(nèi)部上部溫度偏高，下部溫度偏低的情況，下部加熱線間距較小，上部加熱線間距較大，這樣可以更好地保證加熱除露效果。按照此計(jì)算，此方案玻璃上電加熱線總的電阻值為（30～35）歐姆。

2.3 中空玻璃電加熱方案原理

該方案透明玻璃門中空玻璃除露方式由外層玻璃電加熱和中空玻璃底部電加熱線組成，外層玻璃電加熱線電阻值為（30～35）歐姆，中空玻璃底部電加熱線為電熱導(dǎo)線，呈“U”型放置在中空玻璃底部外側(cè)密封膠內(nèi)，電阻值為10歐姆，二者串聯(lián)后沿中空玻璃右側(cè)經(jīng)由上部門軸孔穿出。兩種電加熱方式總電阻值為（40～45）歐姆，輸入電壓按照安全電壓36V計(jì)算，根據(jù)公式P=U2/R計(jì)算得，中空玻璃電加熱總輸入功率為（28.8～32.4）W。此功率經(jīng)測(cè)試可以滿足試驗(yàn)條件下門體除露要求。

2.4 方案實(shí)施與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

按照相應(yīng)方案要求制作帶電加熱線的外層玻璃板，尺寸（長(zhǎng)×寬×厚）為975×486×4mm，然后合成中空玻璃（中空玻璃厚度為20mm），密封符合國(guó)家中空玻璃密封標(biāo)準(zhǔn)要求，最后組裝門體四周邊框及內(nèi)側(cè)玻璃支撐件等，邊框厚度為5mm，成型后透明玻璃門外形尺寸（長(zhǎng)×寬×厚）為985×496×30mm，組裝完成大約24小時(shí)后門體內(nèi)密封膠固化完全，裝機(jī)測(cè)試。整理測(cè)試用冰吧樣機(jī)符合實(shí)驗(yàn)要求，性能良好，部件齊全，將樣機(jī)放置實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)條件是，實(shí)驗(yàn)室滿足1）風(fēng)速維持在2.5m/s左右；2）環(huán)境溫度32℃；3）相對(duì)濕度85%。實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：此實(shí)驗(yàn)條件下冰吧通電運(yùn)行過程中，箱內(nèi)溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求情況下且平衡48小時(shí)后，透明玻璃門外表面不允許出線珠狀或流水狀凝露。在上述條件的實(shí)驗(yàn)室中，將冰吧樣機(jī)通電運(yùn)行，在冰吧冷藏箱內(nèi)按照要求布置3個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，上中下各1個(gè)（如圖1所示），調(diào)節(jié)溫控器，使得冰吧冷藏箱內(nèi)平均溫度達(dá)到5℃以下，0℃以上。實(shí)驗(yàn)測(cè)試共分三組進(jìn)行，測(cè)試結(jié)果如表1所示。開啟門體電加熱控制開關(guān)，箱內(nèi)溫度平衡后運(yùn)行達(dá)48小時(shí)后觀察透明玻璃門外表面凝露情況。

表1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，在標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試環(huán)境中，沒有開啟門體電加熱控制開關(guān)時(shí)，冰吧運(yùn)行過程中門體外表面凝露嚴(yán)重；開啟電加熱控制開關(guān)后，凝露現(xiàn)象消失，在冰吧箱內(nèi)溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，玻璃門外表面沒有出現(xiàn)珠狀或霧狀凝露，該方案符合標(biāo)準(zhǔn)要求。該門體電加熱除露方案可以完全達(dá)到在最嚴(yán)酷標(biāo)準(zhǔn)要求條件下的除露效果，目前已在部分冰吧產(chǎn)品玻璃門上應(yīng)用此項(xiàng)解決方案。

2.5 方案優(yōu)缺點(diǎn)分析

此冰吧透明玻璃門除露解決方案和鍍膜玻璃、電加熱鍍膜玻璃等比較有以下優(yōu)勢(shì)：其一，由于該方案采用的是普通鋼化玻璃，因此在滿足相同標(biāo)準(zhǔn)要求的條件下，其材料總成本較鍍膜玻璃和電加熱鍍膜玻璃低30%～40%，這是其最大可利用優(yōu)勢(shì)；其二，該方案采用的鋼化玻璃，普通鋼化設(shè)備即可滿足，相對(duì)鍍膜玻璃、電加熱鍍膜玻璃加工設(shè)備而言，省去鍍膜設(shè)備這項(xiàng)昂貴投入；其三，玻璃鍍膜和電加熱鍍膜技術(shù)掌握難度較大，國(guó)際大型企業(yè)壟斷此項(xiàng)技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)還未普及，自制成品率較低，大部分需要采購(gòu)，采購(gòu)成本較高，而此方案可完全實(shí)現(xiàn)自制，省去采購(gòu)成本。目前此方案已在冰吧部分產(chǎn)品上應(yīng)用，市場(chǎng)反映良好。

此冰吧透明玻璃門除露解決方案除了以上優(yōu)勢(shì)外，目前尚有以下幾方面需要注意：

1）耗電量較大。為了減小對(duì)玻璃透明展示區(qū)域面積的占用，盡量減小對(duì)玻璃透明展示效果的影響，因此電加熱線設(shè)計(jì)為細(xì)條狀，除露完全靠電加熱線通電發(fā)熱，進(jìn)而加熱玻璃表面，然后擴(kuò)散到玻璃相近區(qū)域，加熱需要時(shí)間較長(zhǎng)，因此耗電量較大。該方案設(shè)計(jì)電加熱功率約為30W，而相同條件下電加熱鍍膜透明玻璃門總功率一般在20W左右。

2）工藝控制要求高。因電加熱線寬度較小，只有0.5mm，印刷過程中工藝控制不到位，容易出現(xiàn)印刷不全、漏印等現(xiàn)象，導(dǎo)致電加熱線粗細(xì)不一致，甚至出現(xiàn)斷裂等問題，將影響電加熱除露效果。而鍍膜或電加熱鍍膜玻璃則沒有此問題，技術(shù)效果保障好。

3）影響展示效果。橫向印刷的多條電加熱線雖然寬度較小，但對(duì)冰吧內(nèi)部放置物品的展示效果還是存在影響，因此可應(yīng)用于對(duì)外觀展示效果要求相對(duì)不嚴(yán)格的產(chǎn)品中。鍍膜或電加熱鍍膜玻璃為透明狀態(tài)，不影響展示效果。

3 結(jié)論

根據(jù)以上分析，該透明玻璃門除露解決方案相對(duì)于鍍膜和電加熱鍍膜玻璃除露方法具有很大的成本優(yōu)勢(shì)，并且實(shí)現(xiàn)起來也較方便，工藝操作較簡(jiǎn)單，設(shè)備投入較小。雖然此除露方案耗電量較電加熱鍍膜玻璃除露大，但有單獨(dú)的除露控制開關(guān)，用戶可以在需要除露的情況下打開，在不需要除露的情況下將開關(guān)關(guān)閉，這樣即可起到省電的作用，操作簡(jiǎn)單方便。

綜上，這種透明玻璃門電加熱線除露方案，市場(chǎng)應(yīng)用前景非常廣闊，具有非常大的發(fā)展?jié)摿?，是值得推廣使用的一種方案。

[1]徐松，慕志光，謝玉剛. 防凝露立式冷柜玻璃門[P]，中國(guó)專利：02270431 ，2002-10-24.

[2]龍建佑，胡勇軍，李錫宇，黎觀龍. 陳列冷柜玻璃門表面結(jié)露問題的試驗(yàn)研究[J]. 制冷學(xué)報(bào)，2010，31（3）：46～48.

[3]許偉光. 淺談車用后擋風(fēng)玻璃除霜線路的網(wǎng)印工藝[J]. 建筑玻璃與工業(yè)玻璃，2010（9）：28～30.

Solution and analysis on dew removal technology for transparent glazed door of ice bar

Yan Wei1,2
（1- University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093; 2- Qingdao Haier Special Electric Ice Chest Co.,Ltd., Qingdao, Shandong 266101）

In this paper a solution for dew removal applied to transparent glazed door of ice bar is presented according to the principle of frost and dew removal techniques of rear windscreen of vehicle. It is conf i rmed that this solution is feasible through detailed design and experimental validation. The advantages and disadvantages of this solution and its application perspects are also analyzed.

ice bar；glazed door；dew removal；electric heating

*閆偉（1980～），大學(xué)本科，青島海爾特種電冰柜有限公司，負(fù)責(zé)冰吧產(chǎn)品項(xiàng)目開發(fā)，目前主要研究透明玻璃門的除露及節(jié)能方案的應(yīng)用。聯(lián)系地址：山東省青島市嶗山區(qū)高科園海爾路1號(hào)，郵編：266101。電話：0532-88936631/13791984561。電子郵箱：yanweihr@163.com 。