淺談化霜加熱器功率匹配

吳 峰

（惠而浦（中國）股份有限公司 合肥 231283）

引言

隨著社會的發(fā)展，人民物質(zhì)生活水平的提高，無霜冰箱逐漸普及到千家萬戶。所謂無霜冰箱就是能夠自動除去蒸發(fā)器表面積霜的冰箱，其基本原理是給蒸發(fā)器配備一個加熱器，在合適條件的時候，加熱器自動啟動工作，進(jìn)行加熱化霜。在達(dá)到規(guī)定條件后，又能夠自動退出化霜，恢復(fù)正常制冷狀態(tài)。

如果選擇化霜加熱器功率偏低時，蒸發(fā)器表面不能有效除盡，如果化霜加熱器功率選擇過高，加熱器表面溫度過高，有可能被烘烤其周圍有其他塑料制件，引發(fā)安全事故。故需要選擇一個合適功率的加熱器，既能讓冰箱高效除霜，又能保證其加熱化霜時足夠安全，本文以工作中實(shí)際案例淺談該問題。

1 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析

1.1 樣機(jī)及加熱器參數(shù)選定

本文研究的對象為十字對開四門冰箱W5，為無霜電控冰箱，擁有冷藏和冷凍兩個溫區(qū)，額定電壓為115 V，額定頻率60 Hz。該款冰箱為單系統(tǒng)，只有一個冷凍蒸發(fā)器，需要給冷凍蒸發(fā)器配備一個合適功率的加熱器。為確定加熱器功率范圍，初步選定兩個極限大小功率進(jìn)行驗(yàn)證。在確定了加熱器功率范圍后，我們便可以通過進(jìn)一步的驗(yàn)證敲定準(zhǔn)確合適的加熱器功率，如表1為初定的加熱器參數(shù)。

表1 初定加熱器參數(shù)

1.2 化霜能力驗(yàn)證

1）測試地點(diǎn)：冰箱型式實(shí)驗(yàn)室。

2）測試方法及條件：依據(jù)WHP-QB-08-102 惠而浦（中國）冰箱7天長時間內(nèi)部化霜技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，測試環(huán)境溫度：32 ℃、85 %相對濕度，測試電壓：額定電壓的0.85倍電壓，額定頻率測試。

3）測試方法簡述：

①冷藏溫度：3 ℃；冷凍溫度：-18 ℃。

②開關(guān)門時間要求：

第一階段：總長一小時，冷藏開20次，冷凍開5次。

第二階段和第一階段之間的時間差：3 h。

第二階段：總長一小時，冷藏開20次，冷凍開5次，第三階段和第二階段之間的時間差：3 h。

第三階段：總長一小時，冷藏開20次，冷凍開5次。

第四階段：總長一小時，冷藏開20次，冷凍開5次，第四階段和第三階段之間的時間差：3 h，第四階段結(jié)束后，關(guān)門穩(wěn)定11.5 h。

③開關(guān)門開門方法要求：

開門的角度至少要75°，最大90°。對于有抽屜門的，抽屜門至少拉出80 % 。冷藏室開門周期為三分鐘一個。在冷藏室，保持門開30 s，然后關(guān)2 min 40 s。冷凍室開門周期為12 min一個。在冷凍室，保持門開20 s，然后關(guān)門11 min 40 s。

4）檢查要求：

以上重復(fù)7天，在第七天做完后，強(qiáng)制化一次霜后檢查，要求蒸發(fā)器及其周圍無實(shí)冰。

5）化霜能力測試結(jié)果見表2。

從表2看出，方案1蒸發(fā)器左側(cè)、排水口等地方存在實(shí)冰。 如果排水口處有冰，不能及時融化掉，那么長時間運(yùn)行后，排水口會被冰堵實(shí)，導(dǎo)致化霜水無法從排水口處流走，水會溢出到箱體里面形成大量積冰，影響冰箱正常使用。

表2 方案1和2化霜能力測試結(jié)果

雖然方案2能通過化霜能力驗(yàn)證，但方案2比方案1加熱器功率要高出40 W，我們知道管路形狀一定的情況下，功率越高，單位功率密度越大，那么單位面積發(fā)熱量越大，則其表面溫度會過高。此時加熱器在烘烤加熱器周圍塑料制件，例如箱膽和風(fēng)道蓋板等。熱量累積到一定程度，會出現(xiàn)明火，可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。為此需要驗(yàn)證加熱器表面溫度是否偏高，暫時以360 ℃為標(biāo)準(zhǔn)來考核。

1.3 表面溫度測試

1.3.1 測試方法簡述：

按照GB 4706.13-2014 家用和類似用途電器的安全、制冷器具冰淇淋機(jī)和制冰機(jī)的特殊要求，在25 ℃環(huán)境溫度下，直接使用1.1倍額定電壓給化霜加熱器通電，直到熔斷器燒斷為止。在加熱管、熔斷器等位置布置熱電偶監(jiān)控其表面最熱溫度值。

如圖1為方案1在給加熱器通電過程中，其表面溫度曲線，其最熱溫度為324 ℃。

圖1 方案1表面溫度測試曲線

如圖2是方案2在加熱器通電過程中，其最熱點(diǎn)表面溫度曲線，其最熱溫度為363 ℃。

圖2 方案2表面溫度測試曲線

由于方案2表面溫度超過360 ℃，可認(rèn)定其功率偏高，是存在安全風(fēng)險的，為此需要進(jìn)一步降低加熱器功率，來達(dá)到降低其表面溫度的目的，如表3。

表3 方案3加熱器參數(shù)

我們按照1.2和1.3.1方法對方案3進(jìn)行重新驗(yàn)證，測試結(jié)果如表4。

表4 方案3測試結(jié)果

方案3的表面溫度臨近360 ℃，需要進(jìn)一步降低其表面溫度，在干燒過程中，隨著時間推移，加熱器表面溫度在逐漸升高，如果熔斷器能提前斷開，加熱器表面溫度會同比有一定下降?？梢越档腿蹟嗥鲾嚅_溫度為72 ℃，如表5為方案4加熱器參數(shù)。

表5 方案4加熱器參數(shù)

熔斷器斷開只會在一些故障情況下發(fā)生，所以在正常使用過程中，熔斷器是不會工作的，故降低熔斷器溫度是不會影響冰箱正?；芰?，所以不需要再次驗(yàn)證方案4的化霜能力的，經(jīng)過測試方案4的表面最高溫度為 326 ℃。

1.4 所有方案數(shù)據(jù)總結(jié)

從表6數(shù)據(jù)總結(jié)，方案4為最佳方案，其加熱功率可以兼顧化霜能力和加熱安全問題，可知選用加熱器不一定就是選用功率高的，選用功率高化霜效果固然很好，但是可能會引起加熱安全問題。偏低的加熱功率，會導(dǎo)致化霜效果不佳，導(dǎo)致冰箱不能正常使用，引起用戶投訴。

表6 數(shù)據(jù)總結(jié)

2 結(jié)論

本文主要以實(shí)際工作案例來闡述如何選用合適功率的化霜加熱器，只有兼顧到化霜效果和加熱安全問題的加熱器，才能作為無霜冰箱的化霜加熱器，冰箱開發(fā)者需要匹配好合適功率加熱器，給消費(fèi)者帶來一個安全適用的無霜冰箱。