制冷系统蒸发器结霜怎么办？听听老工程师怎么讲
一、蒸发器结霜的原因
由于空气相对湿度都比较高。制冷系统正常运行时，蒸发器的表面温度远低于空气的露点温度，空气中的水分会析出而凝结在蒸发器管壁上。当管壁温度低于0℃时，水露则凝结成霜。
二、霜层对制冷系统的影响
在蒸发器表面结霜的早期，由于霜层形成时释放潜热，且增加了传热表面的粗糙度及传热面积，对蒸发器的传热能力有所加强（当管路的当量直径小于临界热绝缘半径时，霜层的积聚促进制冷剂与空气之间的换热，当其大于临界热绝缘半径时霜层阻碍制冷剂与空气之间的换热）。
随着霜层的加厚，翅片间的有效空气流通面积减少，增加了空气的流动阻力，降低了空气的流量增加了蒸发器内工质与空气间的传热热阻，因而使蒸发器的传热恶化，工质从空气的吸热能力下，降制冷量减小，冷间降温困难，制冷压缩机功耗增大，制冷效率下降。
【注】霜层的热导率只有0.3W/(m·K)左右，而铜管壁的热导率为36-49 W/(m·K）霜层的热导率远比铜管壁的热导率小。在相同厚度的情况下，霜层热阻约为铜管壁热阻的120倍以上。
由于空气向蒸发器内工质的传热能力减弱，使蒸发器内的液态工质有可能无法全部吸热气化，导致工质液体进入压缩机，造成液击，损坏压缩机。
相对湿度越大，蒸发器表面霜层厚度增加越快，翅片间空气流通面积就越容易被堵塞。随着蒸发温度的降低，霜从针形向致密形转变，霜层密度增加。
三、传统除霜方法
1、人工除霜（扫霜）
工作方式：用扫帚直接扫去冷却排管蒸发器上的霜层，或用月牙形除霜铲等专用工具对冷却排管蒸发器上的铲等专用工具对冷却排管蒸发器上的霜层进行铲除。
适用范围：光滑排管蒸发器，多用于小型冷库及排管不多的地方
效果：除霜不彻底
优点：可不停止蒸发器工作，不影响冷间降温
缺点：劳动强度大
2、自然除霜（停机除霜）
在温度不低于5℃的冷库中，可以采用自然除霜方式。它是在除霜时，令压缩机停机、使蒸发器的制冷作用停止一段时间，这期间风机仍继续运行，靠吹过蒸发器的库内空气的热焓将表面霜层化掉
3、水融霜
工作方式：利用喷水装置，向蒸发器外表面喷水，使霜层被水的热量融化并冲掉
适用范围：带有排水管道的冷风机
效果：融霜效果好
优点：时间短，操作简单，便于管理
缺点：蒸发器管道内的油污无法排出，水量消耗较大
需要有严格的技术措施，防止水对冷库造成危害
4、电加热除霜
工作方式：用电加热提供化霜热，电热元件附在翅片上，为了防止融化后的霜水在排出库房之前再结冰，还必须在接水盘和排水管上缠绕带状加热器，融化后的霜水应及时排到库外
适用范围：翅片管式冷风机，小型制冷装置或单个库房
效果：融霜效果好
优点：融霜方便，操作简单，易于实现自动化控制
缺点：消耗电能较多，冷间温度波动大，融霜时需要停止冷风机的运行，并关闭供液阀门
5、热工质气体除霜
工作方式：利用压缩机排出过热蒸汽的显热和潜热，加热并融化蒸发器外表面的凝霜层
适用范围：所有形式的蒸发器，多用于大型冷库和氨压缩制冷系统
效果：融霜效果好
优点：时间短，劳动强度低，可将蒸发器内的油和污物排出
缺点：操作较复杂，能量损失大，融霜时需停止蒸发器工作
将制冷压缩机排出的制冷剂高温过热蒸汽，经油分离器分油后引入蒸发器内，利用过热蒸汽的显热和潜热，来加热和融化蒸发器外表面的凝霜。同时，利用制冷剂过热蒸汽的压力，还可以将蒸发器内的油和污物排出。过热蒸汽放热后变为液体，同蒸发器内原有的积液一道排入排液桶或低压循环储液器中。
6、四通阀换向逆向除霜
四通阀换向，制冷系统原来的高低压部分切换，四通阀动作后，系统由正常制热循环方式切换到除霜循环，系统中各点的制冷剂状态是一个动态变化过程。与制冷系统在平衡状态下启动的动态变化过程不同。而对于除霜循环，当四通阀动作后，风侧换热器的原低压与四通阀到压缩机排气口的高压管路接通，室内换热器的高压系统与四通阀到压缩机进气口的低压管路接通，所以在除霜循环开始后系统高压侧与低压侧有一个自身的压力平衡。
【注】制冷装置正常启动时，系统从压缩机排气口到节流阀进口（包括冷凝器和高压贮液器）的高压侧压力是均衡的，从节流阀出口到压缩机吸气口（包括蒸发器和气液分离器）的低压侧压力也是均衡的。当热泵系统启动后，在压缩机的驱动下，系统高压侧和低压侧的压力分别向不同的方向一致变化。
四通阀换向逆向除霜缺点
1）四通阀换向，制冷系统原来的高低压部分切换，这使制冷系统出现“奔油”现象，降低系统的可靠性和使用寿命；
2）除霜时制冷剂要从供热系统中吸取热量用于除霜,这就造成供热水的温度急剧波动,因而影响了空调系统的舒适性；
3）从除霜开始到除霜结束,四通阀要动作两次,系统的高低压同时也切换两次再重新建立平衡,这就使系统除霜过程总的时间加长。
四、新型除霜方法
1、显热除霜
显热除霜是指利用制冷系统压缩机排气管至电子膨胀阀前的旁通回路,将压缩机的高温高压排气直接引到电子膨胀阀前,再经过电子膨胀阀的等焓节流将压缩机排气引入空气换热器中,通过压缩机排气热量将空气换热器翅片外侧的霜层除掉,同时保证制冷剂在空气换热器中只进行显热交换而不进行冷凝。
保证显热除霜运行(制冷剂在空气换热器中只降温不冷凝)的关键是除霜过程中对空气换热器中制冷剂压力进行控制。而通过控制电子膨胀阀的不同开度就可以实现对空气换热器制冷剂压力的调节。电子膨胀阀代替了传统制冷系统中的节流元件—热力膨胀阀。
除霜的过程中四通阀不需换向,这样原有因为四通阀换向除霜所带来的各种问题都得到了解决。除霜的热量来源为压缩机所做出的功和压缩机壳体的蓄热量两部分。
随着制冷剂的继续流动,制冷剂进一步降温,这时制冷剂是否会因为放出潜热而冷凝呢?从压焓图上可以看到,制冷剂不冷凝的条件是空气换热器中制冷剂压力所对应的饱和温度低于管外的霜层温度。因为这时制冷剂没有办法将它的冷凝潜热排放,最多制冷剂只能冷却到和霜层温度相等。
2、超声波除霜
蒸发器的复杂结构使得在其中传播的导波不断与界面发生反射和折射的相互作用，为使超声振动能够有效地从蒸发器铜管传递到翅片上，必须在蒸发器表面加装传振板。
当翅片表面结霜后，在霜层与翅片界面处同时出现zy和zz方向剪切应力。zy平面剪切应力对霜层具有剥离作用，而zz平面剪切应力对覆冰具有破碎作用，这两种应力分别是由Lamb波和SH波在霜层与翅片界面处因材料之间的不同产生波速差所致。当这两种应力的合力大于霜层的黏附应力时霜层脱落，达到除霜的目的。
传统逆循环除霜技术是超声除霜能耗的22-88倍，超声除霜效率约为逆循环除霜效率的7-29倍。