畢業(yè)論文- 新型材料和技術(shù)在船舶伙食冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器結(jié)霜中的應(yīng)用

1、 大學(xué)裝訂線畢業(yè)論文二一二年五月 新型材料和技術(shù)在船舶伙食冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器結(jié)霜中的應(yīng)用專業(yè)班級：輪機管理2008級3班姓 名： 指導(dǎo)教師： 輪機工程學(xué)院新型材料和技術(shù)在船舶伙食冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器結(jié)霜中的應(yīng)用內(nèi)容摘要摘要：“育鯤”輪伙食冷藏系統(tǒng)蒸發(fā)器出現(xiàn)結(jié)霜問題嚴重，針對這一問題，本文將采集各個庫的結(jié)霜情況，結(jié)合“育鯤”輪冷庫的融霜裝置工作狀況，介紹伙食冷庫系統(tǒng)結(jié)霜的原理，分析伙食冷藏系統(tǒng)各庫結(jié)霜嚴重的原因，以及結(jié)霜嚴重將會對“育鯤”輪伙食冷庫系統(tǒng)產(chǎn)生的危害，進而介紹幾種新型的蒸發(fā)器除霜和延緩蒸發(fā)器結(jié)霜的技術(shù)來解決以上問題，并探討將這些技術(shù)應(yīng)用到“育鯤”輪的伙食冷藏系統(tǒng)的可行性。關(guān)鍵詞：蒸發(fā)器 結(jié)霜

2、除霜ABSTRACT：Heavy frost generated on evaporators in food refrigeration system on YUKUN ship, as for this trouble, this thesis will gather specific frosting situation; introduce frost melting devices and their working conditions, quote frosting theory so as to analyze why frost would form on evaporato

3、r and the harm it will do to refrigeration system, moreover, introduce several new kinds of defrosting and delay frosting technologies to solve the problem, and the feasibility analysis of these technical innovations applied on training ship YUKUNs food refrigeration system. Keywords: evaporator fro

4、sting defrosting目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc3230250241 引言 PAGEREF _Toc323025024 h 3HYPERLINK l _Toc3230250252 “育鯤”輪伙食冷藏系統(tǒng)蒸發(fā)器出現(xiàn)的問題 PAGEREF _Toc323025025 h 3HYPERLINK l _Toc3230250262.1 “育鯤”輪冷庫蒸發(fā)器結(jié)霜嚴重 PAGEREF _Toc323025026 h 3HYPERLINK l _Toc3230250272.2 結(jié)霜嚴重給伙食冷藏系統(tǒng)帶來的危害 PAGEREF _Toc323025027 h

5、 5HYPERLINK l _Toc3230250282.3 “育鯤”輪伙食冷藏系統(tǒng)結(jié)霜嚴重給船舶帶來的害處 PAGEREF _Toc323025028 h 6HYPERLINK l _Toc3230250293 “育鯤”輪伙食冷庫系統(tǒng)結(jié)霜嚴重的分析 PAGEREF _Toc323025029 h 6HYPERLINK l _Toc3230250303.1 結(jié)霜機理 PAGEREF _Toc323025030 h 6HYPERLINK l _Toc3230250313.2 伙食冷庫系統(tǒng)結(jié)霜影響的因素 PAGEREF _Toc323025031 h 7HYPERLINK l _Toc323025

6、0323.3 “育鯤”輪伙食冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器結(jié)霜嚴重的原因 PAGEREF _Toc323025032 h 7HYPERLINK l _Toc3230250334 “育鯤”輪伙食冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器結(jié)霜嚴重的解決辦法 PAGEREF _Toc323025033 h 8HYPERLINK l _Toc3230250344.1 伙食冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器的除霜 PAGEREF _Toc323025034 h 8HYPERLINK l _Toc3230250354.1.1 常用的伙食冷庫除霜方法介紹 PAGEREF _Toc323025035 h 8HYPERLINK l _Toc3230250364.1.2 常用

7、除霜控制的介紹 PAGEREF _Toc323025036 h 9HYPERLINK l _Toc3230250374.1.3“育鯤”輪冷庫制冷系統(tǒng)的融霜方式與控制方法 PAGEREF _Toc323025037 h 10HYPERLINK l _Toc3230250384.1.4 幾種新型除霜方法的介紹 PAGEREF _Toc323025038 h 11HYPERLINK l _Toc3230250394.2 延緩結(jié)霜技術(shù) PAGEREF _Toc323025039 h 11HYPERLINK l _Toc3230250404.2.1伙食冷庫常用延緩結(jié)霜的方法 PAGEREF _Toc32

8、3025040 h 11HYPERLINK l _Toc3230250414.2.2強親水性涂料制作親水表面抑制結(jié)霜方法 PAGEREF _Toc323025041 h 12HYPERLINK l _Toc3230250424.2.3超疏水低粘著銅表面制作蒸發(fā)器表面抑制結(jié)霜方法 PAGEREF _Toc323025042 h 12HYPERLINK l _Toc3230250434.2.4自然對流下含納米SiO2涂層表面抑霜方法 PAGEREF _Toc323025043 h 12HYPERLINK l _Toc3230250444.2.5使用NiCrOxNy納米涂層表面抑制結(jié)霜方法 PAGE

9、REF _Toc323025044 h 14HYPERLINK l _Toc3230250454.3 除霜或延緩結(jié)霜方法應(yīng)用于“育鯤”輪的可行性分析 PAGEREF _Toc323025045 h 175 HYPERLINK l _Toc323025046結(jié)論與展望 PAGEREF _Toc323025046 h 17HYPERLINK l _Toc323025047參考文獻 PAGEREF _Toc323025047 h 17HYPERLINK l _Toc323025048致謝 PAGEREF _Toc323025048 h 171 引言隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們

10、對冷凍、冷藏食品的依賴越來越高，食品冷凍冷藏的目的是盡量減少或者避免各種營養(yǎng)成分的破壞和損失，保持食品的新鮮度和營養(yǎng)價值。但是由于目前我國的技術(shù)手段的弊端和人們對冷凍冷藏意識的淡薄，使得食品在冷凍冷藏過程中損耗相當(dāng)嚴重，這對一個人口多和人均占有量相對較低的發(fā)展中國家來說，如何提高其冷藏利用率將關(guān)系到人民生活水平的進一步提高和國家經(jīng)濟發(fā)展的進程，所以食品的冷凍冷藏值得關(guān)注、前景廣闊。能源問題是當(dāng)今社會的熱門的話題之一，隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求將會進一步增大，所以能源問題必將成為制約各國經(jīng)濟發(fā)展的障礙。從今年我國電力不斷漲價的呼聲中我們更能感覺得到，對于我們這樣一個能源相對匱乏，能源需

11、求量不斷增加的發(fā)展中國家來說，能源利用率將意味著什么。目前我們可以看到各個國家的競爭還表現(xiàn)在能源的控制和利用上，所以我們國家必須在堅持不斷開拓能源海外市場的同時合理利用能源，做到開發(fā)與節(jié)約并重，提高能源的利用效率勢在必行。冷凍冷藏就是將食品置于低溫(0或者低于0)的環(huán)境中，使得一般的易腐食品能夠獲得較長時間的儲藏，但是作為流通中樞的冷庫來說，目前的能耗消耗相當(dāng)大。標(biāo)準(zhǔn)冷庫的能耗分配應(yīng)該是制冷系統(tǒng)68，辦公及辦公設(shè)備4，照明11,蓄電池充電4，其他用電13 % 。而以往的冷庫在設(shè)計時廣泛采用靜態(tài)集中參數(shù)法甚至預(yù)留一部分裕量，造成設(shè)計參數(shù)和實際生產(chǎn)不相匹配，導(dǎo)致能源利用率低，生產(chǎn)成本過高。另外我國

12、的冷庫還廣泛存在智能化程度低，管理不規(guī)范，機械2 “育鯤”輪伙食冷藏系統(tǒng)蒸發(fā)器出現(xiàn)的問題2.1“育鯤”輪冷庫蒸發(fā)器結(jié)霜嚴重（結(jié)合照片和文字解釋等）2.2 結(jié)霜嚴重給伙食冷藏系統(tǒng)帶來的危害在船舶伙食冷庫制冷裝置中，往往是采用翅片管蒸發(fā)器作為集中冷源為被冷卻空間提供冷量，當(dāng)蒸發(fā)器外側(cè)空氣溫度同時低于露點溫度和零攝氏度時，翅片管表面將會出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象。結(jié)霜對翅片管蒸發(fā)器的性能有重要影響。由于霜的導(dǎo)熱性較差，霜層增加了空氣側(cè)的換熱熱阻，同時霜層也會堵塞空氣流道，增大空氣的流動阻力和風(fēng)機功耗，影響空氣流量，最終導(dǎo)致制冷能力下降。顧永明（1）等針對R404制冷系統(tǒng)結(jié)霜工況和無霜工況做了對比實驗研究，得出以下

13、結(jié)論：( 1)當(dāng)霜層厚度為1.5mm時，無霜工況的傳熱系數(shù)比結(jié)霜工況的傳熱系數(shù)大，5時兩者相差最大，為13.6W /(m2( 2)當(dāng)霜層厚度為1.5mm時，結(jié)霜工況下制冷量和COP比無霜工況都有減少，制冷量和COP分別最大減少了11.9和5.9結(jié)霜的出現(xiàn)還會迫使蒸發(fā)器溫度下降，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的運行工況改變，最終由于制冷系統(tǒng)運行工況惡化而不得不進行周期性化霜。這種附加的化霜工作不僅中斷了制冷循環(huán)還需通過增加能耗使結(jié)霜消除。再者，霜的產(chǎn)生源于冷庫中的水蒸汽，因此，霜的產(chǎn)生即意味著冷庫濕空氣含濕量的降低，冷藏的物品如:鮮果、蔬菜、魚和肉等，風(fēng)干就在所難免，這會對食品的口味和營養(yǎng)價值帶來很大的損害。因此

14、，對蒸發(fā)器結(jié)霜狀況進行理論分析和對蒸發(fā)器融霜、延緩結(jié)霜問題的研究是非常必要的。2.3“育鯤”輪伙食冷藏系統(tǒng)結(jié)霜嚴重帶來的害處經(jīng)過與大管輪和大廚的探討和交流，了解到“育鯤”輪伙食冷藏系統(tǒng)蒸發(fā)器結(jié)霜嚴重導(dǎo)致了冷凍、冷藏食品包括肉、魚、新鮮蔬菜等出現(xiàn)了不同程度的損害，食品的口感較原來差很多，這就使原本高價買來的營養(yǎng)價值高、新鮮程度好的食品沒有物盡其用。同時，為改善此種情況，有時冷庫不得不進行額外的人工除霜和電熱融霜，人工除霜無疑加重了船舶工作人員的負擔(dān)，低溫的肉庫在除霜時需要較長時間的工作，工作環(huán)境極不舒適，對身體有一定程度的傷害。電熱融霜有時不能很合適的選擇最佳除霜時間和除霜結(jié)束點，除霜時間長則額

15、外增加熱負荷，不節(jié)能，不經(jīng)濟；除霜時間短則導(dǎo)致霜層不能除凈，蒸發(fā)器下部留有大面積厚的霜層，低溫的霜層將融霜泄水口凍裂、凍壞，損壞船舶設(shè)備。綜合上述的各種危害分析，研究有效、高效節(jié)能的除霜技術(shù)和延緩結(jié)霜涂層或材料來解決上述問題是極有意義的。 3 “育鯤”輪伙食冷庫系統(tǒng)的結(jié)霜分析3.1結(jié)霜機理霜的形成過程是由水蒸汽直接形成冰晶的過程，它符合結(jié)晶的一般規(guī)律，若從其外部特征以及結(jié)晶生長的機理可分三個階段。初始期從冰核的形成直到壁面冷卻冰核與空氣隙組成的覆蓋為止。由于固體表面吸附水蒸汽分子，并在一定尺寸的表面粗糙度上構(gòu)成具有某一最小臨界半徑的凝華核心上，才能成長冰核（2），因此凝華形成冰核必須具有的內(nèi)因

16、是水蒸汽的溫度及其分壓力，其外因是壁面性質(zhì)、粗糙度、溫度等等。根據(jù)晶體生長的原理可知，任何固體表面由于結(jié)構(gòu)上的缺陷而存在能量上的不均勻性。不均勻性這一特征用表面勢能表示。水蒸汽分子受表面勢能作用層的吸引而被吸附到壁面上。由于水蒸汽分子和壁面的溫度不同，在壁面間的能量傳遞使得分子的動能下降直至趨于零。在低溫并具有一定粗糙的壁面上，凝華成冰晶的晶體群形成樹枝狀的晶體復(fù)合物。它又作為后續(xù)冰晶形成的凝華核心。根據(jù)在汽相生長系統(tǒng)中結(jié)晶的相變驅(qū)動力理論，要進行凝華這一相變，水蒸汽在凝華核心處必須處于過飽和狀態(tài)。相變驅(qū)動力為g=RT式中，g單個原子的相變驅(qū)動力，P1遠離冷壁面的蒸汽分壓力P0相變驅(qū)動力愈大，

17、在汽相生長系統(tǒng)中均勻成核的冰核臨界半徑愈小，也就是愈易于形成冰核。以上基于物理基礎(chǔ)的理論有助于我們理解形成冰核的有關(guān)條件及其作用，初始階段終止于整個壁面完全覆蓋了霜層為止。（1）生長期在霜層的冰晶上再結(jié)晶，具有一定的霜層生長速率。在這一階段霜層增厚的速率dxdt.取決于濕空氣的濕度、溫度、流速、流動方向以及霜層表面溫度、霜的密度、導(dǎo)熱系數(shù)等等。換句話說霜層生長的快慢及其結(jié)構(gòu)決定于流向霜表面以及擴散進入終止期由于霜層增厚致使霜表面溫度增高到不再結(jié)霜或霜表面溫度被濕空氣加熱到高于冰點。在霜層不再增厚的終止期，霜表面溫度若高于冰點，則霜會融解掉一薄層，則水將滲入霜層中結(jié)冰，以提高導(dǎo)熱系數(shù)。若冰殼上的

18、溫度低于凝華溫度，新的霜層又會在冰膜上重新增加起來又進入生長期，若在冰殼上只發(fā)生水蒸汽冷凝，這就屬于膜層凝結(jié)的傳熱問題。3.2伙食冷庫系統(tǒng)結(jié)霜影響的因素大體說來, 影響結(jié)霜速率主要有以下三個方面的因素（3）: 環(huán)境工況、換熱器的形狀以及換熱器冷壁表面狀況環(huán)境工況對結(jié)霜速率的影響環(huán)境工況指的是環(huán)境空氣的溫度、濕度、空氣流速以及換熱器的壁溫等，其中環(huán)境空氣溫度低和濕度大是兩大促進結(jié)霜的因素。改變環(huán)境工況中的任何一個因素, 其結(jié)霜速率明顯不同。換熱器形狀對結(jié)霜速率的影響換熱器的形狀不同, 對霜生長速率的影響也不一樣。當(dāng)換熱面積相同時, 簡單形狀換熱器(如平板、圓管、平行板、圓形管等)的結(jié)霜速率要大大

19、低于復(fù)雜形狀換熱器(如翅片管)的結(jié)霜速率。對同一種換熱器而言, 沿氣流方向的不同位置, 其結(jié)霜速率也不一樣, 一般在入口氣流處霜生長速率明顯高于出口氣流處結(jié)霜速率。另外, 不同翅片形狀的換熱器的結(jié)霜速率也不一樣, 換熱強的表面明顯高于換熱弱的。換熱器的冷壁表面狀況對結(jié)霜速率的影響霜層形成和霜層結(jié)構(gòu)機理的觀察和研究表明: 霜層形成開始和形成過程除與環(huán)境參數(shù)有關(guān)外,還與冷壁表面狀況有關(guān)。根據(jù)冰核生長理論:冰晶在壁面上是以球冠狀與壁面粘著的,能夠形成冰核的最低條件是壁面溫度低于濕空氣水蒸氣分壓力所對應(yīng)的飽和溫度,并要使壁面溫度低于0 。冰核對壁面粘著力的大小與接觸面積和表面粗糙度有關(guān)。由于水分子為極

20、性,冷壁金屬表面也為極性,因而水分子極易吸附到冷壁表面結(jié)霜。另外,換熱表面越粗糙,越易形成霜生長初期所要的冰核,從而也就加劇了霜的形成3.3“育鯤”輪伙食冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器結(jié)霜嚴重的原因經(jīng)過咨詢大管輪孫廣輝老師與自己的單獨分析思考，得出“育鯤”輪伙食冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器結(jié)霜嚴重的原因主要有3點： = 1 * GB2 采購的新鮮肉類和蔬菜中含水量太大，這導(dǎo)致了冷庫中的含水量大大增加，相對濕度很大，這是目前“育鯤”輪伙食冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器結(jié)霜嚴重的最主要因素。 = 2 * GB2 “育鯤”輪作為一艘教學(xué)實習(xí)船舶擁有其獨特的特點，人員多，伙食冷庫大，在準(zhǔn)備船員和學(xué)生的飲食時，要頻繁且長時間從冷庫內(nèi)向外搬運冷凍食品

21、，為了學(xué)生和廚師的安全（防止冷劑泄漏引發(fā)事故）以及方便，搬運冷凍食品時會將冷庫門長時間敞開，這無疑增加了額外的熱負荷，外界空氣的進入也同時帶來了水蒸汽，使冷庫的濕度增加，最終增大了結(jié)霜的機會。 = 3 * GB2 長時間觀察壓縮機工作發(fā)現(xiàn)壓縮機的高壓和低壓（配合數(shù)據(jù)采集和圖像）均偏低，分析其原因為制冷劑量少導(dǎo)致蒸發(fā)壓力低，最終造成局部過冷結(jié)霜。4 “育鯤”輪伙食冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器結(jié)霜嚴重的解決辦法冷庫是食品冷凍加工、儲存與流通的重要設(shè)施，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。能源是國家經(jīng)濟建設(shè)的基本條件之一，節(jié)約能源是國家經(jīng)濟建設(shè)的長遠戰(zhàn)略方針。作為耗能大戶的冷庫，搞好節(jié)能工作將對冷庫使用的經(jīng)濟效益提高發(fā)揮重

22、要作用。因此分析、研究并最終完善冷庫行業(yè)制冷系統(tǒng)結(jié)霜問題，探討制冷系統(tǒng)操作運行中的節(jié)能措施與方法，引進先進的除霜方法和延緩結(jié)霜技術(shù)并應(yīng)用于冷庫系統(tǒng)當(dāng)中去，對節(jié)約能源、降低冷庫使用的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益具有很大的現(xiàn)實意義。為最終解決冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器結(jié)霜嚴重的問題，我們從采取有效措施對蒸發(fā)器進行除霜和引進先進技術(shù)延緩蒸發(fā)器結(jié)霜兩個方面入手，以期最終目標(biāo)得以實現(xiàn)。4.1 伙食冷庫系統(tǒng)蒸發(fā)器的除霜4.1.1常用的伙食冷庫除霜方法介紹適時地進行除霜，準(zhǔn)確地控制蒸發(fā)器運行和除霜循環(huán)中除霜的時間和次數(shù)，是維持低溫冷庫正常運行的關(guān)鍵。除霜效果的優(yōu)劣亦是充分發(fā)揮制冷設(shè)備能力，減少維修費用，節(jié)約用電和保證溫、濕度

23、要求的關(guān)鍵。目前對于蒸發(fā)器盤管表面除霜方法主要有停機人工除霜、淋水除霜方式、電熱除霜方式和熱氣除霜等。停機除霜方式當(dāng)系統(tǒng)需要除霜時，停止運行一定時間，利用周圍環(huán)境中的熱量，使蒸發(fā)溫度恢復(fù)到0以上，將結(jié)在蒸發(fā)器表面的霜層融化掉，這是一種最簡單的辦法。融霜結(jié)束后，重新啟動制冷系統(tǒng)進行工作。此除霜方式最大的優(yōu)點在于方法簡單，而且淋水除霜方式這種方式是在冷卻盤管、肋片表面淋水以加熱管道。即使對于大容量盤管也能在很短時間內(nèi)把結(jié)霜除去，并且系統(tǒng)簡單價格便宜。但是如果淋水后不能及時把余水除凈，反而會在下一除霜進程中加快結(jié)霜的速度。當(dāng)淋水溫度過高時，淋水時產(chǎn)生的熱蒸汽會在用冷單元的表面上結(jié)露或結(jié)冰，增大冷單元

24、表面的傳熱熱阻。合適的淋水溫度應(yīng)在1820電熱除霜方式電加熱除霜是用電加熱提供化霜熱量，多用在翅片管式冷風(fēng)機上，適合于小型制冷裝置或單個庫房。電加熱元件附在翅片管上，為了防止融化后的水在排出庫房之前再次結(jié)冰，融化后的水應(yīng)及時排至庫外，還必須在接水盤和排水管上纏繞帶狀加熱器。化霜時，壓縮機和冷風(fēng)機風(fēng)扇停止運行，關(guān)閉電磁閥，電加熱器開始供電加熱化霜。化霜結(jié)束后，壓縮機啟動運行，加熱繼電器停止給電加熱，電磁閥打開，制冷劑進入蒸發(fā)器。電加熱除霜具有系統(tǒng)簡單、除霜完全、實現(xiàn)控制簡單的優(yōu)點，在小型裝置上廣泛采用，但缺點是耗電多，不宜在大型裝置上采用。熱氣除霜方式利用壓縮機排出的高溫氣體的熱量進行除霜，利用

25、制冷系統(tǒng)壓縮機排氣管和蒸發(fā)器與毛細管之間的旁通回路，將壓縮機的高溫排氣直接引入蒸發(fā)器中，通過壓縮機排氣熱量將蒸發(fā)器的霜層融化。除霜時，風(fēng)扇停止運行，除霜的熱量來源為壓縮機所消耗的電力和壓縮機殼體的蓄熱量兩部分。與其它方式相比其差異是直接從冷卻盤管內(nèi)向外傳出熱量，因此能夠快速除霜。綜上所述，前三種除霜方法都是從冷卻管外加熱除霜，效率低，能耗大。而熱氣除霜最大的優(yōu)點在于對霜層的加熱是在翅片管內(nèi)進行的，霜容易從冷卻表面脫落，所以實際融霜的熱量比理論值小得多。同時，翅片管上霜層的融化由內(nèi)向外，在融霜的初期，無水蒸汽向蒸發(fā)器外溢，只有當(dāng)霜層融化脫落后，翅片管上的熱量才會向外輻射，但此時已處于除霜的結(jié)束階

26、段，因此是一種節(jié)能的除霜方式。有關(guān)的實驗數(shù)據(jù)表明，在相同的除霜工況下，熱氣除霜所需的能耗只是電加熱方法及水噴淋法所需能耗的13。很顯然，熱氣除霜是眾多方法中最節(jié)能的。所以，雖然熱氣除霜操作復(fù)雜，且只適用于制冷劑直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，但從節(jié)能的角度考慮，還是應(yīng)該大力推廣與應(yīng)用。但這種方式也存在三個問題，一是進入壓縮機吸氣口的制冷劑中含有液體，易使壓縮機造成液擊，縮短其使用壽命。二是吸氣壓力提高，使壓縮機壓縮比降低，壓縮機吸氣側(cè)制冷劑的比容減少，制冷循環(huán)量增加，使壓縮機的運轉(zhuǎn)電流和噪音增大。三幾種常用除霜方法優(yōu)缺點對比除霜方法優(yōu)點缺點停機除霜簡單易行不消耗額外能量冷庫溫度低時除霜不徹底淋水除霜操作簡單

27、，解決蒸發(fā)器表面霜層對傳熱影響除霜余水要妥善處理，否則會起反作用電熱除霜系統(tǒng)簡單，除霜完全，易于實現(xiàn)控制耗電多熱氣除霜由內(nèi)而外除霜，節(jié)能設(shè)備復(fù)雜，操作管理麻煩4.1.2常用除霜控制的介紹目前用于低溫制冷設(shè)備的除霜控制有以下幾種：(1)定時除霜法這是早期除霜控制所采用的一種方法，機組設(shè)定了固定的循環(huán)時間，不管環(huán)境條件如何，時間一到，機組即轉(zhuǎn)入除霜循環(huán)，為防止蒸發(fā)器上過多結(jié)霜，其時間的設(shè)定往往考慮了最惡劣的環(huán)境條件，這種方法難以適應(yīng)不同的工作條件，將會產(chǎn)生不必要的除霜動作，影響制冷機組的效率。(2)時間溫度(壓力)法這是目前制冷機組用的較為普遍的一種除霜控制方法，隨著霜層的增加，機組工作的蒸發(fā)溫度

28、(壓力)會相應(yīng)下降，蒸發(fā)器翅片管的溫度也會下降，因此，設(shè)定一個蒸發(fā)溫度(壓力)或蒸發(fā)器翅片管的溫度值及一個與上次除霜的時間間隔值，當(dāng)傳感器感受的溫度(壓力)及機組制冷工作時間均達到設(shè)定值時，開始進行除霜循環(huán)。機組的制冷工作時間可根據(jù)具體條件改變。通過感受翅片管的溫度達到某一值時結(jié)束除霜循環(huán)。這種方法較定時除霜有所進步，但仍未克服除霜控制對機組工作條件適應(yīng)性差的缺點，仍會產(chǎn)生不必要的除霜。(3)空氣壓差控制除霜法由于結(jié)霜及霜層增長，加大了流過蒸發(fā)器的氣流阻力，蒸發(fā)器兩側(cè)空氣壓差增大，通過測量蒸發(fā)器兩側(cè)空氣壓差，在壓差達到一個預(yù)定值時開始進行除霜。這種方法可實現(xiàn)根據(jù)需要除霜，但在蒸發(fā)器表面有異物遮

29、擋或嚴重積灰時會出現(xiàn)誤動作。(4)霜層傳感器控制除霜法蒸發(fā)器上的霜層情況可由光電或電容探測器直接監(jiān)測。用一個光源配套探測器或?qū)⒁粚﹄娙菅b在盤管上，當(dāng)霜層擋住光源或改變了介電常數(shù)時，電路將此信號變化為除霜觸發(fā)信號，但因它要牽涉到很穩(wěn)定的高增益放大器和很高的頻率以及傳感器價格高等諸多限制因素，因而在實際機組上難以應(yīng)用。(5)聲音振蕩器控制除霜由于共鳴頻率與質(zhì)量有關(guān)，隨著霜層的積累，共鳴頻率就發(fā)生顯著的變化，通過監(jiān)測安裝在蒸發(fā)器內(nèi)的聲音振蕩器的共鳴頻率來推知霜層厚度，以控制除霜動作，這種裝置的造價高。= 6 * GB2最佳除霜時間控制法在說明書中提到的認定最佳除霜時間的基礎(chǔ)上，根據(jù)最佳除霜時間與實際

30、除霜時間的差異判斷除霜控制是否正確，進而確定機組制冷工作時間和除霜控制信號的發(fā)出。但此法也存在兩個問題:一是最佳除霜時間的確定會因具體條件的不同而不同;二是難以處理天氣突變的情況。4.1.3“育鯤”輪冷庫制冷系統(tǒng)的融霜方式與控制方法（咨詢孫老師，除霜怎么除，什么時候除，除到什么樣，用什么方式的除霜控制。優(yōu)缺點陳述，配解釋，可以的話用畫圖軟件畫圖和拍照片等）4.1.4幾種新型除霜方法的介紹= 1 * GB2外加高壓靜電場改變結(jié)霜形態(tài)的除霜方法由于水分子具有很強的極性，而結(jié)霜又是一種水分子的遷移過程，所以可以推斷，外加電場必然會對結(jié)霜產(chǎn)生影響。當(dāng)霜晶生長時，在晶體的周圍外加一個較強的電場，而在晶體

31、的突出點處，電場將會更強。由于水分子有內(nèi)在的電極化性能，所以電場的存在將使水分子進一步極化。如果電場有很強的梯度，那么被極化的水分子會被沿著電場方向吸引。在高壓電場的作用下，冰柱被拉向電極的方向生長，并且冰柱細長、易碎，在自身重力的作用下更易折斷從而使霜層的厚度降低。所以，電場的存在能夠影響霜層的厚度。另外，局部還存在強烈地放電現(xiàn)象，因而，電擊作用也導(dǎo)致了霜層厚度的降低和結(jié)霜量的減少。北京工業(yè)大學(xué)張新華在其碩士學(xué)位論文中對結(jié)霜量的研究表明，電場的存在能夠減少結(jié)霜量，當(dāng)E=12kV/cm時，結(jié)霜量減少最多，達到了17.1 %。由于船上的壓縮空氣比較充足，而且管路安排的問題也不難解決，因此，在外加

32、高壓電場的同時再配合適當(dāng)壓力的壓縮空氣對結(jié)霜進行吹逐，我們有理由相信除霜的效果將會更好。（自己查此種除霜方式的缺點）（看看能不能用solid works畫圖軟件畫個圖）= 2 * GB2超聲波除霜技術(shù)目前常用的電熱和熱水除霜方法都有會導(dǎo)致冷庫溫度波動、耗能高的問題，用超聲波除霜的方法能達到連續(xù)運行不停機除霜的效果，并達到穩(wěn)定庫溫、節(jié)約能源的目的。試驗結(jié)果表明（4）在冷風(fēng)機上采用超聲波除霜是可行的，40 m2冷風(fēng)機化霜的功率為4. 5Kw，而超聲波除霜只需30 W。采用超聲波除霜時可防止冷庫內(nèi)空氣中的水汽結(jié)霜，維持庫內(nèi)的相對濕度，為果蔬的保鮮提供有利的環(huán)境條件而且采用橫波除霜的效果優(yōu)于縱波，采用

33、縱、橫聯(lián)合的方法可以獲得最優(yōu)的除霜效果并且可以根據(jù)冷風(fēng)機交換而積的大小采用雙聲源或多聲源縱橫聯(lián)合除霜技術(shù)。（自己查4.2延緩結(jié)霜技術(shù)4.2.1伙食冷庫常用延緩結(jié)霜的方法= 1 * GB2降溫期間，控制庫門頻繁開啟。開門次數(shù)過多將造成滲入空氣的熱負荷增加，使冷庫超載，延長壓縮機運轉(zhuǎn)時間，電耗量增加，使產(chǎn)品的單位成本增高。同時也易使蒸發(fā)器結(jié)霜過多，延長除霜時間。冷庫中冷風(fēng)機盤管結(jié)滿冰霜之后，盤管熱阻增加，影響制冷效果。使冷庫內(nèi)溫度不易下降，影響食品的周轉(zhuǎn)和品質(zhì)。因此，食品進、出庫時，冷庫門不能大開，同時要求食品快進、快出，門要快開、快關(guān)，做到隨手關(guān)門，以減少外界熱量流入庫內(nèi)。= 2 * GB2嚴禁

34、不符合規(guī)范包裝的產(chǎn)品入庫，如果包裝物材質(zhì)的熱傳能力比較差，將阻礙物品內(nèi)部的熱量傳出，延長冷凍時間;嚴防產(chǎn)品帶入過多水分，避免因凍結(jié)而損壞制冷部件。因此對于含水分較多的食物，如果要進冷庫冷藏的話，最好用包裝材料如塑料袋將其包住，這樣既可以避免食物風(fēng)干，又可以減少冷庫內(nèi)的水分。4.2.2強親水性涂料制作親水表面抑制結(jié)霜方法本方法利用研制的親水性涂料，涂抹在蒸發(fā)器銅管上，通過改變結(jié)霜表面的性質(zhì)來抑制結(jié)霜，北京工業(yè)大學(xué)王洪燕等人（5）在所做的對比實驗中研究表明，自行研制的親水性涂層具有明顯的抑霜效果，涂有親水性涂料的蒸發(fā)銅管會比同等條件下的紫銅管出現(xiàn)初始結(jié)晶晚約3個小時，成霜速率慢，而且最終會使結(jié)霜量

35、減少將近40以上，結(jié)霜松散易脫落，加少量的風(fēng)量后很容易除去。此種方法同樣存在親水性涂層研制困難，而且研制出的涂層也大多存在易揮發(fā)，易吸水膨脹使附著力逐漸變?nèi)?，反?fù)使用性較差的缺點。4.2.3超疏水低粘著銅表面制作蒸發(fā)器表面抑制結(jié)霜方法銅及其合金是人類應(yīng)用最早和最廣的一種有色金屬，導(dǎo)電和導(dǎo)熱性好，產(chǎn)量僅次于鋼和鋁而位居第二。但在制冷、低溫運行和戶外使用的銅制零部件中，銅由于表而能較高，水分子易吸附聚集，從而也極易結(jié)冰，嚴重影響了銅產(chǎn)品的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，給產(chǎn)品和設(shè)備的穩(wěn)定工作帶來了較大的危害。傳統(tǒng)的防覆冰方法大多基于除冰、融冰思路，如人工除冰、熱水融冰、熱點融冰等，但這些方法不能從根本上解決問題，

36、目以大量能耗為代價。為解決上述難題，本方法用噴砂處理在銅片表面形成微米級丘陵狀凹坑，再用表面氧化處理在銅片表面制備菊花花瓣狀CuO納米片。通過噴砂-表面氧化處理在銅片表面成功構(gòu)建微米-納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，這種表面氟化后與水滴的接觸角高達161，滾動角低至1,顯示出優(yōu)異的超疏水性和很低的粘著性。低溫下，具有超疏水特性的銅片表面與水滴接觸時，形成的“氣墊”可減小固體表面與水滴的接觸面積，降低表面與水滴間的熱量交換，從而減緩水分子的因此，這種經(jīng)過處理的銅片應(yīng)用在蒸發(fā)器上可使水滴不易附著在蒸發(fā)器銅管上，從而達到有效抑制結(jié)霜的效果。4.2.4自然對流下含納米SiO2涂層表面抑霜方法由于冷壁面上著霜在很大程度上

37、是一種界面現(xiàn)象，因此，冷壁面的性狀必然會對著霜過程產(chǎn)生重要影響。于是，人們一直試圖改變冷壁面的表面狀況包括施加各種涂層來抑制結(jié)霜。由于納米SiO2、納米TiO2具有超親水性等特性，因此，本方法利用納米S對比實驗研究發(fā)現(xiàn)含有納米SiO (a)紫銅表面于水滴接觸角72 (b)涂層表面與水滴接觸角28不同冷壁溫度和環(huán)境濕度下親水涂層和紫銅表面的抑霜效果進行比較，作圖如下對比圖（a）和（b）,我們可以發(fā)現(xiàn)，在較低的相對濕度下，冷壁溫度較高，抑霜效果越明顯；當(dāng)Tw=-13.9時，施加涂層后，可以使霜的厚度減少20。但是，當(dāng)Tw=-6.9時，由于涂層的作用，可以使霜層高度減小28%。對比圖（b）和（c）可

38、以發(fā)現(xiàn)，在相同的冷壁溫度下，相對濕度較小時，抑霜效果越顯著；如本組對比結(jié)果所顯示的，當(dāng)相對濕度為65%時，涂上涂層后，與紫銅表面相比，霜層厚度幾乎沒有變化，而當(dāng)相對濕度為36%時，抑此種親水涂層在壁溫不太低(一10)，環(huán)境濕度較小(45%)的條件下能夠較好的抑制霜層生長。另外，與其它涂層相比，這種涂層還有一個很大的優(yōu)點，它的使用壽命長，黏附性強，能夠非常牢固地涂在大部分的金屬表面上而不會脫落。4.2.5使用NiCrOx隨著納米科技的發(fā)展，各國對納米材料的研制加快了步伐，為各工程領(lǐng)域提供了新材料。在常規(guī)材料表面經(jīng)過納米復(fù)合的涂層，具有新特性。一些研究認為納米材料可作為新型制冷材料，可以提高制冷效

39、率。本方法選取由磁控濺射法制備而成NiC中山大學(xué)工學(xué)院梁棟等人在進行的對比實驗中，通過觀測對比NiCrOxNy納米涂層材料和未制備納米涂層材料的銅基板兩種材料，得出在實驗工況下不同時刻的結(jié)霜狀況，Ni 圖a Ni圖b 銅基板表面結(jié)霜過程對比圖a和圖b可見:= 1 * GB2當(dāng)t= 2 min時，納米涂層材料表面上的凝結(jié)水珠直徑較小，分布較密；與之相比，銅基板表面上生成的凝結(jié)水珠直徑較大，尺寸分布不均勻。= 2 * GB2當(dāng)t= 3 min時，納米涂層材料表面的凝結(jié)水珠直徑變大，仍然以過冷水的形式停留在冷表面，而銅基板表面的凝結(jié)水珠已經(jīng)被完全凍結(jié)。= 3 * GB2當(dāng)t= 4-5 min時，涂層

40、材料表面的過冷水珠才被逐漸凍結(jié)，水珠由透明色變?yōu)榘咨?，形成球冠狀冰核，隨制冷過程的推進，冷表面和周圍環(huán)境的溫度逐漸降低，水珠被完全凍結(jié)；相比之下，在此期間銅基板表面球冠狀冰核表面已經(jīng)開始有霜晶出現(xiàn)，并不斷向四周擴散。= 4 * GB2隨著時間的延長，在t為10- 60 min時，兩種冷表面上的霜層均迅速成長，這段時間內(nèi)霜層厚度與密度均增長很快，為霜層的生長階段。= 5 * GB2從t= 90 min開始，霜層變化不再明顯。在T為90-180 min這段時間里，兩種材料表面上的霜層均已成長為致密霜層，表面結(jié)箱無明顯差別，進入霜層的充分生長期。通過實驗可以明顯觀測到，納米涂層表面上的結(jié)霜過程與普通

41、銅基板表現(xiàn)出很大差異，主要體現(xiàn)在過冷態(tài)凝結(jié)水珠在納米涂層表面的停留時間較長，水珠的成長時間與合并時間較長，凍結(jié)之前的水珠直徑比普通銅基板表面的較大，水珠被凍結(jié)的時間較晚。由于普通銅基板水珠凍結(jié)與霜晶形成的時間較早，因此，在相同的時間里，其表面的霜層結(jié)構(gòu)較密實。因此，利用此種納米涂層材料作為蒸發(fā)盤管的材料可以有效的延緩結(jié)霜的時間和厚度。4.3除霜或延緩結(jié)霜方法應(yīng)用于“育鯤”輪的可行性分析（有待繼續(xù)完善語言）經(jīng)過分析和研究“育鯤”輪伙食冷庫系統(tǒng)各個庫不同的特點，決定針對不同庫采取不同的除霜或延緩結(jié)霜技術(shù)。 = 1 * GB2 菜庫（同糧庫）水汽較大，易附著在蒸發(fā)盤管上，因此可以采用超疏水低粘著銅表面