着霜

着霜

• 着霜対象
  下記に対し空気中水分の凝縮･氷結に因り生成
  • 0[℃]未満を保持する冷却器
  • ヒートポンプ暖房装置の室外コイル

• 着霜に伴う弊害
  • 生成遷移
    • 冷気の循環を妨害
    • 冷気･冷却管間の伝熱量が低下
    • 風量･温度の低下に併せ霜の連鎖生成が加速
  • 性能低下
    放置に因り下記を誘引
    • 交換熱量の減少が進行
    • 蒸発圧力の過剰低下
    • 圧縮機への冷媒液戻り

• 霜の熱伝達率特性
  • ρ_f[m²K/kW]:着霜厚･熱伝導率の比
  • δ[m]:着霜厚
  • λ[kW/mK]:霜の熱伝導率
    算出式:
    

• 霜の熱伝達率特性例
  着霜厚1[mm]にて換算
  • 初期生成の場合:λ=0.00014[kW/mK]
    算出式:
    
  • 長期付着の場合:λ=0.00049[kW/mK]

対策

• オフサイクル方式
  • 採択対象
    庫内温度5[℃]程度の冷蔵庫
  • 除霜遷移
    • 電磁弁に因り冷媒供給を遮断
    • 庫内温度の上昇に因り霜を融解
    • 送風に因り融解時間を短縮
    • 融解水はドレンパンに集約
    • ドレン管に因り庫外排出

• 電気ヒータ方式
  • 採択要因
    • 除霜時間に対し庫内温度の上昇が除霜温度に到達不可能な場合に採択
  • 構造
    • シースヒータを付加、通電に因り除霜
  • 付加対象
    下記に対し同時に加熱、排水機能を確保
    • 冷却管の一部配列
    • フィンコイル
    • ドレンパン
    • 排水管
  • 要項
    • 除霜時の送風機停止
    • 経年劣化への対処:低･高温の反復変化に因る絶縁耐力･耐熱性の低下
    • 漏電対策:除霜時の湿度上昇に伴う端子部位の絶縁

• ホットガスデフロスト方式
  • 採択要因
    複数冷却器の場合に採択
  • 除霜遷移
    • 除霜対象の冷却器を凝縮器の一部機能として利用
    • 圧縮機の吐出しガスを蒸発器に還流
    • 放熱に伴う液体への凝縮に要する顕熱･潜熱因り除霜
  • 弊害
    流路の変更に伴う操作の複雑化
  • 対処
    タイマ設定に因る自動除霜運転
  • 要項
    除霜時の送風機停止
  • 機能拡張に伴う除霜
    空気熱源ヒートポンプ装置
    暖房から冷房運転に切換、除霜

• 散水方式
  • 除霜遷移
    • 蒸発器への冷媒供給を停止
    • 送風機の運転停止
    • 冷却器上部に10～25[℃]の水を散布
  • 要項
    • 蒸発器への多量の冷媒残留に因り急激な圧力上昇を誘引
    • 散水管のノズル部位において放出不良に伴い下記を誘引
      • 除霜偏重
      • 残留霜に因る連鎖生成
    • ドレンパン･配水管への水の残留対策

• ブライン散布方式
  • 着霜対策
    • 冷却器の表面に循環ブラインを散布、着霜を防止
    • 空気中水分はブラインに因る吸収後、回収
  • 弊害
    ブラインの濃度低下
  • 対策
    加熱に因る水分蒸発に因り濃度を保持