冷熱沖擊試驗(yàn)箱為什么需要除霜

簡(jiǎn)單來說，除霜是為了清除在低溫蒸發(fā)器上積聚的冰霜，以保證設(shè)備的性能、穩(wěn)定性和測(cè)試的準(zhǔn)確性。

下面是詳細(xì)的解釋，主要分為幾個(gè)層面：

一、 霜是怎么來的？

這源于物理學(xué)的基本原理：

1. 空氣中有水蒸氣：我們周圍的空氣都含有水蒸氣，濕度越高，水蒸氣越多。

2. 低溫表面冷凝：當(dāng)溫暖潮濕的空氣遇到溫度遠(yuǎn)低于其露點(diǎn)溫度的低溫表面（如溫度沖擊箱的-65°C蒸發(fā)器）時(shí)，空氣中的水蒸氣會(huì)迅速在該表面上凝結(jié)成水。

3. 水凝結(jié)成霜：由于蒸發(fā)器表面溫度極低（通常在-70°C以下），這些凝結(jié)的水會(huì)瞬間凍結(jié)成冰晶，并不斷累積，最終形成厚厚的霜層。

在溫度沖擊箱中，這個(gè)過程的“催化劑"是高溫區(qū)向低溫區(qū)的熱量和水分遷移：

• 當(dāng)測(cè)試樣品從+150°C的高溫區(qū)轉(zhuǎn)移到-65°C的低溫區(qū)時(shí)，樣品本身是熱的。

• 樣品表面可能附著有微量水分，或者其材料會(huì)釋放出吸附的水汽。

• 更重要的是，承載樣品的提籃或托盤也是高溫的。

• 這些高溫的物體進(jìn)入低溫箱，就像一個(gè)熱濕源，使其周圍的空氣溫度瞬間升高、濕度增大。這些溫暖潮濕的空氣被風(fēng)機(jī)吹過極度寒冷的蒸發(fā)器，就會(huì)在蒸發(fā)器上迅速、大量地結(jié)霜。

二、 霜層積聚會(huì)帶來哪些嚴(yán)重問題？

霜本身不是問題，但霜層過厚會(huì)引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作。

1. 熱交換效率急劇下降（最核心的問題）

• 蒸發(fā)器（類似于空調(diào)的室內(nèi)機(jī)）的工作原理是通過金屬翅片和管道與空氣進(jìn)行熱交換，從而冷卻空氣。

• 霜的導(dǎo)熱性非常差，相當(dāng)于在蒸發(fā)器表面覆蓋了一層厚厚的“保溫被"。

• 這層“保溫被"嚴(yán)重阻礙了冷量從蒸發(fā)器傳遞到箱內(nèi)空氣中，導(dǎo)致：

• 降溫速度變慢：設(shè)備從高溫沖回低溫的時(shí)間變長(zhǎng)。

• 無法達(dá)到設(shè)定低溫：設(shè)備拼命制冷，但箱內(nèi)溫度可能始終只能降到-50°C或更高，無法達(dá)到設(shè)定的-65°C。

• 制冷系統(tǒng)負(fù)載加重：壓縮機(jī)需要持續(xù)高強(qiáng)度工作以試圖達(dá)到溫度，增加能耗和磨損。

2. 氣流堵塞，溫度均勻性變差

• 蒸發(fā)器的翅片之間有狹小的縫隙供空氣流過。

• 厚厚的霜會(huì)堵塞這些風(fēng)道，就像窗戶結(jié)了厚厚的冰會(huì)不透風(fēng)一樣。

• 風(fēng)道堵塞會(huì)導(dǎo)致：

• 循環(huán)風(fēng)量減小：冷空氣無法被有效送到測(cè)試箱的各個(gè)角落。

• 溫度均勻性超標(biāo)：箱內(nèi)不同點(diǎn)的溫差會(huì)變得很大，有些地方溫度合適，有些地方溫度不夠。這對(duì)于測(cè)試的準(zhǔn)確性和重復(fù)性是致命的。

3. 增加設(shè)備負(fù)載，可能導(dǎo)致故障

• 為了對(duì)抗霜層的隔熱效應(yīng)，制冷系統(tǒng)（尤其是壓縮機(jī)）必須持續(xù)在高負(fù)載下運(yùn)行。

• 長(zhǎng)期如此，會(huì)加速壓縮機(jī)、膨脹閥等核心部件的勞損，縮短設(shè)備壽命。

• 低溫情況下，過厚的冰層可能擠壓或損壞蒸發(fā)器的翅片和管道。

4. 影響測(cè)試的準(zhǔn)確性與真實(shí)性

• 溫度沖擊測(cè)試的目的是模擬產(chǎn)品在惡劣溫度快速變化下的可靠性。

• 如果因?yàn)榻Y(jié)霜導(dǎo)致實(shí)際溫度曲線（如降溫速率、穩(wěn)定溫度）與預(yù)設(shè)曲線不符，那么測(cè)試結(jié)果就是無效的。

• 例如，標(biāo)準(zhǔn)要求在5分鐘內(nèi)從高溫降到低溫，但因?yàn)榻Y(jié)霜，可能需要15分鐘，這改變了測(cè)試的嚴(yán)酷等級(jí)，得到的結(jié)論自然不可信。