冷库化霜专用电加热带 

摘 要：就小型冷库化霜后因排水不畅形成“冰山”的现象，提出了改造的思路与改造要求，制定了将特玛尔牌电加热带应用于其化霜回路的方案。介绍了智能控温电加热带的机构组成及工作原理，并通过一具体案例介绍了这个应用过程，指出了这一技术的推广价值，并对该技术的未来发展提出了展望。

关键词：小型冷库;改造;电加热带；

引言

电加热化霜是冷库化霜方式之一，是在翅片式蒸发器、接水盘中接入电加热管，加热时电热管向蒸发器传热，蒸发盘管和翅片上的霜一部分溶化，一部分没完全溶化落入接水盘，由接水盘里电加热管来加热溶化，然后经由排水管排掉。为尽快把霜化掉，电加热管功率不能选得太小，通常在几千瓦。然而，接触过多家小型冷库，打开冷冻室看时，发现蒸发器下面有一座“冰山”。这个问题的症结在于排水管温度过低，产生了温度死角。结冰量较大时，未能及时融化的冰阻塞排水管道，或冰水温度过低，排水管在冷库内长度过长，水重新结冰，堵塞排水管。化掉的水不能经由排水管流出，溢出接水盘被冻结，久而久之就形成了“冰山”。

1 具体案例

一小型冷库，容积为20 m3(5 m×2 m×2 m)。装有2台泰州产雪梅牌冷冻制冷机，制冷量为4 500 W，冷媒为F22。两个相同机组同时运行，利用上海精创电器制造有限公司生产的精创牌MTC-2120控温器控制运转和停止。采用电热管化霜，原电热管功率是1200 W。冷库长期运行，无专人监管，蒸发器下面出现了一座冰山。

2 案例分析

该冷库为一小型冷库，设备比较陈旧，除冰山问题外其它一切正常，所以无需花费大成本对其进行升级改造。既然问题的症结集中在集水槽和排水管这一部分，只需对这一部分稍加改造即可.

3 改造思路与改造要求

改造思路受工业管道管线防冻保温启发。为了防止冬天管道管线被冻，在管道管线保温套里敷设或缠绕发热导线。

要解决小型冷库冰山问题，若采用这套方法，需满足三个要求：a) 发热原件温度不能过高，因为排水管是塑料的;b) 发热元件要容易被加工，因为集水槽出口、塑料管还有穿墙管不是一条直线;c) 发热元件要不怕水不怕潮，因为化霜时发热元件浸在水里。

另外，根据物理学知识，同一种介质，如果想要提高整体温度，提高热源导热面积比提高热源温度要有效得多，所以可以考虑扩大加热面积。

4 改造材料

鉴于改造思路与改造要求，考虑用电加热带。

4.1 电加热带及电加热带产品

电加热带，是通过伴热媒体散发一定热量，通过直接或间接的热交换补充被伴热管道损失，以达到升温、保温或防冻的正常工作要求。

电加热产品一般分为自限温(自控温)电加热带、、高温电加热带、硅橡胶电热带。其中，自限温电热带是导电聚合物，具有很高正温度系数特性，且互相并联，能随被加热体系温度变化自动调节输出功率，自动限制加热温度，可以任意截短或在一定范围内接长使用，并允许多次交叉重叠而无高温热点及烧毁之虑。这些特点使自控热线适合于管道、设备及容器的保温、伴热、控温、加热。

4.2 自限温电加热带的组成机构

自限温电加热带外形扁平,便于与管道接触。一般是由导电塑料与母线挤压而成，外部覆盖绝缘层、防腐层

4.3 工作原理

自限温电加热带的核心发热元件是具有正温度系数(PTC)特性的高分子自控导电塑料，其有塑料加导电碳粒构成，给平行导线通电后，当电加热线周围温度变冷时，导电塑料产生微分子收缩而使碳粒连接形成电路，电流流经电路，使加热线发热;当温度升高时，导电塑料产生微分子膨胀，碳粒逐渐分开，引起电路中断，电阻上升，加热线就会自动减少功率输出。

5 改造过程

5.1 电加热带选择

选用了市场上销售的特玛尔牌自控温电加热带，型号为DXW-a-8mm/70°C(由芜湖市特玛尔电热材料责任公司生产)。

材料分析：a) 外型。它是软的，人力很容易使其变形，符合安装场地不规则的要求;b) 温度合适。最高温度为70 ℃，既不会致使化掉的霜再次结冰，也不会把排水塑料管烧坏;c) 厂家因为这种产品是和水管在一起敷设，所以充分考虑到了其防水性能，带电导线都用超强塑料包裹，非常适合带水的潮湿场所;d) 冷状态电功率为25 W，若使用10 m，消耗功率为250 W，远小于原电热管功率1200 W。

功能性试验：a) 绝缘试验。用一盆水把电线浸在水里，用500 V兆欧表遥测导线和水之间的电阻，阻值为“∞”证明这种电加热带安全可以在潮湿地方使用;b) 功率试验。截一根2 m长的电加热带，2个电极，一个用导线直接接220 V电源的零线，另一个接一个最大量程为10 A数字电流表的一端。电流表另一端接220 V火线。换句话说在电加热带电流里串接一块最大量程为10 A的电流表，测试环境温度为24 ℃，测试结果为瞬间电流220 mA、1 min后170 mA、3 min为165 mA、5 min为157 mA、10 min为140 mA。根据电功率定律：电功率=电流×电压，可得出电加热带冷状态电功率为25 W，电热带温度迅速提高。电功率在急剧减少不到1 min达到额定温度后，维持温度的电功率为15 W;c) 极端试验。把电加热带泡在超过70 ℃的水里试验，它的电流会减少一点但不会为零。

5.2 电加热带安装

先把集水槽从蒸发器下面拆下来，拆除原来的电热管，将电加热带盘几圈后安置在集水槽内，固定方案有以下几种：

方案一：用电钻钻眼固定。但由于集水槽是盛水的，如果钻眼的话，化霜后的冷凝水会从该固定孔里漏出来。所以此方案不可取。

方案二：用胶粘合。但这种电热带虽然比较软，但是也有一定的弹性，胶也无法瞬间凝固，所以不好操作，试过几次后最终宣告失败。

方案三：借助铁丝网固定。用直径2.5 mm铁丝编成网孔5 cm×5 cm的铁丝网，剪裁成集水槽大小，把电加热带多绕几匝后，用尼龙搭扣固定在剪好的铁丝网上，放置在集水槽底部。电加热带一头接220 V电源，另一头长度预留充足，一直从集水槽穿到排水管末端。把穿排水管的电加热带断头用防水绝缘胶带封死，防止漏电。再把集水槽装到蒸发器下边。

6 总结

1 a后，再次回访这家冷库，再无“冰山”形成。

6.1 应用推广

针对采用电热化霜的小型冷库，蒸发器下方集水槽、排水管道均可采用铺设电加热伴带的技术，优势在于替用户省钱并解决使用苦恼。

以原电热管功率1200 W计算，现用电加热带25 W/m×7 m=175 W，基本上是原耗能的1/7。10 h化霜1次，原电热管用电量为2.88 kW·h/d，电加热带用电量0.42 kW·h/d，节电2.46 kW·h/d，每年能为国家节约电量约900 kW·h。按1元/kW·h算，每年将节约约900元。这样既带来了社会效益也带来了经济效益。

这一案例改造成本不足60元(电加热线7 m，6元/m，算上铁丝网、尼龙搭扣价钱)，实现了改造成本最低化。

6.2 不足与展望

此次只是把电加热带应用在接水盘里，蒸发器翅片化霜依然采用电热管。如果也用电加热带换掉且穿在原电热管位置，担心电加热带没有电热管的温度高，化霜会不彻底。如果增加面积就要把电加热带捆在蒸发器翅片外面，又担心会增加风扇阻力，影响制冷效果。如果有技术人员通过实验证明电加热带绕在翅片外面不影响制冷效果，或在制造蒸发器时留出70℃电加热带能全部化霜的足够位置，那化霜节能效果又会增加2/3，这无疑是完美的。

7 结语

电加伴热带作为管线、容器等的伴热产品被广泛使用。本文针对小型冷库化霜缺陷——“冰山”现象，在“不影响其功能，低成本最小变动”的原则下，巧妙地将电加热带应用于小型冷库化霜回路，既化解了冰山，又节约能源。