在環(huán)境可靠性測(cè)試領(lǐng)域，高低溫交變?cè)囼?yàn)箱作為模擬極端氣候條件的核心設(shè)備，其運(yùn)行穩(wěn)定性直接關(guān)系到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可重復(fù)性。部分用戶在設(shè)備運(yùn)行過程中觀察到低溫工作室內(nèi)出現(xiàn)異常的結(jié)冰現(xiàn)象，此問題不僅干擾正常溫濕度控制流程，更可能導(dǎo)致制冷系統(tǒng)效率下降、試驗(yàn)樣品損壞等嚴(yán)重后果。
 

一、結(jié)冰現(xiàn)象的技術(shù)表征與危害性評(píng)估

高低溫交變?cè)囼?yàn)箱的結(jié)冰問題通常集中在蒸發(fā)器表面、制冷管路節(jié)流裝置處或箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)件上。當(dāng)箱內(nèi)溫度設(shè)定在-20℃以下工況時(shí)，若系統(tǒng)內(nèi)存在游離態(tài)水分，便會(huì)因低于冰點(diǎn)溫度而凝結(jié)成冰晶。隨著制冷循環(huán)的持續(xù)，冰層逐漸增厚，將直接阻塞制冷劑流通通道，引發(fā)壓縮機(jī)吸氣壓力異常降低、制冷量衰減、能耗上升等系列連鎖反應(yīng)。更為關(guān)鍵的是，冰堵現(xiàn)象會(huì)造成溫度波動(dòng)度超標(biāo)，使得試驗(yàn)條件偏離預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，最終影響產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估的有效性。
 

二、制冷系統(tǒng)冰堵的五大關(guān)鍵誘因

（一）干燥過濾器功能退化失效

干燥過濾器作為制冷回路中唯一的水分吸附部件，其內(nèi)部填充的分子篩或硅膠干燥劑在正常工況下可維持系統(tǒng)干燥度在20ppm以下。然而，隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間累積，干燥劑會(huì)因吸附飽和而逐漸喪失吸水能力。特別是在連續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行或頻繁啟停工況下，干燥劑的活化再生周期不足，導(dǎo)致其永久性失效。此時(shí)，管路中殘余的水蒸氣無法被有效捕獲，在流經(jīng)膨脹閥或毛細(xì)管等節(jié)流元件時(shí)，因壓力驟降與低溫作用迅速凝結(jié)成冰，形成典型的冰堵故障。
 

（二）工藝管路開啟后的密封缺失

設(shè)備制造、維修或移機(jī)過程中，制冷系統(tǒng)的工藝管在開啟后若未及時(shí)采用專用夾具封閉或未實(shí)施真空釬焊修復(fù)，將導(dǎo)致系統(tǒng)長期暴露于大氣環(huán)境。即便是在間歇性停機(jī)期間，外界潮濕空氣也會(huì)通過管口縫隙發(fā)生擴(kuò)散滲透。當(dāng)設(shè)備再次啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓效應(yīng)會(huì)將管口外富含水分的空氣主動(dòng)吸入系統(tǒng)內(nèi)部。此外，對(duì)于未經(jīng)過專業(yè)干燥處理的備用壓縮機(jī)，若直接更換至已暴露的制冷回路中，其內(nèi)部吸附的濕空氣將直接污染整個(gè)系統(tǒng)，顯著增加冰堵風(fēng)險(xiǎn)。
 

（三）檢漏工序中的水分壓縮注入

在制冷系統(tǒng)氣密性檢測(cè)工序中，部分操作人員采用壓縮空氣進(jìn)行加壓測(cè)試。此過程中，環(huán)境空氣中的水蒸氣被壓縮機(jī)壓縮至0.8-1.5MPa壓力狀態(tài)，根據(jù)道爾頓分壓定律，此時(shí)水蒸氣分壓同步升高，極易在管路內(nèi)壁冷凝成液態(tài)水。若后續(xù)未進(jìn)行充分的真空干燥處理（通常要求真空度≤50Pa，持續(xù)抽真空時(shí)間≥2小時(shí)），這些殘留水分將被封存在系統(tǒng)內(nèi)部，成為低溫工況下冰堵的直接誘因。
 

（四）制冷劑充注品質(zhì)管控疏漏

制冷劑的化學(xué)純度與含水率是嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)GB/T 7778-2017標(biāo)準(zhǔn)，R404A、R23等常用制冷劑的含水量應(yīng)低于10ppm。若采購渠道不規(guī)范或儲(chǔ)存容器密封不良，制冷劑可能吸收大氣中水分而導(dǎo)致含水率超標(biāo)。當(dāng)此類不合格制冷劑被直接充入系統(tǒng)后，過量水分在低溫回路中析出結(jié)冰，不僅堵塞管路，更可能引發(fā)壓縮機(jī)潤滑油乳化、電機(jī)絕緣性能下降等次生故障。
 

（五）蒸發(fā)器本體結(jié)構(gòu)破損滲漏

制冷蒸發(fā)器在長期交變應(yīng)力作用下，可能發(fā)生翅片與管路連接處的微裂紋或腐蝕穿孔。當(dāng)設(shè)備處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)，外界濕熱空氣會(huì)經(jīng)由破損點(diǎn)逆向擴(kuò)散至蒸發(fā)器內(nèi)部。開機(jī)瞬間，蒸發(fā)器內(nèi)部產(chǎn)生的負(fù)壓效應(yīng)（可達(dá)0.05-0.1MPa的真空度）會(huì)加速水分吸入過程。這些被帶入系統(tǒng)的水分隨制冷劑循環(huán)至低溫端，最終導(dǎo)致冰堵。此類故障往往伴隨制冷劑緩慢泄漏，需通過氦質(zhì)譜檢漏儀方可精準(zhǔn)定位。
 

三、冰堵故障的應(yīng)急處置與長期預(yù)防策略

（一）故障診斷與緊急處置流程

一旦發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)器結(jié)霜異常增厚、壓縮機(jī)吸氣壓力持續(xù)走低或溫度曲線出現(xiàn)不規(guī)則波動(dòng)，應(yīng)立即停機(jī)檢查。首要步驟是斷開制冷回路，采用電子冷媒檢漏儀與超聲波檢漏儀協(xié)同檢測(cè)，排除制冷劑泄漏可能。確認(rèn)冰堵后，需更換全新干燥過濾器（建議選用3A分子篩，吸水率≥20%），并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行至少4小時(shí)的深度真空干燥處理。在重新充注制冷劑前，應(yīng)使用庫侖法微量水分測(cè)定儀檢測(cè)制冷劑含水率，確保其符合技術(shù)規(guī)范。
 

（二）預(yù)防性維護(hù)技術(shù)規(guī)范

定期更換干燥過濾器：建議每2000運(yùn)行小時(shí)或每年度保養(yǎng)周期強(qiáng)制更換，高濕度地區(qū)應(yīng)縮短至1500小時(shí)。

工藝管密封標(biāo)準(zhǔn)化：任何管路開啟操作后，必須在30分鐘內(nèi)采用專用封帽配合密封膠進(jìn)行臨時(shí)封閉，72小時(shí)內(nèi)完成永久性焊接密封。

檢漏工序優(yōu)化：推廣使用氮?dú)獗簷z漏（壓力1.2MPa，保壓24小時(shí)），徹底杜絕壓縮空氣引入水分的風(fēng)險(xiǎn)。

制冷劑品質(zhì)管控：建立供應(yīng)商準(zhǔn)入制度，每批次制冷劑需提供第三方水分檢測(cè)報(bào)告，入庫后采用電子標(biāo)簽管理，先進(jìn)先出，避免長期儲(chǔ)存吸濕。

蒸發(fā)器完整性監(jiān)測(cè)：每半年使用內(nèi)窺鏡對(duì)蒸發(fā)器管路進(jìn)行可視化檢查，重點(diǎn)觀察彎頭、焊接接頭等應(yīng)力集中區(qū)域。
 

（三）操作人員的技能培訓(xùn)體系

設(shè)備使用單位應(yīng)建立完善的操作維護(hù)規(guī)程培訓(xùn)機(jī)制，確保一線技術(shù)人員理解制冷系統(tǒng)水分控制的重要性。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)涵蓋：真空度與水分沸點(diǎn)的關(guān)系、干燥過濾器吸附曲線解讀、制冷劑充注標(biāo)準(zhǔn)化流程等理論知識(shí)，以及檢漏儀使用、真空泵操作、過濾器更換等實(shí)操技能。通過理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，提升故障預(yù)判能力與處置效率。
 

四、專業(yè)技術(shù)支持與售后服務(wù)保障

冰堵故障的預(yù)防與處理本質(zhì)上是系統(tǒng)性工程，涉及設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、使用、維護(hù)全流程。若在實(shí)施上述措施后仍出現(xiàn)反復(fù)結(jié)冰現(xiàn)象，可能指向更深層次的系統(tǒng)性問題，如制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷、保溫材料性能退化或控制系統(tǒng)PID參數(shù)失配等。此時(shí)，需要設(shè)備制造商提供專業(yè)的系統(tǒng)級(jí)診斷服務(wù)。
 

作為環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域的專業(yè)制造商，我司建立了完善的技術(shù)支持體系。用戶在日常操作中如遇任何技術(shù)疑難，均可致電全國統(tǒng)一服務(wù)熱線400-066-2888，獲取即時(shí)技術(shù)支持。我們的售后工程師團(tuán)隊(duì)不僅提供現(xiàn)場檢修服務(wù)，更可根據(jù)用戶具體工況，定制個(gè)性化的預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃，包括干燥過濾器更換周期優(yōu)化、制冷劑品質(zhì)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)、操作人員專項(xiàng)培訓(xùn)等增值服務(wù)，從根本上降低設(shè)備故障率，延長設(shè)備使用壽命，確保環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性。