马建军，刘海燕

（中国飞机强度研究所，西安 710065）

气候环境实验室采用翅片管式换热器对空气进行直接温度处理[1-2]，可实现极端温度范围为-55～+74 ℃，换热器采用液态载冷剂作为冷媒。在低温环境下还要进行降雪、冻雾、冻雨等低温高湿试验，这将导致换热器结霜。在结霜早期，由于霜层的形成增加了传热表面的粗糙度以及换热面积，使总换热系数有所增加。随着霜层厚度和导热热阻逐渐增加，风侧阻力增大，总换热系数降低[3]。若不及时除霜将导致实验室温度失控，甚至导致试验失败。除霜的方式[4-5]可概括为两种：抑制结霜和主动融霜。抑制结霜技术手段主要包括通过降低来流湿度、表面改性等被动手段来抑霜，利用外加电场、磁场、超声波等主动手段抑霜。以上抑霜手段推迟了结霜发生的时间或减小结霜速度，并不能完全避免结霜。换热器结霜后，还须采取措施进行融霜。目前针对换热器的融霜研究主要集中在制冷剂直膨式蒸发器的融霜，有多种成熟手段[6-12]，如电加热融霜、反向循环热气融霜、液体冷媒融霜、基于能量存储的旁通融霜等。对于采用液体冷媒的超低温换热器的除霜缺乏研究。

1 换热器除霜方案设计

为将空气处理至极端低温，通常需要两套或多套适用温度不同的换热器，不同的换热器内充注适用温度不同的载冷剂，如图 1所示。中温换热器用于-25 ℃以上的工况，低温换热器用于-25～-55 ℃的工况。由于实验室温度低至-55 ℃，且有低温高湿的试验工况，换热器的结霜将很严重，若频繁进行融霜，势必会影响实验室温度稳定性。……