冷热冲击试验箱为什么需要除霜

简单来说，除霜是为了清除在低温蒸发器上积聚的冰霜，以保证设备的性能、稳定性和测试的准确性。

下面是详细的解释，主要分为几个层面：

一、 霜是怎么来的？

这源于物理学的基本原理：

1. 空气中有水蒸气：我们周围的空气都含有水蒸气，湿度越高，水蒸气越多。

2. 低温表面冷凝：当温暖潮湿的空气遇到温度远低于其露点温度的低温表面（如温度冲击箱的-65°C蒸发器）时，空气中的水蒸气会迅速在该表面上凝结成水。

3. 水凝结成霜：由于蒸发器表面温度极低（通常在-70°C以下），这些凝结的水会瞬间冻结成冰晶，并不断累积，最终形成厚厚的霜层。

在温度冲击箱中，这个过程的“催化剂"是高温区向低温区的热量和水分迁移：

• 当测试样品从+150°C的高温区转移到-65°C的低温区时，样品本身是热的。

• 样品表面可能附着有微量水分，或者其材料会释放出吸附的水汽。

• 更重要的是，承载样品的提篮或托盘也是高温的。

• 这些高温的物体进入低温箱，就像一个热湿源，使其周围的空气温度瞬间升高、湿度增大。这些温暖潮湿的空气被风机吹过极度寒冷的蒸发器，就会在蒸发器上迅速、大量地结霜。

二、 霜层积聚会带来哪些严重问题？

霜本身不是问题，但霜层过厚会引发一系列连锁反应，导致设备无法正常工作。

1. 热交换效率急剧下降（最核心的问题）

• 蒸发器（类似于空调的室内机）的工作原理是通过金属翅片和管道与空气进行热交换，从而冷却空气。

• 霜的导热性非常差，相当于在蒸发器表面覆盖了一层厚厚的“保温被"。

• 这层“保温被"严重阻碍了冷量从蒸发器传递到箱内空气中，导致：

• 降温速度变慢：设备从高温冲回低温的时间变长。

• 无法达到设定低温：设备拼命制冷，但箱内温度可能始终只能降到-50°C或更高，无法达到设定的-65°C。

• 制冷系统负载加重：压缩机需要持续高强度工作以试图达到温度，增加能耗和磨损。

2. 气流堵塞，温度均匀性变差

• 蒸发器的翅片之间有狭小的缝隙供空气流过。

• 厚厚的霜会堵塞这些风道，就像窗户结了厚厚的冰会不透风一样。

• 风道堵塞会导致：

• 循环风量减小：冷空气无法被有效送到测试箱的各个角落。

• 温度均匀性超标：箱内不同点的温差会变得很大，有些地方温度合适，有些地方温度不够。这对于测试的准确性和重复性是致命的。

3. 增加设备负载，可能导致故障

• 为了对抗霜层的隔热效应，制冷系统（尤其是压缩机）必须持续在高负载下运行。

• 长期如此，会加速压缩机、膨胀阀等核心部件的劳损，缩短设备寿命。

• 低温情况下，过厚的冰层可能挤压或损坏蒸发器的翅片和管道。

4. 影响测试的准确性与真实性

• 温度冲击测试的目的是模拟产品在恶劣温度快速变化下的可靠性。

• 如果因为结霜导致实际温度曲线（如降温速率、稳定温度）与预设曲线不符，那么测试结果就是无效的。

• 例如，标准要求在5分钟内从高温降到低温，但因为结霜，可能需要15分钟，这改变了测试的严酷等级，得到的结论自然不可信。