汉森阀门在制冷系统热风融中的应用中国制冷行业经过几十年的快速发展，已经成为全球制冷空调行业的制造大国和消费大国。现在，对制冷系统的经济性、节能性、安全性和自动化提出了更高的要求。在工业和商业制冷系统中，热风除霜是蒸发器除霜应用最广泛的方式。同时，热风除霜也是系统中最关键、最复杂的环节之一。近年来，国内冷库和速冻设备因热风除霜操作导致的安全事故频发。根据北美热风除霜自动控制阀和控制器的市场数据和国际氨制冷学会的相关资料，结合国内外制冷系统的实际情况，从实用性、安全性和节能性等方面介绍了浮阀和气动阀在热风除霜过程中的应用，给制冷同行带来不同的看法。
热风除霜有多种实现方式。图1是利用排液球阀和气动阀进行热风除霜的工艺流程示意图。排液球阀用作蒸发器排液的流量控制，气动阀用作回气截止阀。图2是工业制冷行业中常见的热风除霜流程示意图，其中调压阀是用于从蒸发器中排出液体的控制阀，两级开启电磁阀用作回气截止阀。图1所示的工艺设计在操作上比图2所示的更节能。这是因为采用图1所示的除霜设计有几个优点。首先，由于回风气动阀为常开阀，系统断电时管路保持畅通，避免了液态制冷剂汽化造成的高压，安全性更好。其次，蒸发器正常工作时气动阀不需要引入高压高温的制冷剂热气(两步开启电磁阀实际上是通过向电磁阀引入高压气体来开启阀门，开启时制冷剂会凝结在阀芯活塞上方)。除霜后，阀内活塞上方无制冷剂冷凝，开启时间短，缩短了热气除霜过程时间，节约了能耗。此外，浮动球阀可以保证除霜热风得到充分冷凝，需要进入蒸发器的热风较少，保证除霜压力最低。
浮球阀具有控制液体流量和防止气体流经阀门的特点。滑块通过连杆与浮球连接。浮球的上升带动滑块移动，从而控制液体的流量。图3显示了浮阀的剖视图。当液态制冷剂进入浮球阀的内腔时，液位上升，浮球上浮带动滑块移动，增大了节流阀的开度和通过阀门的流量；当制冷剂液位下降时，浮球下移带动滑块移动，从而减小节流阀的开度和制冷剂流量，直至关闭。当阀门关闭时，液体和气体制冷剂都不能通过阀门。机械球阀简单可靠，手动开启，安装方便，调节范围广。同时具有排油和排气的设计，适用于制冷系统的不同应用。
热风除霜的关键点是将蒸发器内的液体全部排出。为了防止制冷剂液体积聚在蒸发器换热盘管的最低点，防止除霜，需要维持一定量的热空气通过蒸发器，浮阀完全关闭时也要考虑这种设计。因此，当排液浮动球阀用于热风除霜时，手动调节阀(手动开关)是标准配置。4如图右侧所示，手动调节阀可以允许一定量的热空气通过阀门，以防止液体在盘管内积聚。对于汉森的除霜浮阀，一般是旋转1.5圈来调节手动调节阀的开度。在pra中
使用浮球排水阀可以降低制冷系统的能耗。图5和图6分别是浮动球阀和调压阀的除霜效率分析[1]。通过两图对比可以看出，采用浮动球阀除霜时，进入制冷系统低温低压侧的过量高温气态制冷剂的比例仅为3%，而采用调压阀除霜时，进入制冷系统低温低压侧的过量热气的比例为25%，大大降低了压缩机抵消过量热气的额外负荷，大大提高了有效除霜比，有效降低了压缩机组的额外能耗。
表1是国际氨制冷学会氨制冷管路手册[2]中上述两种除霜方式的对比得分。通过系统比较可以发现，排液浮动球阀在除霜方面明显优于调压阀。
图7和图8分别是一步开启(HCK2)和两步开启(HCK5D)的汉森气动阀的结构图。HCK2气动阀依靠不锈钢弹簧保持常开。当高压气体通过阀导管进入时，它将压缩弹簧并向下移动，使活塞密封牢牢地粘在阀体上，关闭阀门。但气动阀关闭时产生的振动会引起管道振动，所以要注意制冷剂气源处于合适的气源压力。当高压气源的压力释放后，当管道内的气体压力和弹簧压力大于驱动气体压力时，阀体将向上移动，阀门将被打开。剩余的高压气体从活塞释放到系统中，阀门上游入口处的压力和弹簧迫使阀门正常打开。HCK5D气动阀的工作原理与HCK2气动阀相同。最大的区别是里面有两个平衡活塞，可以分两步自动开启。
当管道的公称直径超过50毫米时，应先释放蒸发器内的压力，然后再打开阀门。因为当阀门关闭时，气态制冷剂总是会被释放到低压侧。气动阀适用于关闭时间短的应用，如热空气除霜或对低压侧卸压不敏感的应用。确保阀门在安装和储存过程中清洁干燥。气动阀门一次开启后，可垂直或水平安装在管道上。阀体上的箭头方向应与制冷剂流向一致。制冷管道应保持清洁干燥。
当管道公称直径小于或等于50mm时，气动阀一步开启时，可使用一个电磁阀关闭气动阀，推荐使用HS6(4mm)热气电磁阀。对于直径在DN50以上的阀门，建议使用HS8A (13mm)热气电磁阀。为了避免制冷系统开启除霜后液态制冷剂的冲击，特别是对于DN50以上，可以开启一步阀，并联一个小电磁阀来平衡蒸发器的压力。现场安装的热气源先导阀必须安装在除霜用热气电磁阀的上游，安装位置尽量靠近气动阀。这有利于减小沿管道方向的温降，使热气全部保持在活塞上方，同时在切断气源时，活塞上方热气泄压量较小。内导孔上设有过滤网，可以降低热空气的速度。如果两个一步气动阀同时工作，为了保证工作稳定，每个气动阀都应配有内置过滤网。
如图9所示，气动阀除霜有两种安装方式：内平衡(采用两步气动阀开启)和外平衡(采用一步气动阀开启)。因为一步开启的气动阀只有一个活塞，所以需要并联一个旁通电磁阀。对于制冷量在30~150KW的蒸发器，Bruce Nelson建议旁通时间控制在5~7min[8]。由于两级气动阀中有两个活塞，因此
Bruce Nelson对比了内平衡和外平衡两种不同气动阀的应用，给出了综合评分[3]。
热风融霜的方式有很多种，特点各不相同。介绍了利用除霜排液球阀和气动阀进行除霜的原理和特点。在实际应用中，热风除霜受到除霜时间、霜层厚度、除霜频率、工作温度、热风温度和压力、蒸发器材料等因素的影响。能耗和效率变化较大。需要根据实际情况选择除霜效率高、安全性强的除霜方式。
