QBT 8144-2025 家用电冰箱蒸发器容霜能力要求和评价方法标准立项发展报告

家用电冰箱蒸发器容霜能力要求和评价方法行业标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:RequirementsandEvaluationMethodsforFrostCapacityofEvaporatorsinHouseholdRefrigerators摘要关键词：家用电冰箱；蒸发器；容霜能力；行业标准；试验评价方法；制冷性能1标准立项背景与意义1.1行业发展趋势与标准化需求近年来，我国家用电冰箱产业持续保持全球最大生产与消费市场地位，年产量超过9000万台，出口量稳居世界首位。随着《家用电冰箱耗电量限定值及能效等级》（GB12021.2）等国家强制性标准的多次修订，行业能效准入门槛不断提高，倒逼企业在换热器设计、压缩机匹配及系统控制等方面进行深度技术升级。蒸发器作为制冷系统低温侧的核心换热部件，在长期运行过程中不可避免地在翅片表面产生结霜现象。霜层的积聚不仅增加了传热热阻，降低蒸发温度与制冷量，还会导致风机风量衰减、能耗上升，严重时甚至引发化霜周期异常、温控失效等可靠性问题。近年来，风冷冰箱市场占比持续攀升，其蒸发器长期处于强制对流换热工况下，容霜能力对整机长期运行能效影响的敏感度显著增大。与此同时，随着食物保鲜需求的提升和用户使用习惯的复杂化（如频繁开关门、高湿环境使用等），蒸发器面临的实际结霜负荷远超传统设计工况。在此背景下，若缺乏对蒸发器容霜能力的统一评价方法，企业在产品设计优化、竞品对标分析以及质量管控方面便缺乏科学依据，行业监管部门也难以制定有效的质量分级评价体系。因此，制定统一的容霜能力要求和评价方法标准，已成为产业发展的迫切需求。1.2国内外标准现状目前，国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）发布的家用制冷器具标准体系，如ISO15502、IEC60335-2-24等，主要聚焦于整机的基本性能、安全要求及试验方法，尚未对蒸发器容霜能力设立专门的标准条款。我国现行有效的国家标准和行业标准中，GB/T8059系列标准规定了家用电冰箱的制冷性能、耗电量、负载温度回升等整机层面的试验方法，但并未针对蒸发器单体或其在结霜工况下的容霜能力给出明确的技术要求和评价准则。行业内部分骨干企业虽建有内部的企业标准或设计规范，但各企业的测试工况、评价指标和判定准则各有不同，相互之间不可比、不通用。例如，有的企业以蒸发器完全堵霜时间作为评价指标，有的则以特定霜层厚度下的换热衰减率作为判定依据，测试环境温度、湿度、风速等条件也存在显著差异。这种“各自为政”的局面不仅增加了行业交流与产品对标的技术壁垒，也不利于优质产品的市场辨识和优胜劣汰。因此，制定统一的蒸发器容霜能力行业标准，填补该细分领域标准空白，具有重要的现实意义和行业价值。1.3标准立项的必要性与紧迫性从技术创新的角度看，近年来微通道换热器、亲水涂层铝箔翅片、变径翅片等新型蒸发器技术快速涌现，这些新技术的容霜特性和化霜行为与传统蒸发器存在明显差异，亟需通过标准化手段加以规范和引导。从市场监管的角度看，建立统一的容霜能力评价方法有助于完善家用制冷器具质量分级体系，为能效标识制度、“领跑者”制度等提供技术支撑。从国际贸易的角度看，统一的技术评价方法有助于减少技术性贸易壁垒，增强我国家电产品在国际市场的竞争力。综上，制定本标准兼具技术储备的成熟性和产业需求的紧迫性，立项条件完备。2标准编制原则与技术路线2.1编制原则本标准编制过程中严格遵循以下原则：科学性原则。以传热学、制冷原理及空气动力学基本理论为基础，确保技术指标的设定和试验方法的设计具有充分的科学依据。容霜能力的评价不仅关注霜层积聚的总量，更注重其对蒸发器换热性能和系统运行稳定性的实际影响，力求客观反映蒸发器在实际应用工况下的容霜表现。先进性原则。充分吸收国内外在该领域的最新研究成果和先进企业的技术经验，兼顾传统管翅式蒸发器与新型微通道蒸发器的技术特征。指标水平的确定参考了行业主流产品的实测数据，既非高不可攀，也非唾手可得，力求起到引领行业技术进步的作用。可操作性原则。试验方法的设计充分考虑试验设备和测试条件的现实可行性，力求方法简便、重复性好、判别清晰。在保证测试结果准确性和可比性的前提下，尽量降低试验成本和实施难度，便于各类检验检测机构和企业实验室执行。协调性原则。标准内容与现行有效的国家标准、行业标准保持协调一致，在术语定义、试验条件、参数测量等方面尽量引用已有标准和通用方法，避免冲突和重复。2.2技术路线标准编制遵循“产业发展调研→关键技术研究→试验验证→标准文本编写→专家审查”的总体技术路线。项目组首先对行业主流电冰箱生产企业、蒸发器配套企业及检测机构进行广泛调研，梳理现有企业测试方法和存在的主要问题；在此基础上，对典型蒸发器样品开展系统的结霜特性预试验，分析不同结构参数和运行工况下容霜能力的关键影响因素；结合理论分析与试验数据，拟定容霜能力的评价指标体系，明确各指标的定义、测试工况和计算方法；组织多家实验室进行比对验证试验，确认方法的重复性和再现性满足要求后，形成标准文本。3标准主要内容3.1适用范围与术语定义本标准适用于封闭式家用制冷器具（电冰箱、冷柜等）使用的强制对流蒸发器，包括翅片管式蒸发器和微通道蒸发器。标准规定了蒸发器容霜能力的术语定义、技术要求、试验装置与条件、试验步骤、评价指标及试验报告要求。标准明确界定了以下关键术语：容霜能力：在规定的试验工况下，蒸发器自初始状态开始运行至其换热性能衰减达到规定限值或风量衰减达到规定限值时所累积的霜层质量，单位为克（g）。该定义从换热性能和空气流通性能两个维度综合评价蒸发器容纳霜层的能力，避免以单一指标衡量可能带来的片面性。霜层累积量：在试验过程中，蒸发器表面因空气中水蒸气凝结并冻结而形成的霜层总质量。换热性能衰减率：蒸发器在结霜运行条件下的实际换热量相对于初始未结霜状态换热量的下降比例，以百分数表示。堵霜时间：蒸发器在规定的试验工况下持续运行，直至其换热性能衰减率或空气阻力达到规定限值时所经历的时间，单位为分钟（min）。3.2技术要求标准对蒸发器容霜能力的技术要求主要包括以下方面：外观与结构要求。蒸发器翅片应排列整齐，片距均匀，无倒片、塌片、变形等缺陷；翅片表面亲水涂层应完整、均匀，无起皮、脱落现象；换热管与翅片之间应胀接紧密，无松动。初始换热性能要求。蒸发器在干燥状态下的换热量应不低于设计值的95%。该要求保证了容霜能力评价的基准状态具有一致性，防止因初始性能差异影响评价结果的公正性。容霜能力指标要求。蒸发器在规定试验工况下，其容霜能力应不低于设计标称值。设计标称值由制造商根据产品应用目标和目标市场气候条件确定，但应满足标准规定的最低限值要求。化霜后性能恢复要求。蒸发器经化霜循环处理后，其换热性能应恢复到初始性能的90%以上，该指标用于评价蒸发器在反复结霜-化霜循环后的性能维持能力，反映其长期使用可靠性。3.3试验装置与条件标准对试验装置和条件作了详细规定，以保障试验结果的准确性和可重复性。试验装置。试验应在标准规定的环境试验室或焓差试验室中进行。试验室应能控制环境温度和相对湿度，温度控制精度为±0.5℃，相对湿度控制精度为±3%。蒸发器安装于标准规定的风道系统中，风道进出口设置空气采样装置和温湿度测量装置。空气流量采用标准喷嘴或热式质量流量计测量，测量精度不低于±2%。试验工况。标准规定了容霜能力试验的标准工况：环境干球温度为2℃±0.5℃，相对湿度为85%±3%，蒸发器进口空气流速为1.5m/s±0.1m/s，制冷剂供液温度和流量按产品设计工况设定。同时，标准还规定了高温高湿强化试验工况，用于评价蒸发器在恶劣使用条件下的容霜能力裕量。3.4试验步骤试验步骤严格按照标准规定的程序执行，主要包括以下环节：试件准备与预处理。蒸发器试样应按照制造商的安装要求进行安装，确保其处于正常工作状态。试验前，应对蒸发器进行清洁处理，确保表面无油污、杂质等污染物。对于具有亲水涂层的蒸发器，应在标准规定的环境条件下进行充分干燥处理。初始性能测定。在规定工况下，测量蒸发器在干燥状态下的换热量、空气阻力及风量等初始性能参数，作为后续评价的基准值。结霜运行试验。在标准规定的结霜工况下持续运行蒸发器，每隔一定时间间隔记录换热量、空气阻力、风量及蒸发器表面温度等参数。试验持续至性能衰减率达到规定限值，或达到预设的试验时长。霜层质量测定。试验结束后，采用称重法测定蒸发器表面霜层质量。将蒸发器从试验装置中取出，在低温环境下小心去除表面附着的霜层，收集并称量。称量精度不低于0.1g。化霜循环试验（可选项目）：按照制造商规定的化霜方式进行化霜操作，待化霜结束后重新测量蒸发器换热性能，计算性能恢复率。3.5评价方法标准的评价方法采用多指标综合评价体系，核心评价逻辑为：以换热性能衰减率和空气阻力增长率作为过程监测指标，以容霜能力（最大容霜量）作为最终评价指标，同时辅以化霜后性能恢复率作为长期可靠性的评价维度。换热性能衰减率按式（1）计算：\[\eta=\frac{Q_0-Q_t}{Q_0}\times100\%\tag{1}\]式中：η为换热性能衰减率，%；Q₀为初始换热量，单位为瓦（W）；Qt为结霜运行t时刻的换热量，单位为瓦（W）。容霜能力按式（2）计算：\[M=m_f\quad(\text{当}\eta\geq\eta_{lim}\text{或}\DeltaP\geq\DeltaP_{lim})\tag{2}\]式中：M为容霜能力，单位为克（g）；mf为试验终止时蒸发器表面的霜层质量，单位为克（g）；ηlim为换热性能衰减率限值，标准建议取50%；ΔPlim为空气阻力增长限值，标准建议取初始阻力的3倍。蒸发器容霜能力是否合格的判定依据为：在标准规定的试验工况下，实测容霜能力不低于标准规定的限值，且化霜后性能恢复率不低于90%。3.6试验报告标准规定试验报告应包含以下主要内容：试验样品的基本信息（制造商、型号、结构参数等）、试验条件、试验设备信息、各项试验数据及计算结果、评价结论以及试验过程中出现的异常情况说明等。试验报告应具有可追溯性，便于质量监督和行业比对。4标准实施预期效果分析4.1质量提升效果统一评价方法的建立将改变当前各企业自说自话的现状，为蒸发器质量分级提供科学工具。通过标准的实施，设计阶段即可预测不同结构设计方案对容霜性能的影响，减少反复试制与试验验证的周期和成本。对于亲水涂层质量、翅片间距设计等关键参数，企业可以在标准化方法的指导下建立最优设计窗口，从源头提升产品的一致性和可靠性。4.2市场监管支撑标准的发布实施为行业质量抽查、消费者投诉技术判定及市场监管提供了明确的技术依据。对于蒸发器生产企业，标准可作为供应商质量协议的基础文件；对于整机制造企业，标准可用于来料检验和供应商筛选；对于检测认证机构，标准提供了统一的检验方法。由此建立起覆盖供应链各环节的质量控制链条。4.3国际贸易影响我国作为全球最大的电冰箱生产基地，蒸发器及整机出口量巨大。本标准的制定填补了国际上尚未建立的容霜能力评价方法空白，有望在未来转化为国际标准提案，增强我国家电产业在国际标准制定中的话语权。统一、科学的评价方法也有助于我国产品在国际市场展示其技术优势，减少因评价方法差异导致的贸易摩擦。5标准主要起草单位介绍本标准由全国家用电器标准化技术委员会（SAC/TC46）归口，主要起草单位包括中国家用电器研究院、青岛海尔电冰箱有限公司、合肥华凌股份有限公司（美的集团旗下）、海信（山东）冰箱有限公司、长虹美菱股份有限公司等国内主要家电科研机构与骨干企业。其中，中国家用电器研究院作为标准编制的牵头技术支撑单位，发挥了核心作用。该院成立于1964年，是国家级权威科研机构，长期承担家用电器领域的标准化研究、产品质量监督检验、认证评价与技术咨询等工作。作为全国家用电器标准化技术委员会秘书处承担单位，该院主持和参与制修订了多项家用电器领域重要国家标准和行业标准，在制冷器具性能测试技术方面积累了深厚的科研基础与丰富的实践经验。在本标准编制过程中，该院负责标准框架设计、关键技术研究组织、试验方法验证以及标准文本的统筹编写，为标准的科学性、先进性和可操作性提供了有力保障。青岛海尔电冰箱有限公司作为行业龙头企业，在蒸发器结霜机理研究、亲水涂层技术应用及加速结霜试验方法等方面贡献了大量工程实践数据和技术方案，为试验工况的合理设定提供了重要的工程依据。6结论与展望本标准作为国内首项专门针对家用电冰箱蒸发器容霜能力的行业标准，填补了该细分领域标准体系的空白。标准建立了以容霜能力为核心指标、以换热性能衰减率和空气阻力增长率为过程监测指标、以化霜后性能恢复率为长期可靠性指标的多元化评价体系，兼顾了科学性与可操作性。标准的发布实施将为行业技术创新提供明确的方向指引，为市场监管提供有效的技术工具，为国际贸易搭建统一的技术语言。展望未来，随着变频化、大容积、多温区冰箱产品的持续发展，以及微通道换热器、新型亲水涂层、智能除霜控制等新技术的不断成熟，蒸发器容霜能力的评价方法也需要持续完善和迭代升级。建议在标准实施一定周期后，结合行业技术进展和应用反馈，适时启动标准的修订工作，研究增加动态模拟工况试验、加速寿命试验等方法