本文關(guān)鍵詞：涂層材料在空氣源熱泵蒸發(fā)器除霜技術(shù)中的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空氣源熱泵自身節(jié)能、環(huán)保以及冷暖兩用的三大特點(diǎn),決定了其在氣候適宜地區(qū)廣泛應(yīng)用的驚人發(fā)展前景。但熱泵機(jī)組在冬季運(yùn)行時(shí)室外換熱器表面極易結(jié)霜,且隨著霜層的增長(zhǎng),室外換熱器翅片的換熱熱阻逐漸增大,導(dǎo)致其傳熱系數(shù)降低,機(jī)組的性能系數(shù)下降,甚至危害整個(gè)換熱系統(tǒng)。因此,為了使機(jī)組的供熱性能得到保障,必須對(duì)熱泵機(jī)組進(jìn)行定期除霜處理。而逆循環(huán)、熱氣旁通除霜、電熱除霜以及停機(jī)自然除霜是目前應(yīng)用最廣泛的除霜方式,但這些除霜方式都是以大量的能耗為代價(jià)卻不能從根本上解決問題,違背了我們使用空氣源熱泵的初衷。因而要從根本上解決熱泵結(jié)霜的問題,就不能單純地研究除霜,要從霜層生長(zhǎng)的機(jī)理出發(fā)來研究抑制結(jié)霜以及除霜的方法,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。本文主要研究通過改變熱泵室外換熱器的表面特性及結(jié)構(gòu),達(dá)到使用最少的能耗來抑霜及除霜的目的。文章先對(duì)不銹鋼304表面、多孔Si C陶瓷絕緣涂層表面、特氟龍表面和特氟龍+6wt%納米碳黑/石墨表面這四種換熱器翅片表面進(jìn)行粗糙度及接觸角的測(cè)量,并分別對(duì)其進(jìn)行顯微觀測(cè)得出這四種翅片在結(jié)霜之前的表面結(jié)構(gòu)并進(jìn)行理論分析,再通過使用FULUENT軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,然后分析模擬結(jié)果得出熱泵換熱器翅片不同材料表面對(duì)其結(jié)霜過程及其霜層特性的影響規(guī)律。模擬結(jié)果表明,特氟龍+6wt%納米碳黑/石墨涂層材料的防霜性明顯優(yōu)于其他材料,因此可被作為比較理想的防霜除霜材料。本文最后通過使用數(shù)值模擬的方法,模擬出在具有特氟龍+6wt%納米碳黑/石墨涂層的條件下改變熱泵室外換熱器的結(jié)構(gòu)后,熱泵的性能系數(shù)明顯高于換熱器結(jié)構(gòu)改造前。最終得出結(jié)論,特氟龍+6wt%納米碳黑/石墨涂層應(yīng)用于換熱器結(jié)構(gòu)改造后的熱泵機(jī)組上可以明顯提高機(jī)組的運(yùn)行效率,從而達(dá)到節(jié)能除霜的目的,進(jìn)而改善空氣源熱泵在冬季結(jié)霜工況下運(yùn)行的現(xiàn)狀。
【關(guān)鍵詞】：空氣源熱泵 涂層 除霜
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU83
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 緒論9-19
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.2 空氣源熱泵表面涂層對(duì)抑霜及除霜應(yīng)用的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 霜層特性及其生長(zhǎng)模型10-11
• 1.2.2 蒸發(fā)器表面涂層對(duì)抑制結(jié)霜應(yīng)用的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 空氣源熱泵蒸發(fā)器表面除霜方法的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.4 國(guó)內(nèi)外空氣源熱泵除霜技術(shù)的研究現(xiàn)狀14
• 1.3 涂層材料的發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 熱泵蒸發(fā)器表面防霜涂層的研究現(xiàn)狀15
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)15-16
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容和方法16-19
• 1.4.1 課題研究?jī)?nèi)容16-18
• 1.4.2 課題研究方法及技術(shù)路線18-19
• 2 涂層技術(shù)的抑霜應(yīng)用19-27
• 2.1 電致發(fā)熱多孔SiC陶瓷絕緣涂層材料19-21
• 2.1.1 電致發(fā)熱多孔SiC陶瓷絕緣涂層材料簡(jiǎn)介19-21
• 2.1.2 電致發(fā)熱多孔SiC陶瓷絕緣涂層材料的應(yīng)用21
• 2.2 特氟龍涂層21-22
• 2.2.1 特氟龍涂層材料簡(jiǎn)介21-22
• 2.2.2 特氟龍涂層的應(yīng)用現(xiàn)狀22
• 2.3 半導(dǎo)體超疏水復(fù)合涂層材料22-26
• 2.3.1 半導(dǎo)體超疏水復(fù)合涂層材料簡(jiǎn)介23-24
• 2.3.2 半導(dǎo)體超疏水復(fù)合涂層材料的應(yīng)用現(xiàn)狀24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 涂層表面特性的抑霜效果分析27-57
• 3.1 換熱器翅片表面狀況測(cè)定27-34
• 3.1.1 換熱器翅片表面粗糙度測(cè)量27
• 3.1.2 換熱器翅片表面形態(tài)微觀測(cè)量27-30
• 3.1.3 換熱器翅片表面接觸角測(cè)量30-32
• 3.1.4 換熱器翅片表面的表面能測(cè)量32-33
• 3.1.5 換熱器翅片表面的霜層高度測(cè)量33-34
• 3.2 研究方案確定及方案的設(shè)置34-37
• 3.2.1 研究對(duì)象34-35
• 3.2.2 結(jié)霜模型及簡(jiǎn)化模型的條件35-36
• 3.2.3 研究方案的設(shè)定36-37
• 3.3 建立熱泵換熱器的三維數(shù)值模型37-40
• 3.3.1 軟件介紹37
• 3.3.2 控制方程37-38
• 3.3.3 控制方程的離散和求解38-39
• 3.3.4 數(shù)值模擬流程圖39-40
• 3.4 不同涂層換熱器翅片傳熱特性及結(jié)霜/除霜模擬結(jié)果分析40-55
• 3.4.1 不同涂層換熱器翅片的導(dǎo)熱特性41
• 3.4.2 環(huán)境相對(duì)濕度對(duì)不同涂層結(jié)霜過程的影響41-44
• 3.4.3 環(huán)境溫度對(duì)不同涂層結(jié)霜過程的影響44-46
• 3.4.4 環(huán)境中空氣流速對(duì)不同涂層結(jié)霜過程的影響46-49
• 3.4.5 不同材料的接觸角大小對(duì)翅片結(jié)霜過程的影響49-50
• 3.4.6 不同材料的表面能大小對(duì)翅片結(jié)霜過程的影響50-53
• 3.4.7 不同材料的界面能大小對(duì)翅片結(jié)霜過程的影響53-54
• 3.4.8 不同材料的粗糙度大小對(duì)翅片結(jié)霜過程的影響54-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 4 具有特氟龍涂層的空氣源熱泵結(jié)構(gòu)改造57-63
• 4.1 空氣源熱泵機(jī)組蒸發(fā)器結(jié)霜對(duì)熱泵運(yùn)行效果的影響57-58
• 4.2 特氟龍+6wt%納米碳黑/石墨涂層熱泵機(jī)組結(jié)構(gòu)改造可行性分析58-61
• 4.2.1 增大換熱器翅片間距對(duì)涂層機(jī)組性能的影響58-59
• 4.2.2 增大風(fēng)量和提高風(fēng)速對(duì)涂層熱泵機(jī)組性能的影響59
• 4.2.3 增大蒸發(fā)器的傳熱面積對(duì)涂層熱泵機(jī)組性能的影響59-60
• 4.2.4 改變蒸發(fā)器的風(fēng)向?qū)ν繉訜岜脵C(jī)組性能的影響60
• 4.2.5 改變換熱器結(jié)構(gòu)對(duì)涂層熱泵機(jī)組性能的影響60-61
• 4.3 本章小結(jié)61-63
• 5 全文總結(jié)與展望63-65
• 5.1 全文總結(jié)63-64
• 5.2 展望64-65
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65-67
• 致謝67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72

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