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Heat pump 第 21 届暖通空调制冷学术年会（2018）文集 热泵 一种超疏水铝基表面抑霜性能的实验研究 王兴龙，谷雅秀，温婷婷 （长安大学建筑环境与能源应用工程系，陕西西安710061 ） ［摘 要］空气源热泵在冬季湿冷地区应用时，室外蒸发器翅片表面容易结霜，影响其运行效率。本文改 进了现有超疏水表面制备方法，制备出平均接触角高达 154.6° 的铝基表面，搭建了半导体冷板制冷强制对流实 验系统，对超疏水铝基表面和常规铝基表面在温度为0℃ 至-15℃、风速为1m/s 至3m/s 时的结霜性和融霜性 进行了实验对比研究，得出了超疏水表面能够有效抑制冷凝水滴和霜层的形成、并且具有较好的自洁性以及风 速对霜层的形成影响不大等结论。 ［关键词］超疏水表面；空气源热泵；抑霜；融霜 0 引言 其中单个铝基的尺寸为6cm×2cm。之后采用德国 在我国很多南方城市，冬季湿冷，空气源热泵 KRUSS 公司DSA30 型接触角测量仪测量了水滴在 的室外机会出现不同程度的结霜问题。霜层的存在 实验各个阶段铝基表面的接触角。实验中水滴的体 会严重影响热泵机组的运行，降低机组的COP ，严 2.5μL 9 积为 。每个样品随机取 个测点，测试结果如 重时甚至导致机组停机[1-2] 。因此，需要采取一些措 2 下图 所示。 施对热泵机组的室外机进行除霜，以确保机组的正 常运行。目前国内外常用的针对空气源热泵室外机 的除霜方法主要有电加热除霜、逆循环除霜、热气 旁通除霜和蓄能除霜。其中，电加热除霜过程耗能 较多，且用于除霜的有效热能较少，热能利用率低 [3]；采用逆循环除霜时，室内温度下降，影响舒适度， 1 且四通换向阀的频繁转换会使系统压力产生很大的 图 铝基样本结构图 波动，缩短机组的使用寿命；热气旁通除霜时，融 霜时间较长，制冷剂蒸汽的过热度较低，容易出现 [4] 压缩机吸气带液，造成液击危险 ；蓄能除霜系统 的初投资高，且难以找到一种既经济实惠、蓄热能 a b c d e （） （） （） （） （） 力强又可靠的蓄能材料。如果能找到一种从根本上 2 进行抑霜的方法，既不影响热泵系统的运行，又能 图 不同处理阶段铝基表面水滴接触角测量图 a b c d 延缓或抑制霜层的形成，那么空气源热泵的使用性 （）常规；（ ）打磨；（ ）清洗；（ ）刻蚀； e 能将会极大提高，使用范围也会得到推广。本课题 （）表面修饰 组受超疏水技术启发，对翅片表面进行改性处理， 2 a 如图 （）所示，未经过任何处理的常规铝片 通过实验方法研究其抑霜性能。