石墨烯材料在空气源热泵除霜技术中的应用研究

发布时间：2021-08-30 23:09

　　空气源热泵系统因较高的一次能源利用率、几乎无环境污染而且兼顾制冷制热等独特的优势,使得其在清洁能源的整体政策导向下具有很好的推广发展前景。然而由于热泵机组在低温高湿环境工况下进行制热运行时,室外机换热器翅片表面很容易由于低温而造成水蒸气冻结成霜,随着冻结现象的持续加重,室外换热器翅片空隙逐渐被堵塞,空气的流动性受阻,使得翅片很难与足够的空气进行热量交换,进而造成机组的整体性能系数不断降低,最终因几乎无法换热而使热泵机组无制热能力。因此为了保障热泵机组冬季的持续低温供热能力,必须定期对热泵机组进行除霜操作。目前针对热泵换热器结霜问题研究的方向主要分为主动除霜技术和被动除霜技术两个方面。本文基于对主动除霜技术和被动除霜技术特点的研究分析,提出一种超疏水电热涂层的复合除霜方法,该方法将材料的超疏水性与电热除霜模式相结合,以弥补电热融霜能耗高以及超疏水表面只能延缓结霜的缺陷,本文基于石墨烯的超疏水性和优异的导电特性制备了环氧树脂石墨烯电热涂层换热器。首先通过实验测定涂层换热器翅片的粗糙度、接触角与表面能并对比分析石墨烯的含量对环氧树脂石墨烯复合涂层蒸发器疏水性能的影响,在模拟实验结果的基础上进... 

【文章来源】：华北水利水电大学河南省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

空气源热泵室外换热器冬季制热运行时的表面结霜现象Figure1-1Surfacefrostingofairsourceheatpumpoutdoorheatexchangerduring

华北水利水电大学硕士学位论文技术能够在全地区得到广泛的应用，这对我国清洁能源政策的进一步推进有着重大积极作用。1.2 结霜过程及影响因素的研究1.2.1 结霜过程蒸发器翅片结霜问题根源在于霜层的生长，因此从霜层的生长机理开始研究，并探索分析影响霜层生长的因素，可以通过了解霜层的生长过程，找出能够破坏霜层生长条件的方法。如此才能够准确有效的针对影响霜层生长的因素提出并验证能够破坏翅片表面霜的形成的措施。众多学者针对霜的生长过程及能够影响霜层生长的条件进行了大量详细又比较深入的研究[5]。Hayashi[6]等针对霜的构成与霜层生长的过程采用了显微镜观察并摄影的方式。并将霜层整体的形成过程分成了晶体核心形成、霜层形成和霜层完全生长期三个部分，在基于霜柱模型的基础上构建了以霜层生长为核心的模型，该模型可实现对霜层变化过程和不同生长阶段霜层物性参数的预测。

索分析影响霜层生长的因素，可以通过了解霜层的生长过程，找出能够破坏霜层生长条件的方法。如此才能够准确有效的针对影响霜层生长的因素提出并验证能够破坏翅片表面霜的形成的措施。众多学者针对霜的生长过程及能够影响霜层生长的条件进行了大量详细又比较深入的研究[5]。Hayashi[6]等针对霜的构成与霜层生长的过程采用了显微镜观察并摄影的方式。并将霜层整体的形成过程分成了晶体核心形成、霜层形成和霜层完全生长期三个部分，在基于霜柱模型的基础上构建了以霜层生长为核心的模型，该模型可实现对霜层变化过程和不同生长阶段霜层物性参数的预测。图 1-2 霜层在冷表面的生长过程[7]Fig 1-2 Growth process of frost layer on cold surface


本文编号：3373682