刘祥红  刘湘云  刘良德  陈观生  李沛师

广东工业大学质料与能源学院

摘要：针对严寒湿润地区使用空气源热泵蒸发器外貌结霜严重这一征象
，通过蒸发器外貌处置惩罚手艺
，改变质料 的外貌特征
，抑制翅片结霜
，从而镌汰翅片的结霜质量 。本实验即研究翅片样品涂覆上差别的抑霜涂层后与未涂 覆作比照
，实验效果批注在情形温度为 18 ℃
，相对湿度为 60%的条件下
，结霜质量 2 号铝箔翅片(通俗涂层铝箔 翅片)比 1 号铝箔翅片(通俗铝箔翅片)镌汰 6%
，而 3 号铝箔翅片(纳米质料涂层铝箔翅片)镌汰 15%；把相对湿度 改变为 70%的条件下
，结霜质量 2 号铝箔翅片比 1 号铝箔翅片镌汰 5.8%
，而 3 号铝箔翅片镌汰 16%。

要害词：空气源热泵 抑霜涂层 抑制霜层生长

Experimental Study on the Effect of Different Coating Surfaces on Frost Formation Process

LIU Xiang-hong, LIU Xiang-yun, LIU Liang-de, CHEN Guan-sheng, LI Pei-shi School of Materials and Energy, Guangdong University of Technology

Abstract:  In view of the serious frosting on the surface of the evaporator in cold and humid areas, the surface characteristics of the material can be changed through the surface treatment technology of the evaporator to inhibit the frosting of the fin, thus reducing the frosting quality of the fin. This experiment studied the comparison between the fin samples coated with different frost-inhibiting coatings and the ones not coated. The experimental results showed that under the condition of the ambient temperature of 18 ℃ and the relative humidity of 60%, the frost-forming quality of the blue-coated aluminum foil fins (No.2) decreased by 6% compared with the ordinary aluminum foil fins (No. 1), while the black-coated aluminum foil fins (No.3) decreased by 15%. Under the condition of changing the relative humidity to 70%, the frosted quality blue coated aluminum foil fin   (No.2)  decreased by 5.8% compared with the ordinary aluminum foil fin (No. 1), while the black coated aluminum foil fin (No.3) decreased by 16%.

Keywords: air source heat pump, cream coating suppression, inhibit frost growth

小序

结霜是一种常见的自然征象
，是不可阻止的 。当湿空气与冷外貌接触时
，且冷外貌的温度低于湿空气的露点温度
，空气中的水蒸气就会析出来
，从而“附着‘’ 在冷外貌上；若是冷外貌的温度同时还低于水的三相点温度(273. 16 K) [1]
，在冻结液的外貌将会形成霜晶并逐渐增厚最终形成霜层 。可是室外线圈外貌结霜是不 可阻止的
，它总是施展着负面作用[2] 。结霜的负面作用 主要体现在两个方面一方面
，一是霜是热的不良导体
， 蒸发器外貌霜层越厚
，热阻越大
，霜层的保存降低了换 热器效率
，压损增添
，降低了系统的 COP 和采暖能力
， 并可能导致其关闭[3] 。二是霜层的保存也增添融霜能 耗和系统的维护、治理用度 。因此
，为相识决空气源热泵的除霜问题
，提高传热效率
，就有须要研究结霜机 理、特征
，以及怎样延缓结霜的要领和防结霜[4-6]、除霜 要领[7-11]及控制战略等
，学者们也获得许多研究效果。

本论文即是研究涂层对霜层的生长历程及影响 因素
，通过改变情形参数
，从而获得差别条件下的结 霜速率及生长情形
，从而为抑制霜层的生长提供一些参考依据。

1、实验原理图

本实验的简朴原理图如图 1 所示
，翅片样品安排 于一个密闭透明的有机玻璃当中
，背面贴有三块规格 为 40 mm×40 mm 的半导体制冷片
，热端与冷端最大 温差可达 70 ℃以上
，其最低制冷温度可抵达 -55 ℃。 制冷片的热端热量用冷却水通过水冷板冷却 。其余的 辅助装备包括温湿控仪、摄像仪、盘算机、电子天平、红 外热像仪等。

实验中所用的三种翅片编号划分为 1 号铝箔翅 片  (通俗铝箔翅片) 、2 号铝箔翅片  (通俗涂层铝箔翅 片) 、3 号铝箔翅片(纳米质料涂层铝箔翅片) 
，规格均 为 40 mm×120 mm。实验中用来丈量霜层质量的电子 天平型号为 SHC5
，其准确度为 0. 1 g
，误差为±0.2 g
， 能够包管实验数据的准确性 。半导体制冷片的外貌温 度用红外热像仪丈量
，型号为 testo872
，可丈量翅片表 面各个点位的准确温度 。丈量规模 -30 ℃~100 ℃
，精 度±2 ℃。

2、质料外貌结霜性能测试

2.1  实验分组

为了便于比照剖析
，测试试样划分位于统一个密 闭的空腔内
，  三个样品竖向整齐排列在一块制冷板 上 ？涨荒诘氖瓤梢酝ü邮鞯骼怼

为了更好地研究差别外貌涂层对结霜历程的影响
，专程做了如下两组差别的工况下的实验：①空腔内温度为 18 ℃
，空气相对湿度为 60%
，制冷片外貌温度 坚持恒定 - 15 ℃；②空腔内温度为 18 ℃
，空气相对湿度为 70%
，制冷片外貌温度坚持恒定 - 15 ℃。每一个工况对三个样品的测试。

2.2  同 一情形下铝箔结霜质量转变曲线

当测试情形温度为 18 ℃
，相对湿度为 60%
，制冷片外貌温度坚持 - 15 ℃时
，由图 2 可发明
，随着时间的 增添
，三种铝箔结霜的质量也越来越大
，阻止结霜时 间约莫为 120 min
，且显着地看到结霜的速率较量快
， 结霜阻止时间也较量长。经由实验
，经由 2 h 后
，1 号铝 箔翅片的结霜质量比 2 号铝箔翅片的结霜质量要多 1.4 g；而比 3 号铝箔翅片要多 3.6 g。

当测试情形温度为 18 ℃
，相对湿度为 70%
，制冷 片外貌温度坚持 - 15 ℃时 
，  由图 3 可知经由 2 个小时 后
，1 号铝箔翅片的结霜质量比 2 号铝箔翅片的结霜 质量要多 1.5g；而要比 3 号铝箔翅片多 4. 1g。

2.3  差别情形下统一铝箔的结霜质量转变曲线

当测试情形温度为 18 ℃ 
，制冷片外貌温度坚持 - 15 ℃稳固时
，而相对湿度划分为 60%和 70%时
，1 号铝箔翅片结霜质量转变曲线如图4 所示 
，到了各自的 阻止结霜时间后
，相对湿度为 70%的情形下比相对湿 度为 60%的情形下 1 号铝箔翅片结霜质量多 2. 1 g。

当测试情形温度为 18 ℃ 
，制冷片外貌温度坚持 - 15 ℃稳固时 
，而相对湿度划分为 60%和 70%时
，2 号 铝箔的结霜质量转变曲线如图5 所示 
，到了各自的截 止结霜时间后
，相对湿度为 70%的情形下比相对湿度 为 60%的情形下 2 号铝箔翅片结霜质量多了 2.0 g。

当测试情形温度为 18 ℃ 
，制冷片外貌温度坚持 - 15 ℃稳固时 
，而相对湿度划分为 60%和 70%时
，3 号 铝箔的结霜质量转变曲线如图6 所示 
，到了各自的截 止结霜时间后
，相对湿度为 70%的情形下比相对湿度 为 60%的情形下 3 号铝箔翅片结霜质量多了 1.6 g。

3、结论

由实验曲线可知
，当铝箔外貌经由涂覆差别的抑霜涂层后
，相比于没有涂层的铝箔外貌
，结霜的结霜截 止时间显着镌汰。比照在统一情形下的三种铝箔翅片
，无论是从结霜的速率照旧从最后的结霜质量来看都 是要低于 1 号铝箔翅片 。尤其是最终的结霜质量在环 境温度为 18 ℃
，相对湿度为60%的条件下
，结霜质量 2 号铝箔翅片比 1 号铝箔翅片镌汰 6%
，而 3 号铝箔翅片镌汰 15%。在情形温度为 18 ℃
，相对湿度为 70%的条件下 
，结霜质量 2