超疏水表面液滴凍結(jié)初期凍結(jié)行為傳遞特性

羅倩妮，梁彩華

(東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院，江蘇南京，210096)

空氣源熱泵具有冷熱兼顧、環(huán)保無污染等優(yōu)點[1]，但當冬季制熱工況室外換熱器翅片溫度低于室外空氣露點溫度且低于冰點溫度時，翅片表面會形成霜層[2]。結(jié)霜導(dǎo)致空氣流通面積減小，空氣流量減小導(dǎo)致蒸發(fā)溫度降低，壓縮機吸氣壓力降低，系統(tǒng)性能降低，嚴重時無法正常工作[3-5]。傳統(tǒng)被動除霜措施導(dǎo)致系統(tǒng)間歇性運行，降低了室內(nèi)熱舒適性，同時提高了系統(tǒng)運行能耗[6]。為了避免或減少被動除霜方法的弊端，可采取主動抑霜方法抑制或延緩結(jié)霜過程。目前，抑制室外換熱器翅片結(jié)霜的方法主要有處理室外空氣和處理翅片表面。對室外空氣進行除濕處理、降低空氣的露點溫度是抑制翅片表面結(jié)霜的有效途徑之一[7]，但這種方法需增加一套除濕系統(tǒng)，在提高成本的同時也提高了運行和維護的難度。對翅片表面進行改性為一次性處理方法，在運行過程中無需額外能耗，具有高效率、低成本的優(yōu)點，應(yīng)用前景更廣闊[8]。受“荷葉效應(yīng)”的啟發(fā)，超疏水表面在抑制結(jié)霜方面的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注，近年來超疏水表面性能及其應(yīng)用成為研究熱點[9-11]。空氣源熱泵室外換熱器在冬季運行工況下，翅片上霜層的形成經(jīng)過液滴形成、液滴凍結(jié)、霜晶生成和霜層生長過程[12-13]。然而，人們對有關(guān)超疏水表面結(jié)霜過程的液滴凝結(jié)階段和霜晶生長階段的研究較多，對有關(guān)液滴凍結(jié)初期行為特性的研究報道甚少[14]。……