相关文章

东进资讯:纳米疏水技能在制冷中的使用探究

】【中

】【小

水与材料表面的粘着力,主要取决于材料的表面能,材料的表面能越低对水的粘着力就越小。当材料表面达到超疏水能力,及水接触角在160°以上时,材料对水的粘着力就很小了。当疏水角接近170°时,将材料仅倾斜1°,水珠在重力的作用下就会滚动。所以当换热器的表面具有超疏水能力时,空气中的水蒸气就很不容易在换热器表面产生冷凝水,即使产生微小的水珠,由于表面粘着力很小,在循环风的作用下,微小水珠将被空气带走,参与空气循环,从而不产生冷凝水。

用纳米技术降低制冷回路的压降流体在管道中流动时,与管道的内表面接触将产生摩擦,流体与管道间的摩擦力大小与管道的几何形状、管道内表面的性质相关。就管道的表面性质来说,管道表面能越低,即内表面的疏水性和疏油性越好,则流体与管道的摩擦力越小,流体流经管道的压力降就越小,系统所耗能也就越少。采用纳米技术将制冷系统制冷剂回路的内表面制成具有超疏水能力的表面,则可大大减少流体压力降,进而达到节能的目的。

用纳米技术变膜状换热为珠状换热当材料表面的表面能较高时,即亲水性、亲油性好时,液体在表面形成液膜,当材料表面的表面能较低时,即疏水性、疏油性好时,液体在表面形成液珠。研究表明,膜状换热和珠状换热迥然不同,珠状换热效果是膜状换热的3-10倍。所以将制冷剂回路内表面制成超疏水表面,将提高换热能力,从而达到节能的目的。用纳米技术减少油膜、降低热阻当制冷剂回路内表面具有超疏水和超疏油能力时,制冷剂和润滑油与管道不形成膜,制冷剂中的润滑油不粘在管道内壁上,而是随着制冷剂循环。管道中的油膜,从传热学的角度看,是主要热阻,严重影响热传递,所以,如果在制冷剂回路管道内表面上不形成油膜,就可大幅提高传热效果,达到进一步节能的目的。

用纳米技术提高系统的自洁能力当把冰箱内胆和空调接水槽的表面制成具有超疏水能力的表面时冰箱和空调就具有很强的自洁功能,污东西就不容易粘在冰箱上,冰箱和空调就更容易清洁。国内外现状和技术发展趋势从20世纪70年代开始,国内外相继开展了对换热器用铝箔进行预处理、以改善其表面性能的研究。90年代,空调器表面涂层处理技术已应用于工业生产。采用亲水膜和疏水膜来解决水桥问题。日本和东南亚国家多用亲水膜技术,而欧美多用疏水膜技术。但是,到目前为止,采用已有的亲水膜和疏水膜技术只是改善了水桥问题,并没有解决换热器结霜问题,因此,现有空调,无论是国产的还是进口的,在制热时,室外换热器都会结霜,需要化霜,在消耗大量能源的同时,产生大量化霜水。原因是,以前的疏水膜的疏水性还不够好,水与换热器表面的接触角偏小,通常在80°左右。

在研究中,我们还研究了大量有关纳米疏水表面、冷表面结霜。从文献中发现,世界上有几个国家研究出了具有荷叶效应的材料,甚至疏水角可以达到170°,比荷叶的疏水性还好。有不少研究者研究了不同性质表面的结霜、化霜情况,尤其值得一提的是,我国在这方面的研究也取得了长足的进展,我国学者研究的疏水表面的疏水角达到了170°;清化大学的研究表明,对于普通的冷表面,存在一临界风速,当风速大于该临界风速时,则空气在冷表面上不会结霜。我们认为,随着表面疏水性的提高,表面能的下降,不结霜的临界风速将下降,有利于研究出不结霜的空调系统,制冷不产生冷凝水的空调就更容易实现。