CN102748987A - 一种提高排水性能的换热器翅片 - Google Patents
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Abstract
一种提高排水性能的换热器翅片，属于换热器翅片技术领域。翅片的表面由两种不同润湿性能的表面按照一定的图案组合而成，构成许多的大接触角表面的间隔，第一种表面是超亲水表面，其接触角的范围是0°到15°；第二种表面则是大接触角的表面，接触角范围是30°到180°，本发明大大降低了翅片下沿的毛细效应，减小了悬挂水桥的附着高度，甚至避免下沿水桥的形成，从而有效降低翅片的存水量。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高排水性能的换热器翅片，该换热器翅片简单易行，可以广泛应用在各种换热器的翅片上，属于换热器翅片技术领域。
背景技术
翅片管换热器被广泛应用于空调热泵装置的室内、室外侧换热器中。其中，室内侧换热器在夏季制冷工况常处于凝露状态，如凝水不能有效排出，将会堵塞空气通路，增加通风阻力及设备噪音，并会提高空调器能耗。更重要的是湿工况有助于霉菌的生长，从而恶化空调房间的室内空气品质；而空气源热泵室外侧蒸发器在冬季供暖时常处于结霜工况，除霜过程的融霜水是否能有效排出，也直接影响空气源热泵机组的运行性能。如换热器表面有残留的融霜水存在，在接下来的供热循环中很容易二次成霜，在往复多次的情况下，换热器会出现局部冻结，从而大幅降低机组的供热能力。因此，怎样提高翅片管换热器的排水性能，对于改善空调、热泵机组湿工况和结除霜工况下的运行性能有重要意义。
早期普通的翅片表面的水接触角在四、五十度左右，初期的冷凝水在它上面会形成几毫米直径的接近球冠状的液滴，当球冠直径达到翅片间距时，则液滴在翅片间形成水桥，阻碍气体流通。近年来，人们采用了具有超亲水表面的翅片，使得冷凝水在翅片表面完全铺展而不能形成液滴，有效避免了水桥的形成。但超亲水表面的翅片仍然存在另一个问题，即冷凝水挂翅片的下沿不能脱落，形成下沿水桥存水区。同时由于超亲水表面的接触角很小，使得下沿挂住的水桥高度比普通翅片的还要高，因此也形成较大的存水量。
发明内容
本发明的目的是提供一种有效降存水量的低翅片，该方法是通过在翅片表面构造一种具有复合润湿性能的表面来实现降低存水量。所述的具有复合润湿性能表面，是指该表面是由两种不同润湿性能的表面组合而成。这一点不同于以往的翅片表面，以往翅片表面的整个面积上的润湿性能都是均匀一致的。
为了实现上述目的，本发明一种提高排水性能的换热器翅片，其特征在于，翅片的表面由两种不同润湿性能的表面按照一定的图案组合而成，第一种表面是超亲水表面，其接触角的范围是0°到15°；第二种表面则是大接触角的表面，接触角范围是30°到180°。
所述的复合润湿性能表面的图案规则是，由超亲水表面在翅片表面形成竖向间隔排列的超亲水竖条（如图1），其他面积是由大接触角表面组成。优选超亲水竖条的宽度范围为0.1mm至2mm，大接触角表面宽度范围（或即相邻两超亲水竖条之间的间隔）为0.2mm至8mm。
或者所述的复合润湿性能表面的图案规则是，由超亲水表面为在翅片表面形成竖向间隔排列的超亲水竖条（如图2），并且在竖条的两侧还带有侧向倾斜伸出的线条状超亲水枝杈，其他面积是由大接触角表面填充。优选超亲水竖条的宽度范围为0.1mm至2mm，线条状超亲水枝杈的宽度（指的是线宽）范围为0.1mm至2mm，大接触角表面间隔宽度（或即相邻两超亲水竖条之间的间隔）范围为0.2mm至8mm；超亲水枝杈线条与超亲水竖条之间的夹角为10°至70°，优选向同一方向倾斜，如同时向上或同时向下。
为了实现降低存水量的目的，组成该复合润湿性的两种表面中的第一种表面是超亲水表面，其接触角的范围是0°到15°；第二种表面则是大接触角的表面（接触角范围是30°到180°），可以是疏水表面（接触角>90°），也可以是接触角较大的普通亲水表面，例如接触角在四五十度的早期普通翅片表面就属于普通亲水表面。上述通过涂敷即可实现，通常来讲，第一种表面的接触角尽量小，而第二种表面的接触角尽量大，会达到更好的降低存水量的效果。
如应用于管式翅片换热器时，换热器包括换热通管和若干个独立的、平行的该换热翅片，换热通管通过液压胀接法横穿换热翅片。换热翅片垂直换热通管，换热通管可为多管程的。
按照本发明换热器翅片，由于翅片下沿不是均一的超亲水表面，而是存在许多的大接触角表面的间隔，大大降低了翅片下沿的毛细效应，减小了悬挂水桥的附着高度，甚至避免下沿水桥的形成，从而有效降低翅片的存水量。
附图说明
图1是复合润湿表面的基本图案规则示意图；
图2是复合润湿表面的一种变通图案示意图；
图中：1．超亲水表面组成的“超亲水竖条”；2．大接触角表面组成的“大接触间隔面积”；3．超亲水表面组成的线条“超亲水枝杈”。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行说明，但本发明并不限于以下实施例。用动态浸渍试验（Yongfang Zhong,Anthony M.Jacobi,et al.Dynamic dip testing as amethod to assess the condensate drainage behavior from the air-side surface ofcompact heat exchangers[J].Experimental Thermal and FluidScience,2005,29:957-970）测量的存水量。
实施例1
超亲水表面由超亲水涂料（水溶性丙烯酸树脂、固化剂、润湿剂、助溶剂、水组成）构成（接触角为5°）进行涂敷，形成竖直排列的超亲水竖条见图1中的1,其它的面积为普通铝表面构成的大接触角间隔面积2（如图1所示图案），接触角为65°。超亲水竖条1的宽度为0.1毫米，大接触角表面宽度为0.2mm。用动态浸渍试验测量的存水量为11.2g/m2。
实施例2
超亲水表面由超亲水涂料（聚乙二醇、固化剂、润湿剂、助溶剂等）构成，（接触角为0°）涂敷，形成竖直排列的平行超亲水竖条1，在平行超亲水竖条两侧还有向上斜斜45°角伸展出由超亲水涂料构成的超亲水枝杈3（如图2所示图案）,其它的面积为铝表面经十八硫醇超疏水处理后的大接触角间隔面积2，接触角为152°。超亲水竖条1和线条状超亲水枝杈3的宽度的宽度均为2毫米，大接触角表面间隔宽度（或即相邻两超亲水竖条之间的间隔）为8mm。用动态浸渍试验测量的存水量为5.5g/m2。
实施例3
超亲水表面由超亲水涂料（聚乙二醇、固化剂、润湿剂、助溶剂等）构成（接触角为0°），形成竖直排列的平行超亲水竖条1，在平行超亲水竖条1上斜向10°角伸展出由超亲水涂料构成的超亲水枝杈3（如图2所示图案）,其它的面积为铝表面经三乙氧基全氟甲硅烷超疏水处理后的大接触角间隔面积2，接触角为156°。超亲水竖条1和线条状超亲水枝杈3的宽度的宽度均为0.7毫米，大接触角表面间隔宽度为3mm。用动态浸渍试验测量的存水量为6.3g/m2。
实施例4
超亲水表面由超亲水涂料（聚乙二醇、固化剂、润湿剂、助溶剂等）构成（接触角为9.5°），形成竖直排列的平行超亲水竖条1，在平行超亲水竖条1上斜向70°角伸展出由超亲水涂料表面构成的超亲水枝杈3（如图2所示图案）,其它的面积为铝表面经三乙氧基全氟甲硅烷超疏水处理后的大接触角间隔面积2，接触角为156°。超亲水竖条1和线条状超亲水枝杈3的宽度的宽度均为0.3毫米，大接触角表面间隔宽度为5mm。用动态浸渍试验测量的存水量为4.8g/m2。
Claims (6)
1.一种提高排水性能的换热器翅片，其特征在于，翅片的表面由两种不同润湿性能的表面按照一定的图案组合而成，第一种表面是超亲水表面，其接触角的范围是0°到15°；第二种表面则是大接触角的表面，接触角范围是30°到180°；所述的复合润湿性能表面的图案规则是，由超亲水表面在翅片表面形成竖向间隔排列的超亲水竖条，其他面积是由大接触角表面组成。
2.按照权利要求1的一种提高排水性能的换热器翅片，其特征在于，超亲水竖条的宽度范围为0.1mm至2mm，大接触角表面宽度范围为0.2mm至8mm。
3.一种提高排水性能的换热器翅片，其特征在于，翅片的表面由两种不同润湿性能的表面按照一定的图案组合而成，第一种表面是超亲水表面，其接触角的范围是0°到15°；第二种表面则是大接触角的表面，接触角范围是30°到180°，所述的复合润湿性能表面的图案规则是，由超亲水表面为在翅片表面形成竖向间隔排列的超亲水竖条，并且在竖条的两侧还带有侧向倾斜伸出的线条状超亲水枝杈，其他面积是由大接触角表面填充。
4.按照权利要求3的一种提高排水性能的换热器翅片，其特征在于，超亲水竖条的宽度范围为0.1mm至2mm，线条状超亲水枝杈的宽度范围为0.1mm至2mm，大接触角表面间隔宽度范围为0.2mm至8mm。
5.按照权利要求3的一种提高排水性能的换热器翅片，其特征在于，超亲水枝杈线条与超亲水竖条之间的夹角为10°至70°。
6.按照权利要求5的一种提高排水性能的换热器翅片，其特征在于，超亲水枝杈线条向同一方向倾斜。
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