CN113803917B - 一种用于翅片换热器的除霜方法及装置 - Google Patents

一种用于翅片换热器的除霜方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种用于翅片换热器的除霜方法，涉及换热技术领域。其中，翅片换热器的结构中表面为磁响应超疏水表面，该磁响应超疏水表面上存在阵列分布的微柱，且该微柱在磁场作用下发生状态变化，使得超疏水表面对液滴的黏附性等能够响应磁场作用而变化，从而使得翅片换热器可以根据表面分布水含量，对磁场作用进行调整，从而主动调整疏水性，并在风力作用下对液滴进行驱除，以主动延缓结霜，调控磁响应超疏水表面的液滴形态，避免结冰、结霜，有效控制翅片换热器水含量分布，避免频繁停机除霜，提升换热设备的性能，减少能源浪费。

Description

一种用于翅片换热器的除霜方法及装置
技术领域
本申请涉及换热技术领域，特别是涉及一种用于翅片换热器的除霜方法及装置。
背景技术
翅片换热器是用于管式换热设备的常见结构，在动力、化工、石油化工、空调工程和制冷工程中得到了广泛的应用。翅片换热器在应用中由于结霜问题易于形成霜层，结霜会增加换热器的传热热阻，使蒸发温度和压缩机吸气压力下降，而且霜层的积聚也会降低换热器的传热效率，增加热泵运行能耗，其中，空调系统中霜层的积聚会使换热器的传热效率降低50％～75％。同时，霜层的持续增长还会减小换热器内空气流通面积，导致热泵工作状况进一步恶化，严重时甚至会烧毁压缩机并影响设备安全运行。
目前，采用在翅片换热器上制备疏水表面以延缓结霜的方法解决避免结霜问题，由于疏水表面上液滴与表面的接触角较大，核位垒较高，在超疏水表面中可以实现液滴与表面之间以悬浮的Cassie(卡西)状态存在，有效降低液滴与表面的接触面积，从而减慢液滴在表面的冻结时间，起到抑霜的效果。
但是，上述疏水表面仅能基于超疏水特性被动延缓结霜，难以有效控制翅片换热器的水含量分布，使得霜层越积越厚，只能在结霜后通过频繁停机切换四通阀进行除霜，影响换热设备的正常运行，造成能源浪费。
发明内容
本申请提供一种用于翅片换热器的除霜方法及装置，旨在提升对翅片换热器除霜的效率，更有效的控制翅片换热器表面的水含量分布，保证换热设备的正常运行，避免能源浪费。
第一方面，本申请实施例提供了一种用于翅片换热器的除霜方法，该翅片换热器包括磁响应超疏水表面，所述磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态，所述方法包括：
获取所述翅片换热器的表面分布水含量，所述表面分布水含量为单位面积中的水含量；
根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，使所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，并对所述翅片换热器的表面施加风力。
可选地，所述根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，包括：
在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积大于或等于预设面积的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
可选地，所述根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，包括
在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积小于预设面积的情况下，在所述表面分布水含量小于所述第一预设值的区域中确定目标区域；
在所述磁响应超疏水表面上的目标区域施加磁场作用，使所述目标区域中的微柱在磁场作用下处于刚性状态，非目标区域中的微柱处于柔性状态，所述非目标区域为所述磁响应超疏水表面上所述目标区域以外的其他区域；
在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积大于或等于预设面积的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
可选地，所述根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，包括：
在所述磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第二预设值的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
可选地，所述对所述翅片换热器的表面施加风力，包括：
在所述磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第三预设值的情况下，提高对所述翅片换热器的表面施加风力的风力参数。
可选地，所述微柱还在加热条件下处于刚性状态，所述根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用之后，还包括：
在所述翅片换热器的表面上发生结霜的情况下，对所述磁响应超疏水表面进行加热，使所述微柱处于刚性状态。
可选地，所述根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，包括：
在所述翅片换热器的边角区域中水含量的总值大于或等于第四预设值的情况下，向所述翅片换热器的边角区域施加磁场作用，使所述边角区域中的微柱在磁场作用下处于刚性状态；
在所述边角区域至所述中心区域的轨迹上控制磁场矢量，以使所述轨迹上的所述微柱发生形变。
第二方面，本申请实施例还提供了一种用于翅片换热器的除霜装置，该翅片换热器包括磁响应超疏水表面，所述磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态，所述装置包括：
表面水含量检测模块，用于获取所述翅片换热器的表面分布水含量，所述表面分布水含量为单位面积中的水含量；
磁场及风力调节模块，用于根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，使所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，并对所述翅片换热器的表面施加风力。
可选地，所述磁场及风力调节模块，具体用于在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积大于或等于预设面积的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
可选地，所述磁场及风力调节模块，包括：
目标区域度确定子模块，用于在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积小于预设面积的情况下，在所述表面分布水含量小于所述第一预设值的区域中确定目标区域；
磁场调节子模块，用于在所述磁响应超疏水表面上的目标区域施加磁场作用，使所述目标区域中的微柱在磁场作用下处于刚性状态，非目标区域中的微柱处于柔性状态，所述非目标区域为所述磁响应超疏水表面上所述目标区域以外的其他区域；
所述磁场调节子模块，还用于在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积大于或等于预设面积的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
可选地，所述磁场及风力调节模块，具体用于在所述磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第二预设值的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
可选地，所述磁场及风力调节模块，具体用于在所述磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第三预设值的情况下，提高对所述翅片换热器的表面施加风力的风力参数。
可选地，所述微柱还在加热条件下处于刚性状态，所述磁场及风力调节模块，还用于在所述翅片换热器的边角区域中水含量的总值大于或等于第四预设值的情况下，向所述翅片换热器的边角区域施加磁场作用，使所述边角区域中的微柱在磁场作用下处于刚性状态：
所述磁场及风力调节模块，还用于在所述边角区域至所述中心区域的轨迹上控制磁场矢量，以使所述轨迹上的所述微柱发生形变。
第三方面，本申请实施例还提供了一种设备，该设备包括：接口，总线，存储器与处理器，该接口、存储器与处理器通过该总线相连接，该存储器用于存储可执行程序，该处理器被配置为运行所述可执行程序实现如第一方面所述的用于翅片换热器的除霜方法的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，该计算机可读存储介质上存储可执行程序，该可执行程序被处理器运行实现如第一方面所述的用于翅片换热器的除霜方法的步骤。
本申请实施例中，翅片换热器包括磁响应超疏水表面，其中，磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，该微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态，此时，可以获取翅片换热器的表面分布水含量，即获取单位面积中的水含量，根据表面分布水含量，可以向磁响应超疏水表面施加磁场作用，使所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，并对翅片换热器的表面施加风力，在无磁场作用时，微柱为柔性状态，液滴使柔性微柱坍塌可以落入微柱阵列中，使得磁响应超疏水表面对液滴的粘附性高，水分易聚积；在磁场作用下，微柱为刚性状态，微柱直立并将液滴支撑在微柱尖端，使得磁响应超疏水表面对液滴的粘附性降低，易滑落分离。因此，通过获取翅片换热器的表面分布水含量，并根据表面分布水含量向磁响应超疏水表面施加磁场作用，使表面上的微柱处于刚性状态，对液滴的粘附性降低，并配合风力驱动去除液滴，降低翅片换热器的表面水含量，达到根据水含量主动延缓结霜的效果，更有效的控制翅片换热器表面的水含量分布，保证换热设备的正常运行，避免频繁结霜、加热除霜的操作，降低能源浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种用于翅片换热器的除霜方法的步骤流程图；
图2是本申请实施例提供的一种翅片换热器上磁响应超疏水表面的结构示意图；
图3a是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面温泽尔模式的形态示意图；
图3b是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面卡西模式的形态示意图；
图3c是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面转换卡西模式的形态示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种用于翅片换热器的除霜方法的步骤流程图；
图5a是本申请中磁响应超疏水表面的微柱状态变化示意图；
图5b是本申请中磁响应超疏水表面的水平面液滴操控过程示意图；
图5c是本申请中磁响应超疏水表面的斜面液滴操控过程示意图；
图6a是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面在10个周期的磁场作用下接触角的变化示意图；
图6b是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面在10个周期的磁场作用下滑动角的变化示意图；
图6c是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面载荷状态示意图；
图6d是本申请实施例提供的一种载荷状态下磁响应超疏水表面的附着状态变化示意图；
图6e是本申请实施例提供的2.2kPa载荷下磁响应超疏水表面的附着状态变化示意图；
图7a是本申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的液滴输送操作原理示意图；
图7b是本申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的液滴输送操作实例示意图；
图8a是本申请实施例提供的一种基于第一磁响应超疏水表面的3微升液滴输送操作实例示意图；
图8b是本申请实施例提供的一种基于第一磁响应超疏水表面的10微升液滴输送操作实例示意图；
图8c是本申请实施例提供的一种基于第一磁响应超疏水表面的15微升液滴输送操作实例示意图；
图8d是本申请实施例提供的一种基于第一磁响应超疏水表面的20微升液滴输送操作实例示意图；
图8e是本申请实施例提供的一种基于第二磁响应超疏水表面的20微升液滴输送操作实例示意图；
图8f是本申请实施例提供的一种基于第二磁响应超疏水表面的25微升液滴输送操作实例示意图；
图8g是本申请实施例提供的一种基于第二磁响应超疏水表面的30微升液滴输送操作实例示意图；
图8h是申请实施例通过的另一种基于第一磁响应超疏水表面的10微升/30微升液滴输送操作实例示意图；
图9a是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面的每组一滴的两组液滴输送操作实例示意图；
图9b是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面的每组两滴的两组液滴输送操作实例示意图；
图9c是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面的每组两滴的一组液滴输送操作实例示意图；
图9d是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面的每组四滴的一组液滴输送操作实例示意图；
图10a是本申请实施例提供的一种加热时间对磁响应超疏水表面的接触角影响变化示意图；
图10b是本申请实施例提供的一种加热时间对磁响应超疏水表面的滑动角变化示意图；
图11a是申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的液滴驱动原理示意图；
图11b是本申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的液滴驱动实例示意图；
图11c是本申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的不同体积液滴驱动实例示意图；
图11d是本申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的液滴沿电弧线驱动实例示意图；
图12是本申请实施例提供的一种用于翅片换热器的除霜装置的结构框图；
图13是本申请提供的一种换热设备中翅片换热器的主动延缓结霜过程示例图；
图14是申请实施例提供的一种翅片换热器在换热设备中的安装位置示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1是本申请实施例提供的一种用于翅片换热器的除霜方法的步骤流程图，所述翅片换热器包括磁响应超疏水表面，所述磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态。
本申请实施例中，翅片换热器通常由翅片管、翅片组成，翅片的表面结构有平翅、间断翅、波纹翅和穿孔翅等，以铜管直径、孔距、排距的参数区分不同规格的翅片换热器，翅片换热器中可以通过增加翅片，翅片管的内、外表面积等提高换热效率。该除霜方法基于翅片换热器上的磁响应超疏水表面实现。
图2是本申请实施例提供的一种翅片换热器上磁响应超疏水表面的结构示意图，如图2所示，超疏水表面指一种接触角大于150°，接触角滞后小于10°，滚动角小于5°且液滴呈稳定Cassie(卡西)状态的表面，具有疏水性，由于核位垒较高，从而可以减慢液滴在表面的冻结时间，起到抑霜的效果；磁响应超疏水表面在此基础上包括阵列分布、紧密排列的微柱，如图2所示，微柱呈针状，在磁场作用下可以发生刚性、柔性状态变化，从而能够表现出对液滴不同大小的粘附性。可选地，微柱的磁性可以是由微柱表面包裹的磁性材料提供，也可以是微柱由磁性材料沉积得到，使得微柱的状态可以随磁场的方向、大小发生变化，如刚性状态下微柱向磁场方向的同向、反向伸展并固化，或柔性状态下微柱在外力作用下坍塌等，磁性材料可以是羰基铁粉(Carbonyl Iron Powder，CIP)、四氧化三铁铁粉等，还可以添加聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)等材料，PDMS较低的表面能和固化弹性能够为微柱提供一定疏水性和刚性，从而提升超疏水表面的疏水性能，磁响应超疏水表面可以通过旋涂、喷涂、沉积等方式制备得到，本申请对此不作具体限制。
参照图1，该方法可以包括：
步骤101、获取所述翅片换热器的表面分布水含量，所述表面分布水含量为单位面积中的水含量。
本申请实施例中，表面分布水含量可以是单位面积中的水含量，其中，水含量可以是水分的体积、质量等，可选地，可以对翅片换热器的表面分布水含量进行实时检测，也可以周期性的获取翅片换热器的表面分布水含量，也可以根据翅片换热器不同的工况选择不同的水含量分布测量方案，本申请实施例对此不作具体限制。
步骤102、根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，使所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，并对所述翅片换热器的表面施加风力。
本申请实施例中，微柱的状态根据外部磁场作用可以是刚性，也可以是柔性，从而形态可以是直立，可以是沿磁场方向的同向、反向延伸，也可以是外力作用下坍塌等。
图3a是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面温泽尔模式的形态示意图；图3b是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面卡西模式的形态示意图；图3c是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面转换卡西模式的形态示意图。
其中，如图3a所示，在无磁场作用时，微柱处于柔性状态，在液滴重力作用下微柱坍塌，使得液滴落入微柱的阵列内，浸入微柱结构之间的间隙中，形成Wenzel(温泽尔)模式中液滴被钉住的状态，如图3a所示，液滴接触并附着在表面，使得表面粘附性高，疏水性差；在施加磁场作用时，如图3b所示，微柱为刚性状态，向磁场方向伸展并固化，使得液滴在微柱的支撑下能够不接触表面，形成Cassie模式的疏水状态，使得表面粘附性低，从而易于分离、去除，疏水性好，在磁场作用下的形态改变实现了对超疏水表面的粘附性控制调整，从而能够控制液滴的附着、分离，起到了主动延缓结霜的作用。
本申请实施例中，可以看出看出图3a、3b之间的状态转换实质上是转换卡西模式，此时，液滴与表面之间的接触通常处于中间的转换卡西模块的状态，如图3c所示，转换卡西模式的接触角由如下公式(1)计算得到：
cosθt＝[fa+πax/(a+b)2]cscθ+fa-1………(1)
θt、θ分别表示磁响应超疏水表面的接触角和温泽尔模式下平面的接触角；fa表示液滴靠近超疏水表面侧与空气接触的固体表面积的分数；a、x、b分别表示相邻两微柱之间的间隙、液滴浸入深度和微柱直径；无磁场作用时，a和x较大，施加磁场作用时，a和x极大减小，fa增大，从而使得液滴与表面接触面积减小，提高疏水性。
本申请实施例中，基于上述磁响应超疏水表面中微柱在磁场作用下的刚性、柔性状态变化，根据翅片换热器的表面分布水含量，向磁响应超疏水表面施加磁场作用，主动改变磁响应超疏水表面的粘附性，并向翅片换热器表面提供风力以破坏表面上液滴的张力平衡，从而使液滴从翅片换热器表面滑落、分离等，更好地控制翅片换热器表面的水含量分布，提到了除霜效率。
本申请实施例中，翅片换热器包括磁响应超疏水表面，其中，磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，该微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态，此时，可以获取翅片换热器的表面分布水含量，即获取单位面积中的水含量，根据表面分布水含量，可以向磁响应超疏水表面施加磁场作用，使所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，并对翅片换热器的表面施加风力，在无磁场作用时，微柱为柔性状态，液滴使柔性微柱坍塌可以落入微柱阵列中，使得磁响应超疏水表面对液滴的粘附性高，水分易聚积，在磁场作用下，微柱为刚性状态，微柱直立并将液滴支撑在微柱尖端，使得磁响应超疏水表面对液滴的粘附性降低，易滑落分离，因此，通过获取翅片换热器的表面分布水含量，并根据表面分布水含量向磁响应超疏水表面施加磁场作用，使表面上的微柱处于刚性状态，对液滴的粘附性降低，并配合风力驱动去除液滴，降低翅片换热器的表面水含量，达到根据水含量主动延缓结霜的效果，更有效的控制翅片换热器表面的水含量分布，保证换热设备的正常运行，避免频繁结霜、加热除霜的操作，降低能源浪费。
图4是本申请实施例提供的另一种用于翅片换热器的除霜方法的步骤流程图，所述翅片换热器包括磁响应超疏水表面，所述磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态。
本申请实施例中，磁响应超疏水表面等可以对应参照前述图2的相关描述，为避免重复，在此不再赘述。
参照图4，该方法可以包括：
步骤201、获取所述翅片换热器的表面分布水含量，所述表面分布水含量为单位面积中的水含量。
本申请实施例中，可以根据应用环境、成本限制、使用要求等选则不同种类、原理的设备获取翅片换热器的表面分布水含量，如可以采用微波水含量分布检测设备，基于微波穿透法，根据微波穿过翅片换热器的表面后速度、强度的变化确定表面上单位面积的水含量；也可以采用近红外水含量分布检测设备，基于近红外波长被水分子吸收的原理，分析特定波长的近红外在穿过翅片换热器的表面后的能量变化等，具体的，可对应参照前述步骤101的相关描述，为避免重复，在此不再赘述。
本申请的一实施例中，步骤201之后，包括：
步骤202、在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积大于或等于预设面积的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
本申请实施例中，第一预设值可以是在机组工作环境下，对翅片换热器表面发生结霜时的表面分布水含量进行测量得到，其中，可以考虑在结霜时水含量在磁响应超疏水表面上的分布情况，如可以测量结霜时表面分布水含量即单位面积内水含量的临界值，也可以测量结霜时表面分布水含量达到临界值的区域面积等，可选地，第一预设值可以小于或等于该临界值，预设面积可以小于或等于表面分布水含量达到临界值的区域面积。此时，当翅片换热器表面上单位面积的水含量达到第一预设值的区域面积达到预设面积时，可以认为翅片换热器的表面结霜的概率较高，从而可以对磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使磁响应超疏水表面上全部的微柱在磁场作用下处于刚性状态，则磁响应超疏水表面上所有的水分在刚性微柱的支撑下悬空，磁响应超疏水表面黏附性降低，从而在风力作用下被驱离该磁响应超疏水表面，主动降低翅片换热器表面的水含量，达到延缓结霜的效果。
在本申请的另一实施例中，步骤201之后，包括：
步骤203、在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积小于预设面积的情况下，在所述表面分布水含量小于所述第一预设值的区域中确定目标区域。
本申请实施例中，参照步骤202的相关描述，对应的在磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积小于预设面积的情况下，可以认为翅片换热器表面结霜的概率较低。由于去除液滴需要磁响应超疏水表面对液滴的黏附性小于液滴的重力，而翅片换热器的安装存在一定倾角，此时，液滴的重力越大越便于去除。因此，可以对磁响应超疏水表面的液滴进行选择性输送，使其聚集为更大的液滴，便于直接一次去除。可选地，可以在表面分布水含量小于第一预设值的区域中确定目标区域，即可以在单位面积的水含量较低的区域中确定部分或全部的区域为目标区域。
步骤204、在所述磁响应超疏水表面上的目标区域施加磁场作用，使所述目标区域中的微柱在磁场作用下处于刚性状态，非目标区域中的微柱处于柔性状态，所述非目标区域为所述磁响应超疏水表面上所述目标区域以外的其他区域。
本申请实施例中，可以对磁响应超疏水表面的目标区域施加磁场作用，则目标区域中的微柱在磁场作用下处于刚性状态，非目标区域中的微柱处于柔性状态，在刚性微柱的支撑下目标区域内的液滴易滑落，在柔性微柱的捕捉下非目标区域中的液滴稳定在表面，则目标区域内的液滴滑落至非目标区域，可以稳定在非目标区域表面，还可以与非目标区域中的水分聚合形成更大的液滴，便于去除。可选地，非目标区域可以是表面分布水含量低于第一预设值的区域，也可以是表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域，也可以包括上述两区域，非目标区域与目标区域可以处于同一平面，也可以处于不同平面，本申请实施例对此不做具体限制。
图5a是本申请中磁响应超疏水表面的微柱状态变化示意图，如图5a所示，在无磁场作用时，微柱状态为柔性，液滴落入微柱的阵列内，此时，超疏水表面的接触角为108°±3°，滑动角约为180°，表面的粘附性高，液滴附着在表面上，在磁场强度为0.4T时，微柱在磁场作用下状态为刚性，液滴在微柱的支撑下位于微柱的尖端，此时，接触角为154°±1°，滑动角约为10°。
图5b是本申请中磁响应超疏水表面的水平面液滴操控过程示意图，如图5b所示，采用细针向磁响应超疏水表面放置8微升水滴，在无磁场作用下，0～3.5秒内，操作细针上的水滴接触表面后提起细针，水滴脱离细针并完全附着在表面，此时，磁响应超疏水表面对水滴的附着力和液滴的重力大于细针对液滴的附着力；在磁场强度为0.4T时，0～3.5秒内，水滴接触磁响应超疏水表面后提起细针，水滴未与细针分离，且磁响应超疏水表面未残留水分，此时，可以看出磁响应超疏水表面对水滴的附着力显著降低，使得水滴在外力作用下在表面移动时不会附着在表面上。
图5c是本申请中磁响应超疏水表面的斜面液滴操控过程示意图，如图5c所示，在倾斜角度为10°的磁响应超疏水表面上，未施加磁场时，0～1000毫秒内，水滴从细针上脱离后滴落在表面，并稳定的附着在表面；在施加磁场为0.4T时，0～467毫秒内，水滴从细针上脱离后滴落在表面，并沿倾斜方向滑落离开该表面。
如图5a、5b和5c所示，在磁场作用的变化下，磁响应超疏水表面可以对液滴进行选择性的捕捉、释放。
图6a是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面在10个周期的磁场作用下接触角的变化示意图，图6b是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面在10个周期的磁场作用下滑动角的变化示意图，图6c是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面载荷状态示意图，图6d是本申请实施例提供的一种载荷状态下磁响应超疏水表面的附着状态变化示意图，图6e是本申请实施例提供的2.2kPa载荷下磁响应超疏水表面的附着状态变化示意图。如图6a、b所示，当施加0.4T的磁场时，图6a中10个周期(Cycles)中接触角从110°～120°变化为150°，图6b中10个周期中滑动角从180°变化为10°，如图6c所示，在磁响应超疏水表面上施加了一定的载荷(Pressure)，小于2.2kPa时从11Pa每次增加11.3Pa的载荷至大于或等于2.2kPa。如图6d所示，每次增加载荷后，磁响应超疏水表面仍然可以很好地切换附着状态。在0.4T的外部磁场作用下，接触角在120Pa以下稳定在150°左右，随着载荷进一步增加到2.2kPa，在0.4T的外部磁场作用下，接触角逐渐减小到144°，在无外部磁场作用时，接触角随载荷增加逐渐减小到110°。图6e显示了最终载荷下微柱的不同形态。在加载最大2.2kPa后，响应于磁场变化，在柔性状态下倒塌的微柱可以转变为刚性状态并完全恢复原状，这证实了该磁响应超疏水表面形态改变的循环可逆性和耐久性。
如图6a～e所示，在磁场作用的变化下，磁响应超疏水表面对液滴的捕捉、释放具有循环可逆性，且针对不同载荷具有耐久性。
本申请实施例中，液滴操控除了基于磁场作用改变磁响应超疏水表面上微柱状态，使得液滴附着在表面或从表面滑落外，还可以通过磁场作用使得磁响应超疏水表面对液滴进行捕捉、释放，使其与其他液滴混合，形成更大的液滴，即可以实现对液滴的附着、输送、混合、滑落等等，其中，液滴可以是一个、多个液滴，可以是相同体积、不同体积液滴等，基于磁响应超疏水表面上阵列分布的磁性微柱结构，实现了对液滴的操作。
图7a是本申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的液滴输送操作原理示意图，如图7a所示，疏水表面(hydrophobic surfaces)附着有第一液滴301、第二液滴302，在无施加磁场作用的情况下，磁响应超疏水表面30接触第一液滴301并对第一液滴301进行吸附，对磁响应超疏水表面30进行移动，在磁响应超疏水表面30移动到第二液滴302附近时，对磁响应超疏水表面30施加0.4T的磁场作用，使得微柱在磁场作用下直立，粘附性降低，第一液滴301脱离磁响应超疏水表面30接触第二液滴302，混合形成第三液滴303，实现了对第一液滴301的输送。其中，箭头方向表示磁响应超疏水表面的移动方向。由于磁响应超疏水表面30上述特性的循环可逆，因此，可重复实现上述液滴输送。
图7b是本申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的液滴输送操作实例示意图，如图7b所示，在无磁场作用下，磁响应超疏水表面40接触第一液滴401，并移动到第二液滴402上方，此时，施加0.4T的磁场作用，使得磁响应超疏水表面40粘附性降低，第一液滴401落下与第二液滴402混合获得第三液滴403，实现液滴输送。其中，箭头方向表示磁响应超疏水表面的移动方向。
图8a是本申请实施例提供的一种基于第一磁响应超疏水表面的3微升液滴输送操作实例示意图，图8b是本申请实施例提供的一种基于第一磁响应超疏水表面的10微升液滴输送操作实例示意图，图8c是本申请实施例提供的一种基于第一磁响应超疏水表面的15微升液滴输送操作实例示意图，图8d是本申请实施例提供的一种基于第一磁响应超疏水表面的20微升液滴输送操作实例示意图。其中，图8a～d的第一磁响应超疏水表面经过10秒喷雾沉积得到，可以看出，采用图7a的液滴输送原理，10秒喷涂形成的磁响应超疏水表面可以成功输送3、10和15μL的液滴，而无法捕获20μL的液滴以对该液滴进行输送。
图8e是本申请实施例提供的一种基于第二磁响应超疏水表面的20微升液滴输送操作实例示意图，图8f是本申请实施例提供的一种基于第二磁响应超疏水表面的25微升液滴输送操作实例示意图，图8g是本申请实施例提供的一种基于第二磁响应超疏水表面的30微升液滴输送操作实例示意图。其中，图8e～g的第二磁响应超疏水表面经过15秒喷雾沉积得到，可以看出，采用图5a的液滴输送原理，15秒喷涂形成的磁响应超疏水表面可以成功输送20、25μL的液滴，而无法捕获30μL的液滴。
可选地，根据图8a～g可以看出，磁响应超疏水表面具有最大附着力，在液滴体积在一定范围内重力小于最大附着力时，可以成功捕获液滴，以对不同表面上的液滴进行输送聚集，实现了对液滴的选择性输送。
图8h是申请实施例通过的另一种基于第一磁响应超疏水表面的10微升/30微升液滴输送操作实例示意图，可以看出，当第一磁响应超疏水表面与10、30μL的液滴充分接触后，第一磁响应超疏水表面捕获了10μL液滴，移动第一磁响应超疏水表面以将被捕获的10μL液滴悬置于30μL液滴上方，并施加0.4T的磁场作用，使其脱离落下，使10μL液滴与30μL液滴混合。
图9a是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面的每组一滴的两组液滴输送操作实例示意图，其中，图9a中磁响应超疏水表面的直径为30毫米，在磁响应超疏水表面上放置两滴液滴，再将磁响应超疏水表面翻转180°，将磁响应超疏水表面附着在运输平台上，通过运输平台将磁响应超疏水表面移动到不同位置，并通过对不同组液滴的区域先后施加0.4T的磁场作用卸载不同液滴。
图9b是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面的每组两滴的两组液滴输送操作实例示意图，如图9b所示，磁响应超疏水表面的直径为30毫米，通过运输平台将磁响应超疏水表面的两组液滴先后移动到相同位置，并通过对不同组液滴的区域先后施加0.4T的磁场作用卸载不同组液滴，使两组液滴混合。
图9c是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面的每组两滴的一组液滴输送操作实例示意图，如图9c所示，磁响应超疏水表面的直径为30毫米，通过运输平台将磁响应超疏水表面的一组两滴液滴移动到相同位置，并通过对该组液滴的区域施加0.4T的磁场作用卸载该组液滴。
图9d是本申请实施例提供的一种磁响应超疏水表面的每组四滴的一组液滴输送操作实例示意图，如图9d所示，磁响应超疏水表面的直径为30毫米，通过运输平台将磁响应超疏水表面的一组四滴液滴移动到相同位置，并通过对该组液滴的区域施加0.4T的磁场作用卸载该组液滴。
根据图9a～d所示，本申请实施例中，通过控制磁场作用的区域、顺序可以对一个或两个以上液滴进行同批、分批输送。
步骤205、在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积大于或等于预设面积的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
本申请实施例中，步骤205可对应参照前述步骤202的相关描述，为避免重复，在此不在赘述。其中，根据表面分布水含量，在结霜风险较低时对液滴进行聚集，在结霜风险较高时对液滴进行去除，从而能够根据实际工况选择性的施加磁场作用，在主动延缓结霜的同时可以降低能源消耗。
在本申请的又一实施例中，所述步骤201之后，包括：
步骤206、在所述磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第二预设值的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
本申请实施例中，水含量的总值可以是根据表面分布水含量与磁响应超疏水表面的总面积确定的总值，即根据对翅片换热器在对应工况下发生结霜时表面的水含量总值确定第二预设值，其中，第二预设值可以小于或等于发生结霜时表面的水含量总值，如，第二预设值取值可以为0，或取值为发生结霜时表面的水含量总值，或取值为大于0小于发生结霜时表面的水含量总值的任意值。在磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第二预设值的情况下，可以对磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使磁响应超疏水表面上全部的微柱在磁场作用下处于刚性状态，从而对全部区域内的液滴进行直接驱除。
在本申请的再一实施例中，所述步骤201之后，执行步骤202、步骤204、步骤205和/或步骤206时，还包括：
步骤207、在所述磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第三预设值的情况下，提高对所述翅片换热器的表面施加风力的风力参数。
本申请实施例中，在磁响应超疏水表面对液滴的黏附性低的情况下，可以通过向翅片换热器的表面施加风力驱离液滴，可选地，可以通过设置风机向翅片换热器的表面施加风力。第三预设值可以小于或等于在翅片换热器处于机组正常运行的工况下，且风机的运行频率为预设频率时，可在结霜前及时驱逐液滴的水含量总值，其中，预设频率小于风机的最大运行频率。在磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第三预设值的情况下，可以认为当期风机提供的风力参数对液滴驱除的效率低，结霜概率较大，可以提高对翅片换热器表面施加风力的风力参数，如可以提高对翅片换热器的表面施加风量、风压中的至少一种，可选地，提高后的风力参数可以根据实时水含量的总值进行确定，本申请实施例对此不做具体限制。
本申请实施例中，还包括：
步骤208、在所述翅片换热器的表面上发生结霜的情况下，对所述磁响应超疏水表面进行加热，使所述微柱处于刚性状态。
本申请实施例中，微柱还可以在加热条件下转化为刚性状态，即随着加热的温度、时间提升，微柱刚性提升，使得微柱能够承受更高的载荷，更好的保持支撑液滴的卡西模式形态或转卡西模式形态，在无磁场作用的情况下，可以提升磁响应超疏水表面的疏水特性，或在磁场作用下，进一步提升磁响应超疏水表面的疏水特性。在翅片换热器发生结霜的情况下，可以通过加热融化、去除霜层，如在翅片换热器发生结霜时机组停机并切换四通阀通过水温加热，此时，磁响应超疏水表面可以提供良好的疏水性能，将霜层融化后的水滴及时驱除，有效提高化霜速度，减少由于化霜加热引起的水温波动，降低了能源消耗，可选地，微柱可以采用PDMS材料沉积得到，或微柱表面包裹PDMS材料的外层，从而实现微柱在加热条件下转变为刚性状态。
图10a是本申请实施例提供的一种加热时间对磁响应超疏水表面的接触角影响变化示意图，图10b是本申请实施例提供的一种加热时间对磁响应超疏水表面的滑动角变化示意图，如图10a、b所示，将制磁响应超疏水表面置于90℃的干燥箱中，可以看出，在无磁场作用的情况下，图10a中初始的接触角为108°，图10b中初始的滑动角为180°，随着加热时间的增长，即在无磁场作用下随着加热时间的增长图10a中接触角逐渐增大，图10b中滑动角逐渐减小。其中，当表面的温度较高时，聚二甲基硅氧烷会进一步固化，使得微柱在水滴等小载荷下更难变形，使其保持悬浮状态，但提高微柱的硬度足以承受加热后的液滴载荷，可以看出表面形貌的变化不大，即即使没有磁场作用，表面受热也会能使磁响应超疏水表面逐渐产生超疏水的特性。如图10a所示，在开始加热时，无磁场作用下微柱为柔性状态，在液滴载荷下变形，在加热240分钟后，微柱在加热条件下变为刚性状态，且表面形貌变化不大。
本申请实施例中，还包括：
步骤209、在所述翅片换热器的边角区域中水含量的总值大于或等于第四预设值的情况下，向所述翅片换热器的边角区域施加磁场作用，使所述边角区域中的微柱在磁场作用下处于刚性状态。
本申请实施例中，由于磁响应超疏水表面的低滑动角，使得液滴易于移动、滑落，可选地，还可以通过在表面设置可移动的其他磁体对液滴的移动方向、轨迹进行控制，从而提高液滴输送的选择性、方向性，如由于翅片换热器的安装结构，其边角区域通风不畅，结霜概率高于中心区域，此时，第四预设值可以是根据对一个边角区域在发生结霜时水含量的总值测量得到的，其中，第四预设值可以小于或等于一个边角区域在发生结霜时水含量的总值，当翅片换热器的一个边角区域中水含量大于或等于第四预设值时，可以对该边角区域施加磁场作用，使该边角区域的微柱处于刚性状态，对液滴表现出低黏附性。
步骤210、在所述边角区域至所述中心区域的轨迹上控制磁场矢量，以使所述轨迹上的所述微柱发生形变。
本申请实施例中，由于微柱具有磁性，因此可以通过对磁场矢量进行控制，从而控制微柱发生形变，通过控制微柱形变可以控制表面液滴的定向滑动，如，控制磁场沿边角区域向中心区域的路径轨迹发生磁场矢量变化，以控制边角区域中至中心区域路径的微柱发生形变，由于微柱在自然状态下为直立形态，因此形变后微柱发生倾斜使其疏水性降低，从而控制边角区域中的液滴沿轨迹向中心区域移动，由于中心区域通风较好，受风力影响较好，从而能够有效解决边角区域易结霜的问题，主动提高延缓结霜的全面、有效，可选地，轨迹可以是预设轨迹，也可以是根据磁响应超疏水表面的含水量分布动态变化的轨迹，可以控制磁铁位置，或者可以采用矢量三维电磁铁等以控制磁场矢量，本发明实施例对轨迹、控制磁场移动的方式不作具体限制。
图11a是申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的液滴驱动原理示意图，其中，磁响应超疏水表面通过将质量分数为5％的碳纳米颗粒(Carbon nano particles，CNPs)分散在2毫升的二氯甲烷中，喷涂在磁响应超疏水表面上，并在55℃下固化半小时得到，如图11a所示，在磁场作用中磁体的驱动下，在磁响应超疏水表面的微柱发生形变，驱动液滴沿形变轨迹发生移动，且支撑液滴的微柱处于同一水平面上。
图11b是本申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的液滴驱动实例示意图，如图11b所示，在磁场作用下，随着磁体的移动，移动轨迹上的磁场矢量发生变化，驱动磁响应超疏水表面上未附着的液滴沿磁体移动轨迹被从左侧驱动到右侧，再从右侧驱动左侧。
图11c是本申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的不同体积液滴驱动实例示意图，如图11c所示，在磁场作用下，未附着在磁响应超疏水表面的3、10、15、20、25、30μL液滴均可以随着磁体的移动受驱动沿磁体移动轨迹实现液滴位置移动。
图11d是本申请实施例提供的一种基于磁响应超疏水表面的液滴沿电弧线驱动实例示意图，如图11d所示，当磁体沿电弧线的方向移动时，在磁体驱动下液滴可以沿电弧线的轨迹移动，并回到起点位置。
如图11a～d所示，磁体在移动过程中改变了磁体影响范围内的磁场矢量，使得磁体影响范围内的微柱沿磁场矢量变化发生倾斜，驱动液滴沿磁体移动轨迹移动，因此，基于磁场矢量变化可以实现液滴的定向移动。
本申请实施例中，翅片换热器包括磁响应超疏水表面，其中，磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，该微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态，此时，可以获取翅片换热器的表面分布水含量，即获取单位面积中的水含量，根据表面分布水含量，可以向磁响应超疏水表面施加磁场作用，使所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，并对翅片换热器的表面施加风力，在无磁场作用时，微柱为柔性状态，液滴使柔性微柱坍塌可以落入微柱阵列中，使得磁响应超疏水表面对液滴的粘附性高，水分易聚积；在磁场作用下，微柱为刚性状态，微柱直立并将液滴支撑在微柱尖端，使得磁响应超疏水表面对液滴的粘附性降低，易滑落分离。因此，通过获取翅片换热器的表面分布水含量，并根据表面分布水含量向磁响应超疏水表面施加磁场作用，使表面上的微柱处于刚性状态，对液滴的粘附性降低，并配合风力驱动去除液滴，降低翅片换热器的表面水含量，达到根据水含量主动延缓结霜的效果，更有效的控制翅片换热器表面的水含量分布，保证换热设备的正常运行，避免频繁结霜、加热除霜的操作，降低能源浪费。
图12是本申请实施例提供的一种用于翅片换热器的除霜装置50的结构框图，该翅片换热器包括磁响应超疏水表面，所述磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态，所述装置50包括：
表面水含量检测模块501，用于获取所述翅片换热器的表面分布水含量，所述表面分布水含量为单位面积中的水含量；
磁场及风力调节模块502，用于根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，使所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，并对所述翅片换热器的表面施加风力。
可选地，所述磁场及风力调节模块502，具体用于在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积大于或等于预设面积的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
可选地，所述磁场及风力调节模块502，包括：
目标区域度确定子模块，用于在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积小于预设面积的情况下，在所述表面分布水含量小于所述第一预设值的区域中确定目标区域；
磁场调节子模块，用于在所述磁响应超疏水表面上的目标区域施加磁场作用，使所述目标区域中的微柱在磁场作用下处于刚性状态，非目标区域中的微柱处于柔性状态，所述非目标区域为所述磁响应超疏水表面上所述目标区域以外的其他区域；
所述磁场调节子模块，还用于在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积大于或等于预设面积的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
可选地，所述磁场及风力调节模块502，具体用于在所述磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第二预设值的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
可选地，所述磁场及风力调节模块502，具体用于在所述磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第三预设值的情况下，提高对所述翅片换热器的表面施加风力的风力参数。
可选地，所述微柱还在加热条件下处于刚性状态，所述磁场及风力调节模块502，还用于在所述翅片换热器的边角区域中水含量的总值大于或等于第四预设值的情况下，向所述翅片换热器的边角区域施加磁场作用，使所述边角区域中的微柱在磁场作用下处于刚性状态：
所述磁场及风力调节模块502，还用于在所述边角区域至所述中心区域的轨迹上控制磁场矢量，以使所述轨迹上的所述微柱发生形变。
本申请实施例中，翅片换热器包括磁响应超疏水表面，其中，磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，该微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态，此时，可以获取翅片换热器的表面分布水含量，即获取单位面积中的水含量，根据表面分布水含量，可以向磁响应超疏水表面施加磁场作用，使所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，并对翅片换热器的表面施加风力，在无磁场作用时，微柱为柔性状态，液滴使柔性微柱坍塌可以落入微柱阵列中，使得磁响应超疏水表面对液滴的粘附性高，水分易聚积；在磁场作用下，微柱为刚性状态，微柱直立并将液滴支撑在微柱尖端，使得磁响应超疏水表面对液滴的粘附性降低，易滑落分离。因此，通过获取翅片换热器的表面分布水含量，并根据表面分布水含量向磁响应超疏水表面施加磁场作用，使表面上的微柱处于刚性状态，对液滴的粘附性降低，并配合风力驱动去除液滴，降低翅片换热器的表面水含量，达到根据水含量主动延缓结霜的效果，更有效的控制翅片换热器表面的水含量分布，保证换热设备的正常运行，避免频繁结霜、加热除霜的操作，降低能源浪费。
图13是本申请提供的一种换热设备中翅片换热器的主动延缓结霜过程示例图，如图13所示，换热设备60包括翅片换热器601、风机602，其中，翅片换热器601包括翅片管6011、电磁铁6012；翅片管换热器601上包括液滴，电磁铁6012设置于翅片换热器601原有的铜管孔中。
采用PWM方波控制电磁铁磁场，在水含量分布检测设备(图10未示出)检测到水含量分布达到预设水含量时，向电磁铁通电从而对翅片管换热器601施加磁场作用，激活磁响应超疏水表面的疏水特性，微柱由于磁场作用下直立对液滴起到支撑作用，使其与翅片换热器601的表面分离，此时，可以调整风机602的运行频率，向翅片换热器601表面提供风力，破坏液滴的张力平衡使其滑落，达到延缓结霜的效果。其中，箭头表示风向由外向内。
在机组结霜的情况下，可以将机组停机切换四通阀进行除霜，在除霜过程中，磁响应超疏水表面的微柱在加热条件下产生刚性，从而提升了微柱的尖端对液滴的承载能力，达到接触角约为156°，滑动角约为8°，磁响应超疏水表面的疏水性相比除霜前提升约15％，比常规超疏水表面的翅片换热器约提升60％，除霜的化霜时间降低约60％。
本申请实施例中，可以通过向不同位置的电磁铁通电以控制施加磁场作用的区域、顺序。
图14是申请实施例提供的一种翅片换热器在换热设备中的安装位置示意图，如图14所示，在该安装位置下，翅片换热器的第一边角位置701、第二边角位置702、第三边角位置703和第四边角位置704通风不畅，易发生结霜，可选地，可以在第一边角位置701、第二边角位置702、第三边角位置703和第四边角位置704等翅片换热器的安装位置上易结霜的位置设置电磁铁706，该电磁铁706可用于控制从对应边角区域到中心区域705的轨迹、路径上的磁场矢量，从而可以驱动液滴沿轨迹向通风良好的位置移动、释放，以缓解上述易结霜位置的结霜频率，有效避免了翅片换热器只能在被动结霜后进入除霜状态导致频繁结霜、除霜，影响换热设备运行效率，导致能源浪费的问题，其中，箭头方向表示液滴在磁场移动方向驱动下的移动方向。本申请实施例提供的换热设备可以在机组未结霜时主动除霜，有效缓解结霜的时间和频次。并且不改变原有的翅片结构，改造简单、成本低。
本申请实施例中，翅片换热器的结构中表面为磁响应超疏水表面，该磁响应超疏水表面上存在阵列分布的微柱，且该微柱在磁场作用下发生状态变化，使得超疏水表面的黏附性、润湿性、疏水性等能够响应磁场作用的变化而变化，从而使得翅片换热器可以在磁场作用的改变下，主动改变微柱形态，从而主动调整疏水性，以主动延缓结霜，调控磁响应超疏水表面的液滴形态，避免结冰、结霜，有效控制翅片换热器水含量分布，避免频繁停机除霜，提升换热设备的性能，减少能源浪费。
本申请实施例还提供了一种设备，其特征在于，所述设备包括：接口，总线，存储器与处理器，所述接口、存储器与处理器通过所述总线相连接，所述存储器用于存储可执行程序，所述处理器被配置为运行所述可执行程序实现如图1至图11任一所述的用于翅片换热器的除霜方法的步骤。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储可执行程序，所述可执行程序被处理器运行实现如图1至图11任一所述的用于翅片换热器的除霜方法的步骤。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定都是本申请实施例所必须的。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本申请的保护之内。

Claims (9)

1.一种用于翅片换热器的除霜方法，其特征在于，所述翅片换热器包括磁响应超疏水表面，所述磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态，所述方法包括：
获取所述翅片换热器的表面分布水含量，所述表面分布水含量为单位面积中的水含量；
根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，使所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，并对所述翅片换热器的表面施加风力，处于所述刚性状态的微柱向磁场方向的同向、反向伸展并固化，呈直立形态；
所述根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，包括：在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积大于或等于预设面积的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态；所述第一预设值是在机组工作环境下对所述翅片换热器表面发生结霜时的表面分布水含量进行测量得到。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，包括在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积小于预设面积的情况下，在所述表面分布水含量小于所述第一预设值的区域中确定目标区域；
在所述磁响应超疏水表面上的目标区域施加磁场作用，使所述目标区域中的微柱在磁场作用下处于刚性状态，非目标区域中的微柱处于柔性状态，所述非目标区域为所述磁响应超疏水表面上所述目标区域以外的其他区域；
在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积大于或等于预设面积的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，包括：
在所述磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第二预设值的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述翅片换热器的表面施加风力，包括：
在所述磁响应超疏水表面上水含量的总值大于或等于第三预设值的情况下，提高对所述翅片换热器的表面施加风力的风力参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微柱还在加热条件下处于刚性状态，所述根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用之后，还包括：
在所述翅片换热器的表面上发生结霜的情况下，对所述磁响应超疏水表面进行加热，使所述微柱处于刚性状态。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，包括：
在所述翅片换热器的边角区域中水含量的总值大于或等于第四预设值的情况下，向所述翅片换热器的边角区域施加磁场作用，使所述边角区域中的微柱在磁场作用下处于刚性状态；
在所述边角区域至中心区域的轨迹上控制磁场矢量，以使所述轨迹上的所述微柱发生形变。
7.一种用于翅片换热器的除霜装置，其特征在于，所述翅片换热器包括磁响应超疏水表面，所述磁响应超疏水表面包括阵列分布的微柱，所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，在无磁场作用下处于柔性状态，所述装置包括：
表面水含量检测模块，用于获取所述翅片换热器的表面分布水含量，所述表面分布水含量为单位面积中的水含量；
磁场及风力调节模块，用于根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，使所述微柱在磁场作用下处于刚性状态，并对所述翅片换热器的表面施加风力，处于所述刚性状态的微柱向磁场方向的同向、反向伸展并固化，呈直立形态；
所述根据所述表面分布水含量，向所述磁响应超疏水表面施加磁场作用，包括：在所述磁响应超疏水表面的表面分布水含量大于或等于第一预设值的区域面积大于或等于预设面积的情况下，对所述磁响应超疏水表面的全部区域施加磁场作用，使所述磁响应超疏水表面上全部的所述微柱在磁场作用下处于刚性状态；所述第一预设值是在机组工作环境下对所述翅片换热器表面发生结霜时的表面分布水含量进行测量得到。
8.一种设备，其特征在于，所述设备包括：
接口，总线，存储器与处理器，所述接口、存储器与处理器通过所述总线相连接，所述存储器用于存储可执行程序，所述处理器被配置为运行所述可执行程序实现如权利要求1～6所述的用于翅片换热器的除霜方法的步骤。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储可执行程序，所述可执行程序被处理器运行实现如权利要求1～6所述的用于翅片换热器的除霜方法的步骤。
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