摘 要：热泵空调机组在冬季制热运行中经常会有结霜化霜的问题，导致机组制热性能不良。目前大多数空调机组在化霜过程中均采用四通阀换向、内风机停机的模式进行化霜，在化霜期间没有制热能力，导致房间内温度迅速降低，不能保证用户的舒适性。本文从延长室外机换热器结霜周期的角度出发，探讨了纳米涂层在多联机组室外换热器中的应用。
　　关键词：多联机；热泵；结霜；纳米涂层
　　一、绪论
　　目前，商用多联机组大多采用热泵系统，而室外机换热器结霜则是热泵机组在制热运行时不可避免的问题。室外机换热器结霜后，会导致换热器导热热阻增大，减少换热量，同时霜层也会造成换热器的堵塞，使得与换热器进行换热的空气流量减小，严重影响机组的制热效果。现在国内外学者对于室外机换热器结霜的研究主要集中在三个方面：换热器霜层的形成机理，研究换热器表面霜层的产生规律；换热器结霜过程的整合模型，用于模拟换热器的结霜过程；换热器表面特性对结霜过程的影响[1]。本文对换热器表面特性对结霜过程的影响进行了探索，研究了纳米涂层在换热器结霜过程中的应用效果。
　　二、纳米涂层
　　纳米是一个长度计量单位，一纳米相当于十亿分之一米。我们一般称之为纳米材料的是颗粒尺寸小于100纳米的材料，因为纳米材料的特殊结构，使得其具有了传统材料不具备的多种特性。近年来，纳米材料技术不断发展，对于金属的防腐蚀和表面清洁也出现了多种品牌的材料。
　　本文所使用的纳米涂层是从澳大利亚引进的新型纳米材料，包含了长效的银离子技术，可以减少换热器内部发霉和滋生细菌，使得换热器表面能够保持清洁，不受微生物的污染。同时，长效的疏水表面能够减少污垢和灰层的堆积，可以减少对换热器的清洁，从而降低换热器结霜化霜的频率和时间（图2-1）。在换热器进行喷涂该纳米材料，其厚度仅为6-8微米，对换热器的空气流动并不会产生影响。
　　图2-1
　　三、实验设计和数据分析
　　本文使用的室外机为格力公司生产的280机型，对室外机的换热器分别做三种处理：无涂层、蓝色亲水涂层（原有涂层）、纳米涂层（图3-1）。在机组可调频模式下进行测试，搭配相同的内机，对机组在名义制冷工况下的性能，名义制热和恶劣除霜工况下的性能、结霜周期、化霜效果进行对比分析。
　　制冷性能评价方式：在冷媒量相同前提下，做相同工况实验，控制可调整的压缩机、风机频率等参数相同，对比测试出的内机制冷量。
　　制热性能评价方式：在冷媒量相同前提下，做相同工况实验，控制可调整的压缩机、风机频率等参数相同，对比测试出的稳定段制热量（结霜前对换热器性能的影响）及整段能力（不同换热器能力衰减）
　　结霜化霜评价方式：在冷媒量相同前提下，做相同工况实验，控制可调整的压缩机、风机频率等参数相同，对比机组结霜时间的变化、结霜厚薄的变化，化霜时间的变化。
　　图3-1
　　实验工况如见表3-1
　　表3-1
　　表3-2名义制冷
　　表3-3名义制热
　　表3-4恶劣除霜
　　从数据图表中可以看到，纳米涂层对机组的制冷能力基本没有影响，但是能够有效的提高制热能力。名义制热工况中，喷涂了纳米材料的机组运行230min才开始进行化霜，在相同時间215min里“纳米涂层” 较“蓝色亲水” ，多产生3kW的能力（折合每天多产生约30kW热量），较“无涂料”多产生1.33kW（折合每天多产生17kW热量）。恶劣除霜工况中，因为受到机组控制逻辑的影响，机组化霜周期均维持在50min左右，但是在相同的化霜周期中，“纳米涂层” 较“蓝色亲水”换热器多产生2.5kW能力（折合每天多产生约71kW热量），较“无涂料”换热器多产生2.3kW热量（折合每天多产生约67kW热量）。同时，在恶劣除霜工况运行周期中，使用纳米涂层的换热器结霜厚度明显薄于蓝色亲水涂层。
　　四、结论
　　本文通过对同一机组的换热器使用不同的涂层进行了实验测试，从测试结果中可以看到使用纳米涂层可以有效的延长机组在制热模式中的结霜周期，在相同运行时间内结霜厚度也相对较薄，同时使用该涂层并不会导致机组风量的减小，对机组的制冷量也基本没有影响。由此可见，使用新型的纳米涂层能够为机组带来良好的制热性能提升，为解决热泵机组冬季运行结霜化霜问题提供了一定的解决办法。■
　　参考文献
　　[1]叶飞. 纳米材料的发展和应用[J]. 安庆师范学院学报，2004，10（4）.