范鹏艳 刘中良 李艳霞

(北京工业大学新能源科学与工程系教育部传热强化与过程节能教育部重点实验室 北京 100124)

结霜是日常生活、低温制冷工业以及航空航天领域中常见的现象[1]。在制冷系统中蒸发器温度最低，当蒸发器表面温度低于水的冰点和湿空气的露点时，与湿空气接触的蒸发器表面会发生结霜现象[2]。结霜与换热表面温度、表面特性、环境温度和湿度等密切相关。结霜现象具有普遍性和重要性，学者们很早就对结霜现象展开了研究，许旺发等[3]发现冷板的温度会影响霜晶的形态，将初始霜晶分成4 类，即无规则状、片状、针柱状和羽毛状。Wu Xiaoming等[4]通过实验证明了该结论，当冷板温度为－10 ℃时，霜晶呈片状；当温度降低至－20 ℃时，霜晶呈羽毛状。Liu Zhongliang 等[5]首次提出了超疏水表面与裸铜表面上霜晶的差异，超疏水表面上呈现出一簇簇“菊花”状霜晶。周盛奇等[6]对比研究了疏水、亲水以及裸铝3 种表面霜晶形态，在疏水表面上，霜沿水平方向生长，霜晶形态由枝状向片状转变，在亲水表面上，霜则沿竖直方向生长，霜晶呈针状。

蒸发器表面上结霜会对制冷机组产生增加能耗和降低COP[7]的影响。结霜严重时，甚至会导致制冷机组不能正常运行。因此如何防止和抑制结霜一直是研究的热点。抑霜方法可分为两大类，即主动除霜和被动抑霜。被动抑霜是根据结霜的界面现象，来改变冷表面结构而实现延迟表面结霜。因此被动抑霜主要是通过现代材料技术改变表面结构，如在表面增加微槽或是在表面制备疏水、超疏水、强吸水涂层从而达到抑霜的效果。……