气体冷却器外涂层、气体冷却器及其制备方法与流程

文档序号:11399770阅读:263来源:国知局

本发明涉及二氧化碳热泵技术领域,具体涉及一种气体冷却器外涂层、气体冷却器及其制备方法。



背景技术:

上世纪90年代初,挪威nth大学的lorentzen教授根据co2的特殊物性提出跨临界co2循环,极大地推动了co2系统在制冷领域的发展。在过去的十几年中,国内外许多研究机构对跨临界co2循环投入了大量的研究,成为制冷界的一个研究热点。跨临界co2系统在高压侧的较大温度变化(约80—100℃)的放热过程,非常适合用于热水加热,因此,对热泵领域的研究最先开始于热泵热水器。

热泵热水器一般由压缩机、气体冷却器、蒸发器、回热器、气液分离器、节流元件等组成。

运用逆卡诺循环原理,二氧化碳通过压缩机做工由气态转变为高温高压的超临界流体,气体冷却器内与外循环工质如水进行热量交换,超临界二氧化碳放热后变为近临界流体,外循环水吸收工质的热量逐步升温变成热水。

在气体冷却器与外循环工质进行换热过程中,普通金属外壁的气体冷却器在与外界工质接触时换热效率低,造成大量的热量散发到空气中,需要对气体冷却器材质作进一步改进,一方面保证换热效率,同时避免热量不必要的散发。



技术实现要素:

本发明为解决上述问题,提供一种气体冷却器外涂层、涂覆有该外涂层的气体冷却器及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:

一种气体冷却器外涂层,所述外涂层由以下重量份的原料组成:

氧化铝1.5-1.8份,氮化硅1.0-1.6份,铝粉0.8-1.5份,石墨1.3-1.5份,二硫化钨0.9-1.2份,氧化钛1.0-1.3份,铜粉10-15份。

优选的,所述外涂层由以下重量份的原料组成:

氧化铝1.6份,氮化硅1.3份,铝粉1.2份,石墨1.4份,二硫化钨1.0份,氧化钛1.1份,铜粉10-15份。

一种喷涂有所述外涂层的气体冷却器,包括冷却器本体和所述外涂层,

所述外涂层通过喷涂工艺涂覆在冷却器本体上。

所述冷却器本体包括以下重量份原料:

碳0.12%-0.18%,钴0.04%-0.08%,锰0.03%-0.06%,钛0.02%-0.07%,硅0.04%-0.06%,镍0.03%-0.06%,镉0.03%-0.07%,锌0.03%-0.05%,钒0.06%-0.08%,铬0.01%-0.03%,余量为铁。

优选的,所述冷却器本体由以下重量份的原料组成:

碳0.15%,钴0.06%,锰0.04%,钛0.05%,硅0.05%,镍0.04%,镉0.05%,锌0.04%,钒0.07%,铬0.02%,余量为铁。

所述冷却器本体、外涂层厚度比为(20~30):1。

优选的,所述冷却器本体、外涂层厚度分别为25mm、1mm。

一种气体冷却器制备方法,包括以下步骤:a.按照冷却器本体各原料配比混合均匀,熔融成形制成平板状面板;b.在平板状面板外壁上通过喷涂工艺涂覆外涂层;c.喷涂结束后将平板状面板成形并焊接得到所述气体冷却器。

本发明的有益效果为:本发明外涂层选用铜作为基材,铜的自身导热系数高于一般金属,在气体冷却器本体与外涂层接触面先进行内部换热,可有效的防止热量散发到外界,热量传递到外涂层外表面后再与外循环工质进行换热,提高了换热效率;铜基材中加入铝粉赋予外涂层更高的热导率,石墨可增加外涂层内部的致密性,提高传热效率;氧化铝、氮化硅本身为耐火材料,在外涂层外壁形成隔热膜,减少热量与空气之间的传递,从而减少热量的散发。本发明制得的外涂层,一方面能够有效的在接触面上进行热传递,对外循环工质进行加热,另一方面热量通过外涂层向空气散发少,两方面共同作用提高了换热效率。

冷却器本体中加入碳、钴、锰等微量元素并控制各元素含量,显著提高冷却器本体的耐高压、导热性能,使得二氧化碳由气态转变为高温高压的超临界流体时,抵抗住高压的冲击并将热量快速的传递出去,提高了气体冷却器的换热效率。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合实施例,进一步阐述本发明。

实施例1

一种气体冷却器外涂层,所述外涂层由以下重量份的原料组成:

氧化铝1.5份,氮化硅1.0份,铝粉0.8份,石墨1.3份,二硫化钨0.9份,氧化钛1.0份,铜粉10份。

一种喷涂有所述外涂层的气体冷却器,包括冷却器本体和所述外涂层,

所述外涂层通过喷涂工艺涂覆在冷却器本体上。

所述冷却器本体包括以下重量份原料:

碳0.12%,钴0.04%,锰0.03%,钛0.02%,硅0.04%,镍0.03%,镉0.03%,锌0.03%,钒0.06%,铬0.01%,余量为铁。

所述冷却器本体、外涂层厚度比为(20~30):1。

所述冷却器本体、外涂层厚度分别为25mm、1mm。

一种气体冷却器制备方法,包括以下步骤:a.按照冷却器本体各原料配比混合均匀,熔融成形制成平板状面板;b.在平板状面板外壁上通过喷涂工艺涂覆外涂层;c.喷涂结束后将平板状面板成形并焊接得到所述气体冷却器。

实施例2

一种气体冷却器外涂层,所述外涂层由以下重量份的原料组成:

氧化铝1.6份,氮化硅1.3份,铝粉1.2份,石墨1.4份,二硫化钨1.0份,氧化钛1.1份,铜粉10-15份。

一种喷涂有所述外涂层的气体冷却器,包括冷却器本体和所述外涂层,

所述外涂层通过喷涂工艺涂覆在冷却器本体上。

所述冷却器本体包括以下重量份原料:

碳0.12%,钴0.04%,锰0.03%,钛0.02%,硅0.04%,镍0.03%,镉0.03%,锌0.03%,钒0.06%,铬0.01%,余量为铁。

所述冷却器本体、外涂层厚度比为(20~30):1。

所述冷却器本体、外涂层厚度分别为25mm、1mm。

一种气体冷却器制备方法,包括以下步骤:a.按照冷却器本体各原料配比混合均匀,熔融成形制成平板状面板;b.在平板状面板外壁上通过喷涂工艺涂覆外涂层;c.喷涂结束后将平板状面板成形并焊接得到所述气体冷却器。

实施例3

一种气体冷却器外涂层,所述外涂层由以下重量份的原料组成:

氧化铝1.8份,氮化硅1.6份,铝粉1.5份,石墨1.5份,二硫化钨1.2份,氧化钛1.3份,铜粉15份。

一种喷涂有所述外涂层的气体冷却器,包括冷却器本体和所述外涂层,

所述外涂层通过喷涂工艺涂覆在冷却器本体上。

所述冷却器本体包括以下重量份原料:

碳0.12%,钴0.04%,锰0.03%,钛0.02%,硅0.04%,镍0.03%,镉0.03%,锌0.03%,钒0.06%,铬0.01%,余量为铁。

所述冷却器本体、外涂层厚度比为(20~30):1。

所述冷却器本体、外涂层厚度分别为25mm、1mm。

一种气体冷却器制备方法,包括以下步骤:a.按照冷却器本体各原料配比混合均匀,熔融成形制成平板状面板;b.在平板状面板外壁上通过喷涂工艺涂覆外涂层;c.喷涂结束后将平板状面板成形并焊接得到所述气体冷却器。

实施例4

一种气体冷却器外涂层,所述外涂层由以下重量份的原料组成:

氧化铝1.6份,氮化硅1.3份,铝粉1.2份,石墨1.4份,二硫化钨1.0份,氧化钛1.1份,铜粉10-15份。

一种喷涂有所述外涂层的气体冷却器,包括冷却器本体和所述外涂层,

所述外涂层通过喷涂工艺涂覆在冷却器本体上。

所述冷却器本体包括以下重量份原料:

碳0.15%,钴0.06%,锰0.04%,钛0.05%,硅0.05%,镍0.04%,镉0.05%,锌0.04%,钒0.07%,铬0.02%,余量为铁。

所述冷却器本体、外涂层厚度比为(20~30):1。

所述冷却器本体、外涂层厚度分别为25mm、1mm。

一种气体冷却器制备方法,包括以下步骤:a.按照冷却器本体各原料配比混合均匀,熔融成形制成平板状面板;b.在平板状面板外壁上通过喷涂工艺涂覆外涂层;c.喷涂结束后将平板状面板成形并焊接得到所述气体冷却器。

实施例5

一种气体冷却器外涂层,所述外涂层由以下重量份的原料组成:

氧化铝1.6份,氮化硅1.3份,铝粉1.2份,石墨1.4份,二硫化钨1.0份,氧化钛1.1份,铜粉10-15份。

一种喷涂有所述外涂层的气体冷却器,包括冷却器本体和所述外涂层,

所述外涂层通过喷涂工艺涂覆在冷却器本体上。

所述冷却器本体包括以下重量份原料:

碳0.18%,钴0.08%,锰0.06%,钛0.07%,硅0.06%,镍0.06%,镉0.07%,锌0.05%,钒0.08%,铬0.03%,余量为铁。

所述冷却器本体、外涂层厚度比为(20~30):1。

所述冷却器本体、外涂层厚度分别为25mm、1mm。

一种气体冷却器制备方法,包括以下步骤:a.按照冷却器本体各原料配比混合均匀,熔融成形制成平板状面板;b.在平板状面板外壁上通过喷涂工艺涂覆外涂层;c.喷涂结束后将平板状面板成形并焊接得到所述气体冷却器。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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