[发明专利]气体冷却器外涂层、气体冷却器及其制备方法

说明书

技术领域

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。

发明内容

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，