【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及涂層制備，具體涉及空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、空氣源熱泵是一種通過吸收空氣中的熱量來實現(xiàn)制熱和制冷的設(shè)備，其工作效率與其關(guān)鍵部件的換熱性能密切相關(guān)。換熱銅管作為空氣源熱泵中進行熱量傳遞的核心組件，其傳熱效果直接影響設(shè)備的能效水平。然而，換熱銅管在實際運行過程中會面臨一系列問題，如腐蝕、結(jié)垢、結(jié)霜等，這些問題會降低銅管的傳熱性能，進而影響空氣源熱泵的工作效率和使用壽命。
2、為了提高換熱銅管的性能，研究人員提出了在銅管表面應用復合涂層的技術(shù)，復合涂層組分通常采用環(huán)氧樹脂作為基材，添加填料以及其他添加劑，共同改善復合涂層的功能，例如，提供有效的防腐保護，防止銅管在與空氣、濕氣或其他腐蝕性物質(zhì)接觸時發(fā)生氧化或腐蝕；以及減少結(jié)霜的發(fā)生或加速霜的融化等。
3、不同種類的填料組成以及復合涂層厚度對復合涂層的性能具有很大的影響，如何根據(jù)不同的應用需求，選擇不同種類的填料，制備不同厚度的復合涂層，以提高換熱銅管的工作效率，延長換熱銅管的使用壽命是目前亟需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層及其制備方法，根據(jù)換熱銅管的使用環(huán)境選擇合適的復合涂層的填料種類和涂層厚度，改進如空氣源熱泵、換熱器等設(shè)備的性能，同時增強其在極端環(huán)境中的可靠性。
2、本專利技術(shù)的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：
3、本專利技術(shù)提供的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，按照重量份
4、其中，填料是碳化硅、石墨烯或球形石墨中的任意一種或多種的組合；
5、所述復合涂層中，通過模糊邏輯系統(tǒng)，根據(jù)所述材料組分和第一應用環(huán)境條件數(shù)據(jù)，確定填料的種類，并獲得第一組分配方；
6、基于所述第一組分配方和第二應用環(huán)境條件數(shù)據(jù)，采用有限元分析模型確定所述復合涂層的厚度；
7、通過模糊邏輯系統(tǒng)，根據(jù)所述材料組分和第一應用環(huán)境條件，確定填料的種類，獲得第一組分配方，包括：
8、獲取所述復合涂層的第一應用環(huán)境條件數(shù)據(jù)，生成初始輸入變量；
9、采用隸屬度函數(shù)對初始輸入變量進行模糊化，得到模糊輸入變量；
10、將模糊輸入變量輸入到填料種類模糊規(guī)則庫中，進行模糊推理，得到模糊輸出變量；
11、對模糊輸出變量進行合成，得到模糊輸出結(jié)果；
12、對模糊輸出結(jié)果進行去模糊化，得到填料種類；
13、根據(jù)得到的填料種類形成第一組分配方；
14、第一應用環(huán)境條件數(shù)據(jù)，包括換熱銅管的平均進水溫度、環(huán)境最高溫度、環(huán)境最低溫度、環(huán)境最大ph值或環(huán)境最小ph值中的一種或多種；
15、其中，環(huán)境最高溫度、平均進水溫度和環(huán)境最低溫度的隸屬度函數(shù)采用三角函數(shù)，通式為：
16、
17、其中，a，b，c為三角形的三個頂點，x為環(huán)境最高溫度、平均進水溫度或環(huán)境最低溫度的隸屬度值；
18、環(huán)境最大ph值或環(huán)境最小ph值的隸屬度函數(shù)為高斯函數(shù)，通式為：
19、
20、其中，d為高斯分布中心，ε為標準差，y為環(huán)境最大ph值或環(huán)境最小ph值的隸屬度值。
21、進一步的，填料種類模糊規(guī)則庫的構(gòu)建方法如下：
22、確定輸入變量，將輸入變量定義為平均進水溫度、環(huán)境最高溫度、環(huán)境最低溫度、環(huán)境最大ph值和環(huán)境最小ph值；
23、確定輸出變量，根據(jù)填料的特性，確定需要選擇的填料種類；
24、對每個輸入變量定義模糊集合，對每個模糊集合選擇合適的隸屬度函數(shù)，利用隸屬度函數(shù)對輸入變量進行模糊化，得到模糊輸入變量；
25、獲取填料的特性數(shù)據(jù)，基于填料特性與環(huán)境條件的關(guān)系，制定模糊輸入變量與模糊輸出變量的規(guī)則，形成填料種類模糊規(guī)則；
26、根據(jù)優(yōu)先級將填料種類模糊規(guī)則排序，生成填料種類模糊規(guī)則庫；
27、驗證與優(yōu)化填料種類模糊規(guī)則庫，使用多個測試輸入集，驗證填料種類模糊規(guī)則庫是否能夠輸出符合預期的填料種類，根據(jù)測試結(jié)果，調(diào)整填料種類模糊規(guī)則中的條件或隸屬度范圍，得到優(yōu)化后的填料種類模糊規(guī)則庫。
28、進一步的，基于所述第一組分配方和第二應用環(huán)境條件，采用有限元分析模型確定所述復合涂層的厚度，包括：
29、獲取所述復合涂層的第一組分配方數(shù)據(jù)和第二應用環(huán)境條件數(shù)據(jù)；
30、根據(jù)所述第一組分配方數(shù)據(jù)和第二應用環(huán)境條件數(shù)據(jù)計算所述復合涂層的等效物理特性信息；
31、構(gòu)建涂層厚度有限元分析模型；
32、將所述等效物理特性信息輸入到所述涂層厚度有限元分析模型中，輸出所述復合涂層的最佳厚度；
33、所述第二應用環(huán)境條件數(shù)據(jù)，包括，換熱銅管的表面粗糙度、換熱銅管的熱膨脹系數(shù)、管內(nèi)流體最大ph值或管內(nèi)流體最小ph值中的一種或多種。
34、在本專利技術(shù)中，管內(nèi)流體最大ph值和管內(nèi)流體最小ph值與第一應用環(huán)境條件數(shù)據(jù)中的環(huán)境最大ph值和環(huán)境最小ph值不同，管內(nèi)流體最大ph值和管內(nèi)流體最小ph值具體指的是在換熱銅管內(nèi)流動的流體的ph值的最大值和最小值；環(huán)境最大ph值和環(huán)境最小ph值指的是換熱銅管應用的場景中，換熱銅管的外表面接觸的空氣、其他液體的ph值的最大值和最小值；第一應用環(huán)境數(shù)據(jù)主要指是換熱銅管外表面的各項指標，第二應用環(huán)境數(shù)據(jù)主要指的是換熱銅管自身以及換熱銅管內(nèi)部、內(nèi)表面的各項指標。
35、進一步的，構(gòu)建涂層厚度有限元分析模型，包括：
36、獲取歷史復合涂層的第一組分配方數(shù)據(jù)和歷史第二應用環(huán)境條件數(shù)據(jù)；
37、根據(jù)歷史第一組分配方數(shù)據(jù)和第二應用環(huán)境條件數(shù)據(jù)計算所述復合涂層的歷史等效物理特性信息；
38、建立復合涂層的幾何模型；
39、將計算得到的歷史等效物理特性賦值給幾何模型中的材料層；
40、對幾何模型進行網(wǎng)格劃分，選擇合適的網(wǎng)格密度以確保模擬精度；
41、設(shè)置邊界條件和載荷，根據(jù)第二應用環(huán)境條件設(shè)置幾何模型的邊界條件和載荷，輸出涂層厚度有限元分析模型。
42、進一步的，消泡劑是磷酸三丁酯、聚醚類消泡劑或有機硅消泡劑中的一種或多種。
43、進一步的，流平劑是聚氨酯流平劑、有機硅流平劑或丙烯酸流平劑中的一種或多種。
44、本專利技術(shù)還提供了空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層的制備方法，包括如下步驟：
45、根據(jù)第一組分配方，稱量水性環(huán)氧樹脂、填料、消泡劑、流平劑和雙組份水性環(huán)氧樹脂固化劑；
46、將水性環(huán)氧樹脂、填料、消泡劑、流平劑和雙組份水性環(huán)氧樹脂固化劑加入水中攪拌均勻得到噴涂料；
47、將噴涂料噴涂在換熱銅管表面；
48、干燥，得到復合涂層。
4本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，其特征在于，按照重量份數(shù)計算，所述復合涂層的材料組分，包括：水性環(huán)氧樹脂10～20份、填料10～20份、消泡劑1～5份、流平劑1～5份和雙組份水性環(huán)氧樹脂固化劑3～10份；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，其特征在于，所述填料種類模糊規(guī)則庫的構(gòu)建方法如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，其特征在于，所述填料種類模糊規(guī)則，包括：如果進水溫度為高溫且環(huán)境最大pH值為堿性，則選擇碳化硅；如果最低溫度為極低溫且環(huán)境最大pH值為酸性，則選擇石墨烯；如果進水溫度為高溫且環(huán)境最小pH為強酸性，則選擇球形石墨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，其特征在于，所述基于所述第一組分配方和第二應用環(huán)境條件，采用有限元分析模型確定所述復合涂層的厚度，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，其特征在于，所述構(gòu)建涂層厚度有限元分析模型，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，其特征在于，所述消泡
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，其特征在于，所述流平劑是聚氨酯流平劑、有機硅流平劑或丙烯酸流平劑中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7任意一項所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層的制備方法，其特征在于，所述將噴涂料噴涂在換熱銅管表面采用的噴涂工藝，根據(jù)所述復合涂層的厚度，通過模糊邏輯系統(tǒng)確定。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層的制備方法，其特征在于，所述干燥采用的干燥溫度，根據(jù)所述噴涂工藝通過模糊邏輯系統(tǒng)確定。
...【技術(shù)特征摘要】
1.空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，其特征在于，按照重量份數(shù)計算，所述復合涂層的材料組分，包括：水性環(huán)氧樹脂10～20份、填料10～20份、消泡劑1～5份、流平劑1～5份和雙組份水性環(huán)氧樹脂固化劑3～10份；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，其特征在于，所述填料種類模糊規(guī)則庫的構(gòu)建方法如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，其特征在于，所述填料種類模糊規(guī)則，包括：如果進水溫度為高溫且環(huán)境最大ph值為堿性，則選擇碳化硅；如果最低溫度為極低溫且環(huán)境最大ph值為酸性，則選擇石墨烯；如果進水溫度為高溫且環(huán)境最小ph為強酸性，則選擇球形石墨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣熱源泵用換熱銅管的復合涂層，其特征在于，所述基于所述第一組分配方和第二應用環(huán)境條件，采用有限元分析模型確定所述復合涂層的厚度，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣熱源...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳傳來，柳紅扣，姚怡龍，田利杰，葛會見，李輝，
申請(專利權(quán))人：常州潤來科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。