Dans la quête de systèmes de refroidissement écoénergétiques qui répondent à des normes environnementales strictes, le papier d'aluminium hydrophile est devenu un facteur de changement dans l'innovation HVAC moderne.Alors que la demande mondiale augmente pour les climatiseurs qui équilibrent les performances thermiques maximales avec la durabilité, cette feuille conçue, recouverte d'une couche hydrophile microscopiquement poreuse, redéfinit l'efficacité des bobines d'évaporation et de condensation.
Les principaux fabricants accordent désormais la prioritéfeuille d'aluminium hydrophilepour les climatiseurs non seulement pour ses taux de transfert de chaleur 30% plus élevés par rapport aux feuilles classiques, mais aussi pour ses propriétés anticorrosion qui prolongent la durée de vie des équipements dans les climats humides.Cet article examine comment des revêtements hydrophiles de pointe combattent la formation de gel., réduire la consommation d'énergie jusqu'à 15% et s'aligner sur les protocoles de transition des réfrigérants de l'EPA, positionnant ce matériau comme la pierre angulaire de la prochaine génération de conception de la climatisation.
Qu'est- ce que le film hydrophile?
Comparé à la feuille d'aluminium ordinaire, la feuille hydrophile a un revêtement hydrophile et un revêtement anticorrosion à la surface.La feuille d'aluminium hydrophile est principalement utilisée pour les ailerons des radiateurs des climatiseurs.
The principle of using hydrophilic foil in the air conditioning industry is that the condensed water in the air conditioner will quickly spread on the hydrophilic foil and will not condense into water droplets, augmentant ainsi la surface d'échange thermique, accélérant la vitesse de refroidissement et de chauffage et évitant ainsi efficacement le bruit.
La feuille d'aluminium hydrophile est un type de feuille de climatisation, mais elle ne peut pas être entièrement considérée comme une feuille de climatisation.feuille d'aluminium résistant à la corrosion, feuille d'aluminium hydrophobe, feuille d'aluminium lubrifiante, etc. sont également des feuilles de climatisation.
Alliage de feuille hydrophile d'aluminium
La feuille d'aluminium hydrophile est un matériau important largement utilisé dans les équipements de réfrigération tels que les climatiseurs ménagers, les réfrigérateurs, les climatiseurs automobiles et les réservoirs d'eau automobiles.
| Série/alliage | Série 1000: 1100, 1200 Série 3000: 3003, 3102, 3015 Série 8000: 8011, 8079 |
| Température | O, H22, H24, H26, etc. |
| Épaisseur | 0.08-0.2 mm |
| Largeur | 1400 mm, sur mesure |
| Diamètre intérieur | 76/152/200 mm |
| Propriétés clés | Série 1xxx: plus de 99% de pureté, résistance supérieure à la corrosion Série 3xxx: résistance améliorée par le Mn, excellente absorption profonde Série 8xxx: optimisation du Fe/Si, amélioration de la brasage |
| Applications de climatisation | Série 1000: Environnements côtiers humides Série 3000: bobines de condensation à haute pression Série 8000: échangeurs de chaleur soudés à plusieurs couches |
Dimensions standardisées dans l'industrie:
| Paramètre | Portée | Cas d'utilisation typique du système de climatisation |
| Épaisseur | 00,08 ∼0,2 mm | 0.1 mm pour les microcanaux, 0,15 mm pour les ailerons de tubes |
| Largeur | 300 à 1300 mm | 950 mm (largeur de bobine standard pour le transporteur/train) |
| Longueur de la bobine | 28 000 m | Optimisé pour l'estampage à grande vitesse (≥ 120 ailerons/min) |
La feuille hydrophile de climatisation utilise principalement des alliages d'aluminium des séries 3xxx et 8xxx, en tenant compte de la résistance, de la formabilité et de la résistance à la corrosion.
- L'alliage 8011: contient du Fe 0,5% à 1,0%, du Si 0,4% à 0,8%, de l'H18 (résistance à la traction ≥ 160 MPa)..Sa teneur élevée en Fe peut affiner les grains et améliorer la stabilité dimensionnelle des nageoires tamponnées (tolérance ± 0,02 mm).
- L'alliage 3102: contient du Mn 0,05% à 0,20%, du Cu≤0,05% et du O tempérament (tempérament doux).mais sa résistance à la corrosion est légèrement inférieure à 8011 et doit compter sur une protection par revêtement.
Comparaison des performances:
| Paramètre | 8011 H18 | 3102 O |
| Résistance à la tension | 160 à 180 MPa | 80 à 100 MPa |
| L'allongement | 2% à 4% | 25% à 30% |
| Procédure applicable | Soudage par brasage/soudage à haute fréquence | Étapage ou flexion |
| Coût | Au milieu | Faible |
Actuellement, le marché nord-américain préfère l'alliage 3102 pour les environnements à faible corrosion, tandis que le marché asiatique utilise principalement l'alliage 8011 pour faire face aux défis de haute humidité.
Technologie et détection du revêtement hydrophile
Les technologies de base des revêtements hydrophiles comprennent le prétraitement, la formulation du revêtement et les processus de durcissement.
1. Prétraitement:
- Désacruisant: agent de nettoyage alcalin (pH 10-12) pour éliminer l'huile de roulement.
- Conversion chimique: traitement de zirconisation sans chrome (ZrO2 50-100 mg/m2), remplaçant les chromates traditionnels (conformité RoHS).
2Formule de revêtement:
- Matrice de résine: résine acrylique (résistance à la température -30°C à 130°C) ou silicone époxy-modifié (résistance à la température> 150°C).
- Additifs fonctionnels: nano-SiO2 (résistance à l'usure améliorée), sel d'ammonium quaternaire (antibactérien), phosphate (amélioration de l'adhésion).
3Le processus de durcissement:
- Durcissement à l'air chaud: 3 à 5 minutes à 180°C à 220°C pour former une structure de réseau croisée.
4. Méthodes d'essai des performances du revêtement:
- Épreuve de l'angle de contact: selon GB/T 30447-2013, utiliser un compteur d'angle de contact (tel que Krüss DSA100).
- Épreuve d'adhérence: méthode à traverse (ISO 2409), notation de 0 à 5 (0 signifie pas de pelure).
- Résistance à l'humidité et à la chaleur: 500 heures dans un environnement à 85°C / 85% RH, le revêtement n'a pas de cloison ou de pelure.
Le livre blanc technique de Gree's de 2023 montre que le film hydrophile avec revêtement en nano-composite peut prolonger la durée de vie des nageoires à plus de 15 ans.
Comment choisir l'épaisseur d'un film hydrophile?
L'épaisseur de la feuille hydrophile doit équilibrer la conductivité thermique, la résistance et le coût:
1. 0,1 mm de feuille (tolérance ± 0,005 mm):
- Avantages: léger (30% de réduction de poids), adapté aux échangeurs de chaleur à micro-canal (12% de réduction de la chute de pression du côté du réfrigérant).
- Applications: climatiseurs ménagers à fréquence variable (tels que Midea), systèmes VRF commerciaux.
- Restrictions: profondeur d'estampage ≤ 5 mm, sinon il est facile de craquer.
2. feuille de 0,15 mm (tolérance ± 0,008 mm):
- Avantages: haute rigidité (40% d'augmentation de la capacité anti-effondrement), adaptée à la conception de nageoires longues (> 15 mm).
- Applications: refroidisseurs industriels, pompes à chaleur à basse température (environnement à -25 °C).
- Restrictions: le coût des matériaux augmente de 20% et une presse à percussion de grande capacité (> 200 tonnes) est requise.
3Formule de calcul de l'épaisseur du film hydrophile: t=PxL2 / 8xσxh
- Parmi eux: t = épaisseur, P = pression du vent, L = étendue des nageoires, σ = résistance au rendement, h = hauteur des nageoires.
- Par exemple, un climatiseur de 5 chevaux utilise une feuille de 0,12 mm (résistance au rendement ≥ 120 MPa) à une vitesse du vent de 2 m/s, ce qui peut tenir compte à la fois des coûts et des exigences en matière d'antidéformation.
Comment évaluer la résistance à la corrosion des feuilles hydrophiles?
La résistance à la corrosion est l'indicateur principal de la feuille hydrophile.
1Test de pulvérisation de sel neutre (NSS):
- Standard: ASTM B117, solution à 5% de NaCl, pulvérisation continue à 35 °C.
- Norme de qualification: le film d'alliage 8011 + H18 doit être exempt de rouille rouge pendant ≥720 heures.
2. Essai de corrosion cyclique (CCT):
- Norme: SAE J2334, cycle de pulvérisation de sel à chaleur humide (50°C/100% RH) simulée et séchage.
- Norme de qualification: adhérence du revêtement ≥ grade B après 20 cycles.
3Simulation des conditions de travail réelles:
- Zone côtière: concentration de Cl− ≥ 200 mg/m3, le revêtement doit contenir un agent d'accouplement silane (pour améliorer la densité).
- Zone industrielle: dans un environnement pollué par le SO2, les revêtements contenant des inhibiteurs de la corrosion par le molybdate sont préférés.
Cas: les climatiseurs Haier's sur le marché de l'Asie du Sud-Est utilisent un revêtement à double couche (couche inférieure de zirconium + couche de surface composite de SiO2), avec une durée de vie de pulvérisation de sel de 1 200 heures,50% plus élevé que celui d'un revêtement monocouche.