En la búsqueda de sistemas de refrigeración energéticamente eficientes que cumplan con estrictos estándares ambientales, la lámina de aluminio hidrófila ha surgido como un cambio de juego en la innovación HVAC moderna.A medida que aumenta la demanda mundial de acondicionadores de aire que equilibran el máximo rendimiento térmico con la sostenibilidad, esta lámina de ingeniería, recubierta con una capa hidrófila microscópicamente porosa, redefine la eficiencia de las bobinas de evaporador y condensador.
Los principales fabricantes ahora priorizanpapel de aluminio hidrófilopara los acondicionadores de aire no sólo por sus tasas de transferencia de calor 30% más altas en comparación con las láminas convencionales, sino también por sus propiedades anticorrosiones que amplían la vida útil del equipo en climas húmedos.En este artículo se analiza cómo los recubrimientos hidrófilos avanzados combaten la formación de heladas, reducir el consumo de energía hasta en un 15% y alinearse con los protocolos de transición de refrigerantes de la EPA, posicionando este material como la piedra angular del diseño de HVAC de próxima generación.
¿Qué es la lámina hidrófila?
En comparación con la lámina de aluminio ordinaria, la lámina hidrófila tiene un recubrimiento hidrófilo y un recubrimiento anticorrosión en la superficie.La lámina de aluminio hidrófila se utiliza principalmente para las aletas del radiador del aire acondicionado.
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, aumentando así el área de intercambio de calor, acelerando la velocidad de enfriamiento y calefacción y evitando efectivamente el ruido.
La lámina de aluminio hidrófila es un tipo de lámina de aire acondicionado, pero no puede considerarse completamente como lámina de aire acondicionado.papel de aluminio resistente a la corrosión, papel de aluminio hidrófobo, papel de aluminio lubricante, etc. también son papel de aire acondicionado.
Aluminio de aleación de lámina hidrófila
La lámina de aluminio hidrófila es un material importante ampliamente utilizado en equipos de refrigeración como los acondicionadores de aire domésticos, refrigeradores, acondicionadores de aire de automóviles y tanques de agua de automóviles.
| Serie/aleación | Las series 1000: 1100, 1200 Las series 3000: 3003, 3102, 3015 Serie 8000: 8011, 8079 |
| Temperatura | O, H22, H24, H26, etc. |
| El grosor | 0.08-0.2 mm |
| Ancho | 1400 mm, hecho a medida |
| Diámetro interno | Se trata de un sistema de control de las emisiones de CO2 |
| Propiedades clave | Serie 1xxx: pureza superior al 99% y resistencia a la corrosión superior Serie 3xxx: resistencia mejorada con Mn, excelente absorción profunda Serie 8xxx: optimización de Fe/Si, mejorada capacidad de soldadura |
| Aplicaciones de HVAC | Serie 1000: Medio ambiente costero húmedo Serie 3000: bobinas de condensación de alta presión Serie 8000: Intercambiadores de calor soldados de varias capas |
Las dimensiones estándar de la industria:
| Parámetro | Rango de acción | Caso de uso típico de HVAC |
| El grosor | 0.08 ∼0.2 mm | 0.1 mm para el microcanal, 0.15 mm para la aleta del tubo |
| Ancho | 300 ∼ 1300 mm | 950 mm (ancho de la bobina estándar para Carrier/Trane) |
| Duración de la bobina | 2,0008000 m | Optimizado para el estampado de alta velocidad (≥ 120 aletas/min) |
La lámina hidrófila de aire acondicionado utiliza principalmente aleaciones de aluminio de las series 3xxx y 8xxx, teniendo en cuenta la resistencia, la formabilidad y la resistencia a la corrosión.
- aleación 8011: contiene Fe 0,5%-1,0%, Si 0,4%-0,8%, estado de H18 (resistencia a la tracción ≥ 160 MPa)..Su alto contenido de Fe puede refinar los granos y mejorar la estabilidad dimensional de las aletas estampadas (tolerancia ± 0,02 mm).
- aleación 3102: contiene Mn 0,05%-0,20%, Cu≤0,05% y temperamento O (temperamento blando). Es conocido por su alta elongación (≥25%) y es adecuado para diseños de aletas complejos (como el tipo de persiana),pero su resistencia a la corrosión es ligeramente inferior a 8011 y necesita depender de la protección de revestimiento.
Comparación del rendimiento:
| Parámetro | 8011 H18 | 3102 O |
| Fuerza de tensión | 160 a 180 MPa | 80 a 100 MPa |
| Elongado | Entre el 2% y el 4% | Entre el 25% y el 30% |
| Proceso aplicable | Soldadura por soldadura de alta frecuencia | Estampado y flexión |
| El coste | En el medio | Bajo |
Actualmente, el mercado norteamericano prefiere la aleación 3102 para entornos de baja corrosión, mientras que el mercado asiático utiliza principalmente la aleación 8011 para hacer frente a los desafíos de alta humedad.
Tecnología y detección de recubrimientos hidrófilos
Las tecnologías básicas de los recubrimientos hidrófilos incluyen el pretratamiento, la formulación de recubrimientos y los procesos de curado.
1. Tratamiento previo:
- Desengrasante: agente de limpieza alcalino (pH 10-12) para eliminar el aceite de rodadura.
- Conversión química: tratamiento de circonización libre de cromo (ZrO2 50-100 mg/m2), sustituyendo los cromatos tradicionales (conformidad RoHS).
2Formula de recubrimiento:
- Matriz de resina: resina acrílica (resistencia a temperaturas de -30°C a 130°C) o silicona modificada por epoxi (resistencia a temperaturas de> 150°C).
- Aditivos funcionales: nano-SiO2 (resistencia al desgaste mejorada), sal de amonio cuaternario (antibacteriano), fosfato (mejor adhesión).
3Proceso de curado:
- Curado con aire caliente: 3-5 minutos a 180°C-220°C para formar una estructura de red interconectada.
4. Métodos de ensayo del rendimiento del revestimiento:
- Prueba del ángulo de contacto: de acuerdo con GB/T 30447-2013, utilizar un medidor de ángulo de contacto (como el Krüss DSA100).
- Prueba de adherencia: método de escotilla cruzada (ISO 2409), calificación 0-5 (0 significa que no hay descamación).
- Resistencia a la humedad y al calor: 500 horas en un ambiente de 85°C / 85% RH, el recubrimiento no presenta ampollas ni descamación.
El documento técnico de Gree's de 2023 muestra que la lámina hidrófila con recubrimiento de nanocomposito puede extender la vida útil de las aletas a más de 15 años.
¿Cómo elegir el espesor de la lámina hidrófila?
El espesor de la lámina hidrófila debe equilibrar la conductividad térmica, la resistencia y el costo:
1. Folias de 0,1 mm (tolerancia ± 0,005 mm):
- Ventajas: ligero (30% menos peso), adecuado para intercambiadores de calor de microcanal (12% menos caída de presión en el lado del refrigerante).
- Aplicaciones: acondicionadores de aire de frecuencia variable domésticos (como Midea), sistemas VRF comerciales.
- Restricciones: profundidad de estampado ≤ 5 mm, de lo contrario es fácil de agrietar.
2. papel de 0,15 mm (tolerancia ± 0,008 mm):
- Ventajas: alta rigidez (aumento del 40% en la capacidad anticolapso), adecuado para diseños de aletas largas (> 15 mm).
- Aplicaciones: enfriadores industriales, bombas de calor de baja temperatura (entorno de -25°C).
- Restricciones: el coste del material aumenta en un 20% y se requiere una prensa de punción de gran tonelaje (> 200 toneladas).
3. Fórmula de cálculo del grosor de la lámina hidrófila: t=PxL2 / 8xσxh
- Entre ellas: t = grosor, P = presión del viento, L = envergadura de las aletas, σ = resistencia al rendimiento, h = altura de las aletas.
- Por ejemplo, un aire acondicionado de 5 CV utiliza papel de 0,12 mm (resistencia de rendimiento ≥ 120 MPa) a una velocidad del viento de 2 m/s, lo que puede tener en cuenta tanto los requisitos de costo como los de antideformación.
¿Cómo evaluar la resistencia a la corrosión de la lámina hidrófila?
La resistencia a la corrosión es el indicador principal de la lámina hidrófila.
1Prueba de rociado de sal neutro (NSS):
- Estándar: ASTM B117, solución de 5% de NaCl, rociado continuo a 35 °C.
- Norma de cualificación: la lámina de aleación 8011 + H18 debe estar libre de óxido rojo durante ≥720 horas.
2Prueba de corrosión cíclica (CCT):
- Estándar: SAE J2334, ciclo simulado de rociado de sal con calor húmedo (50°C/100% RH) y secado.
- Norma de calificación: adhesión del revestimiento ≥ grado B después de 20 ciclos.
3Simulación de las condiciones reales de trabajo:
- Zona costera: concentración de Cl− ≥ 200 mg/m3, el recubrimiento debe contener un agente de acoplamiento silano (para mejorar la densidad).
- Área industrial: en entornos con contaminación por SO2, se prefieren recubrimientos que contengan inhibidores de la corrosión por molibdato.
Caso: los acondicionadores de aire de Haier en el mercado del sudeste asiático utilizan un recubrimiento de doble capa (capa inferior de zirconio + capa superficial de SiO2 compuesto), con una vida útil de rociado de sal de 1.200 horas,50% superior a la de un recubrimiento de una sola capa.