Υδρόφιλο φύλλο για τη βιομηχανία κλιματισμού

Στην αναζήτηση για ενεργειακά αποδοτικά συστήματα ψύξης που πληρούν αυστηρά περιβαλλοντικά πρότυπα, το υδρόφιλο φύλλο αλουμινίου έχει αναδειχθεί ως αλλαγή του παιχνιδιού στη σύγχρονη καινοτομία HVAC. Καθώς αυξάνεται η παγκόσμια ζήτηση για κλιματιστικά που εξισορροπούν την κορυφαία θερμική απόδοση με τη βιωσιμότητα, αυτό το κατασκευασμένο φύλλο - επικαλυμμένο με ένα μικροσκοπικά πορώδες υδρόφιλο στρώμα - επαναπροσδιορίζει την απόδοση του εξατμιστή και του πηνίου συμπυκνωτή.

Οι κορυφαίοι κατασκευαστές δίνουν πλέον προτεραιότηταυδρόφιλο φύλλο αλουμινίουγια κλιματιστικά όχι μόνο για τους 30% υψηλότερους ρυθμούς μεταφοράς θερμότητας σε σύγκριση με τα συμβατικά φύλλα αλλά και για τις αντιδιαβρωτικές του ιδιότητες που παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού σε υγρά κλίματα. Αυτό το άρθρο διερευνά πώς οι προηγμένες υδρόφιλες επιστρώσεις καταπολεμούν το σχηματισμό παγετού, μειώνουν την κατανάλωση ενέργειας έως και 15% και ευθυγραμμίζονται με τα πρωτόκολλα μετάβασης ψυκτικού μέσου EPA, τοποθετώντας αυτό το υλικό ως τον ακρογωνιαίο λίθο του σχεδιασμού HVAC επόμενης γενιάς.

Τι είναι το υδρόφιλο φύλλο;

Σε σύγκριση με το συνηθισμένο φύλλο αλουμινίου, το υδρόφιλο φύλλο έχει υδρόφιλη επίστρωση και αντιδιαβρωτική επίστρωση στην επιφάνεια. Το υδρόφιλο φύλλο αλουμινίου χρησιμοποιείται κυρίως για πτερύγια καλοριφέρ κλιματιστικού.

Η αρχή της χρήσης υδρόφιλου φύλλου στη βιομηχανία κλιματισμού είναι ότι το συμπυκνωμένο νερό στο κλιματιστικό θα εξαπλωθεί γρήγορα στο υδρόφιλο φύλλο και δεν θα συμπυκνωθεί σε σταγονίδια νερού, αυξάνοντας έτσι την περιοχή ανταλλαγής θερμότητας, επιταχύνοντας την ταχύτητα ψύξης και θέρμανσης και αποφεύγοντας αποτελεσματικά τον θόρυβο.

Το υδρόφιλο φύλλο αλουμινίου είναι ένας τύπος φύλλου κλιματισμού, αλλά δεν μπορεί να θεωρηθεί εντελώς ως φύλλο κλιματισμού. Εκτός από το υδρόφιλο φύλλο αλουμινίου, το αλουμινόχαρτο χωρίς επίστρωση, το αλουμινόχαρτο ανθεκτικό στη διάβρωση, το υδρόφοβο φύλλο αλουμινίου, το λιπαντικό φύλλο αλουμινίου κ.λπ. είναι επίσης αλουμινόχαρτα κλιματισμού.

Κράμα υδρόφιλου φύλλου αλουμινίου

Το υδρόφιλο φύλλο αλουμινίου είναι ένα σημαντικό υλικό που χρησιμοποιείται ευρέως σε εξοπλισμό ψύξης όπως οικιακά κλιματιστικά, ψυγεία, κλιματιστικά αυτοκινήτων και δεξαμενές νερού αυτοκινήτων.

Τυπικές διαστάσεις βιομηχανίας:

Το υδρόφιλο φύλλο κλιματισμού χρησιμοποιεί κυρίως κράματα αλουμινίου της σειράς 3xxx και 8xxx, λαμβάνοντας υπόψη την αντοχή, τη δυνατότητα διαμόρφωσης και την αντοχή στη διάβρωση.

• Κράμα 8011: περιέχει Fe 0,5%-1,0%, Si 0,4%-0,8%, κατάσταση H18 (αντοχή εφελκυσμού ≥160 MPa). Το πλεονέκτημα έγκειται στην εξαιρετική συμβατότητα συγκόλλησης και είναι κατάλληλο για πολυστρωματικούς σύνθετους εναλλάκτες θερμότητας. Η υψηλή περιεκτικότητά του σε Fe μπορεί να εξευγενίσει τους κόκκους και να βελτιώσει τη σταθερότητα των διαστάσεων των σταμπωτών πτερυγίων (ανοχή ±0,02 mm).
• Κράμα 3102: περιέχει Mn 0,05%-0,20%, Cu≤0,05%, και ιδιοσυγκρασία O (μαλακό χαρακτήρα). Είναι γνωστό για την υψηλή του επιμήκυνση (≥25%) και είναι κατάλληλο για σύνθετα σχέδια πτερυγίων (όπως τύπου περσίδων), αλλά η αντοχή του στη διάβρωση είναι ελαφρώς κατώτερη από το 8011 και πρέπει να βασίζεται στην προστασία επίστρωσης.

Σύγκριση απόδοσης:

Επί του παρόντος, η αγορά της Βόρειας Αμερικής προτιμά το κράμα 3102 για περιβάλλοντα χαμηλής διάβρωσης, ενώ η ασιατική αγορά χρησιμοποιεί κυρίως κράμα 8011 για να αντιμετωπίσει τις προκλήσεις υψηλής υγρασίας.

Τεχνολογία και ανίχνευση υδρόφιλης επίστρωσης

Οι βασικές τεχνολογίες των υδρόφιλων επιστρώσεων περιλαμβάνουν την προεπεξεργασία, τη σύνθεση επίστρωσης και τις διαδικασίες σκλήρυνσης.

1. Προεπεξεργασία:

• Απολίπανση: αλκαλικό καθαριστικό (pH 10-12) για την αφαίρεση του λαδιού έλασης.
• Χημική μετατροπή: επεξεργασία ζιρκονίωσης χωρίς χρώμιο (ZrO2 50-100 mg/m2), αντικαθιστώντας τα παραδοσιακά χρωμικά (συμμόρφωση με RoHS).

2. Φόρμουλα επίστρωσης:

• Μήτρα ρητίνης: ακρυλική ρητίνη (αντίσταση θερμοκρασίας -30℃~130℃) ή εποξειδική τροποποιημένη σιλικόνη (αντοχή σε θερμοκρασία>150℃).
• Λειτουργικά πρόσθετα: νανο-SiO2 (βελτιωμένη αντοχή στη φθορά), άλας τεταρτοταγούς αμμωνίου (αντιβακτηριακό), φωσφορικό άλας (βελτιωμένη πρόσφυση).

3. Διαδικασία σκλήρυνσης:

• Ωρίμανση ζεστού αέρα: 3-5 λεπτά στους 180℃-220℃ για να σχηματιστεί μια δομή δικτύου διασταυρούμενης σύνδεσης.

4. Μέθοδοι δοκιμής της απόδοσης επίστρωσης:

• Δοκιμή γωνίας επαφής: Σύμφωνα με το GB/T 30447-2013, χρησιμοποιήστε έναν μετρητή γωνίας επαφής (όπως το Krüss DSA100).
• Δοκιμή πρόσφυσης: Μέθοδος cross-hatch (ISO 2409), βαθμολογία 0-5 (0 σημαίνει χωρίς ξεφλούδισμα).
• Αντοχή σε υγρασία και θερμότητα: 500 ώρες σε περιβάλλον 85℃ / 85% RH, η επίστρωση δεν έχει φουσκάλες ή ξεφλούδισμα.

Η τεχνική λευκή βίβλος του 2023 της Gree δείχνει ότι το υδρόφιλο φύλλο με νανοσύνθετη επίστρωση μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των πτερυγίων σε περισσότερα από 15 χρόνια.

Πώς να επιλέξετε πάχος υδρόφιλου φύλλου;

Το πάχος του υδρόφιλου φύλλου πρέπει να εξισορροπεί τη θερμική αγωγιμότητα, τη δύναμη και το κόστος:

1. Φύλλο 0,1mm (ανοχή ±0,005mm):

• Πλεονεκτήματα: ελαφρύ (μείωση βάρους 30%), κατάλληλο για εναλλάκτες θερμότητας μικροκαναλιού (12% μείωση της πτώσης πίεσης στην πλευρά του ψυκτικού μέσου).
• Εφαρμογές: οικιακά κλιματιστικά μεταβλητής συχνότητας (όπως Midea), εμπορικά συστήματα VRF.
• Περιορισμοί: βάθος σφράγισης ≤5mm, διαφορετικά είναι εύκολο να σπάσει.

2. Φύλλο 0,15mm (ανοχή ±0,008mm):

• Πλεονεκτήματα: υψηλή ακαμψία (αύξηση 40% στην ικανότητα κατά της κατάρρευσης), κατάλληλο για σχεδιασμό με μακρύ πτερύγιο (>15 mm).
• Εφαρμογές: βιομηχανικοί ψύκτες, αντλίες θερμότητας χαμηλής θερμοκρασίας (περιβάλλον -25℃).
• Περιορισμοί: το κόστος των υλικών αυξάνεται κατά 20%, και απαιτείται πρέσα διάτρησης υψηλής χωρητικότητας (>200 τόνοι).

3. Τύπος υπολογισμού πάχους υδρόφιλου φύλλου: t=PxL2 / 8xσxh

• Μεταξύ αυτών: t = πάχος, P = πίεση ανέμου, L = άνοιγμα πτερυγίων, σ = αντοχή διαρροής, h = ύψος πτερυγίου.
• Για παράδειγμα, ένα κλιματιστικό 5HP χρησιμοποιεί αλουμινόχαρτο 0,12mm (αντοχή διαρροής ≥ 120MPa) με ταχύτητα ανέμου 2m/s, κάτι που μπορεί να λάβει υπόψη και τις απαιτήσεις κόστους και κατά της παραμόρφωσης.

Πώς να αξιολογήσετε την αντίσταση στη διάβρωση των υδρόφιλων φύλλων;

Η αντίσταση στη διάβρωση είναι ο βασικός δείκτης του υδρόφιλου φύλλου. Οι μέθοδοι αξιολόγησης περιλαμβάνουν:

1. Δοκιμή ουδέτερου ψεκασμού αλατιού (NSS):

• Πρότυπο: ASTM B117, διάλυμα NaCl 5%, συνεχής ψεκασμός στους 35℃.
• Πρότυπο πιστοποίησης: Το κράμα 8011 + φύλλο H18 πρέπει να είναι απαλλαγμένο από κόκκινη σκουριά για ≥720 ώρες.

2. Δοκιμή κυκλικής διάβρωσης (CCT):

• Πρότυπο: SAE J2334, προσομοιωμένη υγρή θερμότητα (50℃/100%RH)-ξήρανση-κύκλος ψεκασμού αλατιού.
• Πρότυπο πιστοποίησης: Προσκόλληση επίστρωσης ≥Β βαθμού μετά από 20 κύκλους.

3. Προσομοίωση πραγματικών συνθηκών εργασίας:

• Παράκτια περιοχή: συγκέντρωση Cl- ≥200mg/m³, η επικάλυψη πρέπει να περιέχει παράγοντα σύζευξης σιλανίου (για βελτίωση της πυκνότητας).
• Βιομηχανική περιοχή: Σε περιβάλλον ρύπανσης με SO2, προτιμώνται επιστρώσεις που περιέχουν αναστολείς διάβρωσης μολυβδαινικού.

Περίπτωση: Τα κλιματιστικά της Haier στην αγορά της Νοτιοανατολικής Ασίας χρησιμοποιούν επίστρωση διπλής στρώσης (κάτω στρώμα ζιρκονίου + επιφανειακή στρώση σύνθετο SiO2), με διάρκεια ζωής ψεκασμού αλατιού 1.200 ώρες, 50% υψηλότερη από αυτή μιας επίστρωσης μονής στρώσης.