DE102008008718A1 - Heat transfer surface, heat exchanger and method for producing a heat transfer surface - Google Patents

Heat transfer surface, heat exchanger and method for producing a heat transfer surface Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsfläche, insbesondere eine Lamellenoberfläche, an der im Betrieb ein Medium kondesiert und die hydrophil ausgebildet ist. Um die sensible Wärmeübertragungsleistung zu erhöhen, weist die Wärmeübertragungsfläche eine definierte Rauigkeit mit einer gemittelten Rautiefe Rz von 1 bis 10 µm auf.The invention relates to a heat transfer surface, in particular a lamellar surface on which a medium is applied during operation and which is hydrophilic. In order to increase the sensible heat transfer performance, the heat transfer surface has a defined roughness with an average roughness depth Rz of 1 to 10 μm.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsfläche, insbesondere eine Lamellenoberfläche, an der im Betrieb ein Medium kondensiert und die hydrophil ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Verdampfer, mit einer vorab beschriebenen Wärmeübertragungsfläche. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer vorab beschriebenen Wärmeübertragungsfläche. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer Wärmeübertragungsfläche aus einem Bandmaterial, insbesondere aus einem Aluminiumbandmaterial.The Invention relates to a heat transfer surface, in particular a lamellar surface on the in operation a medium condenses and is hydrophilic. The invention also relates to a heat exchanger, in particular an evaporator, with a previously described heat transfer surface. The invention also relates to a method for producing a preliminary described heat transfer surface. The invention further relates to a process for the preparation a heat transfer surface of a Strip material, in particular of an aluminum strip material.

Die Wärmeübertragungsfläche gehört zu einem Wärmeübertrager, insbesondere einem Klimaverdampfer. Die Leistung eines Klimaverdampfers wird durch die so genannte sensible Leistung charakterisiert. Diese wird unmittelbar von der Kondensation und Luftfeuchtigkeit auf der Wärmeübertragungsfläche beeinflusst. Das kondensierte Wasser muss schnellstmöglich von der Wärmeübertragungsfläche ablaufen und darf keine stehenden Tropfen bilden. Aus der Oberflächentechnik sind verschiedene Verfahren zur Behandlung von Wärmeübertragungsflächen bekannt. Die Wärmeübertragungsfläche kann wasserabweisend (hydrophob) ausgebildet werden. Dabei wird die Wärmeübertragungsfläche mit Hilfe von Silikonen, Wachsen oder teflonhaltigen Beschichtungen hydrophobiert. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 39 071 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit wenigstens einer Oberfläche bekannt, auf der eine Flüssigkeit A eine geringe Haftung aufweist. Die Oberfläche weist eine Vielzahl von Vertiefungen und/oder Erhebungen auf. Solche hydrophoben Oberflächen haben allgemein den Nachteil, dass bei genügend komplexen Strukturen, wie zum Beispiel in den Lamellen eines Wärmetauschers, kondensiertes Wasser größere Wassertropfen bildet und so nicht einfach auslaufen kann. Aus diesem Grund werden die Oberflächen von Klimaverdampfern im Allgemeinen hydrophil ausgebildet, um eine Filmbildung des Kondenswassers zu erreichen und den Wasserablauf zu verbessern. Das Wasser soll dann idealerweise in Form eines geschlossenen Wasserfilms ablaufen. Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 201 19 741 U1 ist eine Wärmeübertragungsfläche mit einer aus der Grundfläche herausragenden Mikrostruktur von Vorsprüngen bekannt, die mit einer Mindesthöhe von 10 μm auf der Grundfläche galvanisiert sind.The heat transfer surface belongs to a heat exchanger, in particular a climate evaporator. The performance of a climatic evaporator is characterized by the so-called sensitive performance. This is directly influenced by the condensation and humidity on the heat transfer surface. The condensed water must drain as quickly as possible from the heat transfer surface and must not form standing drops. From surface technology, various methods for the treatment of heat transfer surfaces are known. The heat transfer surface can be formed water repellent (hydrophobic). The heat transfer surface is rendered hydrophobic with the aid of silicones, waxes or coatings containing Teflon. From the German patent application DE 102 39 071 A1 For example, a method is known for producing articles having at least one surface on which a liquid A has low adhesion. The surface has a plurality of depressions and / or elevations. Such hydrophobic surfaces generally have the disadvantage that in sufficiently complex structures, such as in the fins of a heat exchanger, condensed water forms larger drops of water and so can not easily leak. For this reason, the surfaces of air-conditioning evaporators are generally made hydrophilic in order to achieve a film formation of the condensed water and to improve the water drainage. The water should then ideally run in the form of a closed water film. From the German Utility Model DE 201 19 741 U1 is a heat transfer surface with a protruding from the base surface microstructure of protrusions, which are galvanized with a minimum height of 10 microns on the base.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärmeübertragungsfläche, insbesondere Lamellenoberfläche, an der im Betrieb ein Medium kondensiert und die insbesondere hydrophil ausgebildet ist, zu schaffen, durch welche die sensible Wärmeübertragungsleistung erhöht werden kann.task the invention is a heat transfer surface, in particular lamellar surface, on the in operation Condensed medium and which is formed in particular hydrophilic, to create, through which the sensitive heat transfer performance can be increased.

Die Aufgabe ist bei einer Wärmeübertragungsfläche, insbesondere einer Lamellenoberfläche, an der im Betrieb ein Medium kondensiert und die hydrophil ausgebildet ist, dadurch gelöst, dass die Wärmeübertragungsfläche eine definierte Rauigkeit mit einer gemittelten Rautiefe Rz von 1 bis 10 μm aufweist. Durch die erfindungsgemäße Rauigkeit der hydrophilen Wärmeübertragungsfläche werden die Kondensation und der Wasserauslauf verbessert. Dadurch wird eine höhere sensible Wärmeübertragungsleistung erreicht. Die erfindungsgemäße Rauigkeit vergrößert die Oberfläche und hat einen Drainageeffekt zur Folge, der die Ausbildung größerer Wassertropfen oder eines zu starken Wasserfilms verhindert.The Task is with a heat transfer surface, in particular a lamellar surface on the in operation a medium condenses and is hydrophilic, thereby solved that the heat transfer surface a defined roughness with an average roughness Rz of 1 to 10 microns. By the invention Roughness of the hydrophilic heat transfer surface the condensation and the water outlet are improved. Thereby becomes a higher sensible heat transfer performance reached. The roughness of the invention increases the surface and has a drainage effect, the formation of larger drops of water or a too strong water film prevented.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragungsfläche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsfläche eine definierte Rauigkeit mit einer gemittelten Rautiefe Rz von 1,5 bis 3 μm aufweist. Mit diesen Werten wurden bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen die besten Ergebnisse erzielt.One preferred embodiment of the heat transfer surface is characterized in that the heat transfer surface a defined roughness with an average roughness Rz of 1.5 up to 3 microns. With these values were included in the frame of the present invention achieved the best results.

Die oben angegebene Aufgabe ist bei einer Wärmeübertragungsfläche, insbesondere an einer Wellrippe aus einem Aluminiumbandmaterial, dadurch gelöst, dass die Wärmeübertragungsfläche mit einer Prägung versehen ist. Durch die Prägung kann die Wärmeübertragungsfläche und somit auch die Wärmeübertragungsleistung vergrößert werden. Darüber hinaus kann die Stabilität einer mit der geprägten Wärmeübertragungsfläche versehenen Wellrippe gegenüber mechanischer Verformung vergrößert werden. Durch den Prägeprozess wird die Steifigkeit der Wellrippe erhöht.The stated above is a heat transfer surface, in particular on a corrugated rib of an aluminum strip material, solved by the fact that the heat transfer surface is provided with an embossing. By imprinting can the heat transfer area and thus also increases the heat transfer performance become. In addition, the stability of a with the embossed heat transfer surface provided corrugated rib against mechanical deformation be enlarged. Through the stamping process the rigidity of the corrugated fin is increased.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragungsfläche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung eine Struktur aufweist, die einseitig oder beidseitig an einer Wellrippe insbesondere aus einem Aluminiumbandmaterial vorgesehen ist. Durch die geprägte Oberflächenstruktur kann der Wasserablauf an der Wärmeübertragungsfläche aufgrund von Anisotropie- und/oder Kapillareffekten verbessert werden.One Another preferred embodiment of the heat transfer surface is characterized in that the embossment is a structure having, on one side or both sides of a corrugated fin in particular is provided from an aluminum strip material. By the embossed Surface structure may be the water drainage at the heat transfer surface be improved due to anisotropy and / or capillary effects.

Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Wärmeübertragungsfläche sind dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung eine Struktur mit wiederkehrenden oder sich wiederholenden Mustern und/oder mit mindestens einem symmetrischen oder chaotischen Muster aufweist. Die Muster sind vorzugsweise so gestaltet, dass der Wasserablauf entlang der Wärmeübertragungsfläche verbessert wird.Further preferred embodiments of the heat transfer surface are characterized in that the embossing is a structure with recurrent or repetitive patterns and / or with has at least one symmetric or chaotic pattern. The patterns are preferably designed so that the water drain along the heat transfer surface improved becomes.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragungsfläche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung eine Struktur mit einer Vorzugsrichtung aufweist. Die Vorzugsrichtung verläuft zum Beispiel parallel oder rechtwinklig zur Bandrichtung.A further preferred embodiment of the heat transfer surface is characterized in that the embossing has a structure with a preferred direction. The preferred direction runs for example parallel or perpendicular to the tape direction.

Bei einem Wärmeübertrager, insbesondere einem Verdampfer, ist die oben angegebene Aufgabe durch mindestens eine vorab beschriebene Wärmeübertragungsfläche, insbesondere Lamellenoberfläche, gelöst. Der Wärmeübertrager wird vorzugsweise aus Blechteilen, insbesondere aus Aluminiumblechteilen, durch Löten hergestellt. Es ist auch möglich, den Wärmeübertrager, zumindest teilweise, aus Aluminiumschaum zu bilden.at a heat exchanger, in particular an evaporator, is the above object by at least one previously described Heat transfer surface, in particular Slat surface, loosened. The heat exchanger is preferably made of sheet metal parts, in particular aluminum sheet metal parts, made by soldering. It is also possible the Heat exchanger, at least partially, made of aluminum foam to build.

Bei einem Verfahren zum Herstellen einer vorab beschriebenen Wärmeübertragungsfläche, insbesondere einer Lamellenoberfläche, an der im Betrieb ein Medium kondensiert und die hydrophil ausgebildet ist, insbesondere eines vorab beschriebenen Wärmeübertragers, ist die oben angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass die definierte Rauigkeit durch eine chemische Beizung erzeugt wird. Vorzugsweise wird die chemische Reizung an dem fertigen Wärmeübertrager durchgeführt.at a method for producing a heat transfer surface described above, in particular a lamellar surface on which a medium in operation condensed and which is hydrophilic, in particular one previously described heat exchanger, is the above stated object achieved in that the defined Roughness is generated by a chemical pickling. Preferably becomes the chemical irritation on the finished heat exchanger carried out.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Reizung im Tauchverfahren auf der Basis von mindestens einer Säure durchgeführt wird. Bei der mindestens einen Säure handelt es sich vorzugsweise um Flusssäure und/oder organische Säuren mit Fluoriden, insbesondere Natriumbifluorid.One preferred embodiment of the method is characterized characterized in that the chemical irritation in the dipping process the base of at least one acid carried out becomes. The at least one acid is preferably hydrofluoric acid and / or organic acids with fluorides, especially sodium bifluoride.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Säure eine Konzentration von 1 bis 5 Prozent aufweist. Mit diesen Konzentrationen wurden bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen die besten Ergebnisse erzielt.One Another preferred embodiment of the method is characterized in that the acid is a concentration from 1 to 5 percent. With these concentrations were added Investigations carried out in the context of the present invention achieved the best results.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkzeit der Säure bei Raumtemperatur 0,5 bis 3 Minuten beträgt. Vorzugsweise beträgt die Einwirkzeit der Säure bei Raumtemperatur etwa 1 Minute.One Another preferred embodiment of the method is characterized in that the contact time of the acid at room temperature is 0.5 to 3 minutes. Preferably is the exposure time of the acid at room temperature about 1 minute.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Rauigkeit durch aufschmelzbare Salze und/oder Metallgemische erzeugt wird. Es können zum Beispiel während des Lötprozesses Lote auf die Wärmeübertragungsfläche aufgebracht werden, die beim Erstarren der Schmelze die gewünschte Rauigkeit erzeugen. Die vorab beschriebenen Verfahren sind additiv und miteinander kombinationsfähig.One Another preferred embodiment of the method is characterized in that the defined roughness by fusible salts and / or metal mixtures is produced. It can for example, during the soldering process solder on the Heat transfer surface can be applied, the upon solidification of the melt, produce the desired roughness. The methods described above are additive and can be combined with each other.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass als aufschmelzbare Salze Kalium-Fluoraluminate verwendet werden. Die aufschmelzbaren Salze werden vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 450 bis 550 Grad Celsius eingesetzt. Die Kalium-Fluoraluminate werden vorzugsweise mit Zusätzen von Elementen der III, IV und V Nebengruppe des periodischen Systems der Elemente (PSE) im Bereich von 1 bis 8 Prozent, insbesondere 3 Prozent, verwendet.One Another preferred embodiment of the method is characterized in that as fusible salts potassium fluoroaluminates be used. The meltable salts are preferably used in a temperature range of 450 to 550 degrees Celsius. The potassium fluoroaluminates are preferably added of elements of the III, IV and V subgroup of the periodic system of the elements (PSE) in the range of 1 to 8 percent, in particular 3 percent, used.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass als aufschmelzbare Metallgemische Lote, insbesondere Hartlote, auf der Basis eines Aluminium-Siliziumgemischs verwendet werden. Der Siliziumanteil des Aluminium-Siliziumgemischs beträgt vorzugsweise 8 bis 15 Prozent. Die aufschmelzbaren Metallgemische werden entweder plattiert oder als bindemittel- und/oder pigmenthaltiges Lacksystem appliziert.One Another preferred embodiment of the method is characterized in that as meltable metal mixtures Solders, in particular brazing alloys, based on an aluminum-silicon mixture be used. The silicon content of the aluminum-silicon mixture is preferably 8 to 15 percent. The meltable metal mixtures are either plated or as a binder and / or pigment-containing Paint system applied.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsfläche mit einer Oberflächenbeschichtung versehen wird, welche die definierte Rauigkeit aufweist. Die Oberflächenbeschichtung wird vorzugsweise auf die Wärmeübertragungsfläche an einem fertigen Bauteil aufgebracht.One Another preferred embodiment of the method is characterized in that the heat transfer surface is provided with a surface coating which having the defined roughness. The surface coating is preferably on the heat transfer surface applied to a finished component.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsfläche mit einem Lack überzogen wird, der organische Polymere umfasst. Bei den Polymeren handelt es sich vorzugsweise um Duromere, die in flüssiger Form aufgetragen werden und nach einem Trocknungs- und Vernetzungsprozess in der gewünschten Rauigkeit vorliegen.One Another preferred embodiment of the method is characterized in that the heat transfer surface coated with a varnish, the organic polymers includes. The polymers are preferably duromers, which are applied in liquid form and after one Drying and curing process in the desired roughness available.

Ein weiteres bevozugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsfläche mit einer Polymerbeschichtung überzogen wird, die durch eingelagerte organische und/oder anorganische und/oder keramische und/oder metallische Partikel die gewünschte Rauigkeit generiert. Die Polymerbeschichtung kann aus konventionellen Lackharzen oder aus so genannten organisch/anorganischen Netzwerken bestehen, die nach einem Sol-Gelprozess auf der Basis metallorganischer Verbindungen, insbesondere siliziumorganische Verbindung, in situ auf die Wärmeübertragungsfläche appliziert werden.One Another preferred embodiment of the method is characterized in that the heat transfer surface is coated with a polymer coating by embedded organic and / or inorganic and / or ceramic and / or metallic particles the desired roughness generated. The polymer coating can be made from conventional coating resins or consist of so-called organic / inorganic networks, after a sol-gel process based on organometallic compounds, in particular organosilicon compound, in situ on the heat transfer surface be applied.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der Partikel zwischen 1 und 50 μm beträgt. Vorzugsweise beträgt die Korngröße der Partikel 1 bis 10 μm.One Another preferred embodiment of the method is characterized in that the grain size the particle is between 1 and 50 microns. Preferably the particle size of the particles is 1 up to 10 μm.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Rauigkeit der Wärmeübertragungsfläche durch mechanische Bearbeitung erzeugt wird. Die Wärmeübertragungsfläche kann zum Beispiel während eines Umformvorgangs mit einer Walze mechanisch bearbeitet werden.A further preferred embodiment of the method is characterized in that that the defined roughness of the heat transfer surface is produced by mechanical processing. The heat transfer surface can be mechanically processed, for example during a forming process with a roller.

Bei einem Verfahren zum Herstellen einer vorab beschriebenen Wärmeübertragungsfläche aus einem Bandmaterial, insbesondere aus einem Aluminiumbandmaterial, ist die oben angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass einem Verfahren zum Herstellen von Wellrippen aus dem Bandmaterial eine Prägung des Bandmaterials vorgeschaltet wird. Bei dem Verfahren zum Herstellen von Wellrippen handelt es sich vorzugsweise um ein bekanntes Verfahren, bei dem Wellrippen für Wärmeübertrager aus Aluminiumbandmaterial mit so genannten Wellrippenwalzmaschinen hergestellt werden. In der Wellrippenwalzmaschine werden dabei zunächst mit Hilfe von Schneidesalzen Kiemen in das Aluminiumbandmaterial eingeschnitten. Anschließend wird das Aluminiumband blessiert, kalibriert und auf Länge geschnitten.at a method for producing a heat transfer surface described above from a strip material, in particular from an aluminum strip material, the above object is achieved in that a Method for producing corrugated ribs from the strip material Embossing of the strip material is connected upstream. In the process for producing corrugated ribs is preferably a Known method in which corrugated fins for heat exchangers made of aluminum strip material with so-called corrugated fin rolling machines getting produced. In the corrugated roll rolling machine are doing first with the help of cutting salts gills into the aluminum strip material cut. Then the aluminum strip is blessed, calibrated and cut to length.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung in einer Wellrippenwalzmaschine durchgeführt wird. Die Prägung erfolgt vorzugsweise direkt nach einem Abcoiler.One preferred embodiment of the method is characterized characterized in that the embossing in a corrugated roll rolling machine is carried out. The embossing is preferably carried out right after a skimmer.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial geprägt wird, bevor es auf eine gewünschte Endbreite gespalten wird. Die Prägung erfolgt vorzugsweise beim Abwickeln vom Muttercoil.One Another preferred embodiment of the method is characterized in that the strip material embossed is split before being cut to a desired final width becomes. The embossing is preferably carried out when unwinding Muttercoil.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description, in the various embodiments are described in detail. It can in the Claims and features mentioned in the description each individually or in any combination be essential to the invention.

Bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager handelt es sich um einen Klimaverdampfer mit einer Lamellen-Oberfläche, die auch als Wärmeübertragungsfläche bezeichnet wird. Auf die Wärmeübertragungsfläche wird eine Rauigkeit mit einer definierten mittleren Rautiefe Rz von 1 bis 10 μm, bevorzugt 1,5 bis 3 μm, aufgebracht. Mit diesen Rauigkeitswerten wurde eine sehr hohe sensible Wärmeübertragungsleistung erreicht. Die definierte Rauigkeit wird zum einen durch eine chemische Reizung der Lamellen des fertigen Wärmeübertragers nach dem Lötprozess erzeugt. Zum anderen wird die definierte Rauigkeit durch aufschmelzbare Salze und/oder Metallgemische, wie zum Beispiel Lote, während des Lötprozesses erzeugt. Die drei genannten Möglichkeiten sind additiv und miteinander kombinationsfähig.at the heat exchanger according to the invention it is an air conditioner with a fin surface, also as a heat transfer surface referred to as. On the heat transfer surface is a roughness with a defined mean roughness Rz from 1 to 10 microns, preferably 1.5 to 3 microns applied. With these roughness values became a very high sensitive heat transfer performance reached. The defined roughness is on the one hand by a chemical Irritation of the slats of the finished heat exchanger generated after the soldering process. On the other hand, the defined Roughness by fusible salts and / or metal mixtures, such as For example, solder, generated during the soldering process. The three options mentioned are additive and with each other combinable.

Eine vierte Möglichkeit besteht in einer Oberflächenbeschichtung des fertigen Wärmeübertragers. Die Beschichtung selbst zeigt hierbei die definierte Oberflächenrauigkeit.A fourth possibility is a surface coating of the finished heat exchanger. The coating itself shows the defined surface roughness.

Eine fünfte Möglichkeit besteht in der mechanischen Bearbeitung der Wellrippenoberfläche des Wärmeübertragers während des Umformvorgangs mittels einer Walze. Je nach Anforderungen wird das bekannte Wellrippen-Aluminiumband durch ein mit einer Oberflächenstruktur versehenes Walzenpaar getrieben, wodurch die definierte Oberflächenrauigkeit erzeugt wird, die auch nach dem Lötvorgang des Wärmeübertragers erhalten bleibt.A fifth possibility is in the mechanical Machining the corrugated fin surface of the heat exchanger during the forming process by means of a roller. Depending on Requirements is the well-known corrugated aluminum strip through a driven by a surface paired roller pair, whereby the defined surface roughness is generated, even after the soldering process of the heat exchanger preserved.

Für die chemische Reizung finden Tauchverfahren auf der Basis von Flusssäure und/oder organischen und/oder anorganischen Säuren mit Fluoriden, bevorzugt Natriumbifluorid, Anwendung. Die Säure hat bevorzugt eine Konzentration von 1 bis 5 Prozent. Bei dem Werkstoff des Wärmeübertragers handelt es sich vorzugsweise um einen gelöteten Aluminiumwerkstoff. Die Einwirkzeit beträgt bei Raumtemperatur 0,5 bis 3 Minuten, bevorzugt 1 Minute.For the chemical irritation find dipping processes based on hydrofluoric acid and / or organic and / or inorganic acids Fluorides, preferably sodium bifluoride, application. The acid has preferably a concentration of 1 to 5 percent. For the material the heat exchanger is preferably around a soldered aluminum material. The exposure time is at room temperature 0.5 to 3 minutes, preferably 1 minute.

Als aufschmelzbare Salze im bevorzugten Temperaturbereich 450 bis 550 Grad Celsius werden vorzugsweise Kalium-Fluoraluminate mit Zusätzen von Elementen der III, IV und V Nebengruppe des Periodensystems der Elemente im Bereich von 1 bis 8 Prozent, bevorzugt 3 Prozent, eingesetzt.When Meltable salts in the preferred temperature range of 450 to 550 Degrees Celsius are preferably potassium fluoroaluminates with additions of Elements of the III, IV and V subgroup of the Periodic Table of the Elements in the range of 1 to 8 percent, preferably 3 percent used.

Als aufschmelzbare Metallgemische werden bevorzugt Lote, insbesondere Hartlote, auf Basis von Aluminium-Siliziumgemischen mit circa 8 bis 15 Prozent Siliziumanteil eingesetzt. Die aufschmelzbaren Metallgemische werden entweder plattiert oder als bindemittel- und pigmenthaltiges Lacksystem appliziert.When Meltable metal mixtures are preferably solders, in particular Brazing alloys based on aluminum-silicon mixtures with approx. 8 used up to 15 percent silicon. The meltable metal mixtures are either plated or as a binder and pigment-containing Paint system applied.

Für die Oberflächenbeschichtung werden insbesondere Überzüge mit organischen Polymeren (Lack) eingesetzt, die nach einem Trocknungs- und Vernetzungsprozess in einer definierten Rauigkeit vorliegen. Vorzugsweise werden organische Polymerbeschichtungen eingesetzt, die durch eingelagerte organische und/oder anorganische und/oder keramische und/oder metallische Partikel eine definierte Oberflächenrauigkeit generieren.For the surface coating in particular coatings used with organic polymers (lacquer), which after a drying and crosslinking process in a defined roughness. Preferably, organic polymer coatings are used, by embedded organic and / or inorganic and / or ceramic and / or metallic particles have a defined surface roughness to generate.

Die Korngröße solcher Partikel liegt zwischen 1 und 50 μm, bevorzugt bei 1 bis 10 μm. Die Polymerbeschichtung kann aus konventionellen Lackharzen bestehen oder auch aus so genannten organisch, anorganischen Netzwerken, die nach dem Sol-Gelprozess auf Basis metallorganischer Verbindungen, auf Basis siliziumorganischer Verbindungen, in situ auf der Oberfläche appliziert werden.The Grain size of such particles is between 1 and 50 μm, preferably 1 to 10 μm. The polymer coating can consist of conventional paint resins or of so-called organic, inorganic networks based on the sol-gel process organometallic compounds, based on organosilicon compounds, in be applied situ on the surface.

Bekannte Wärmeübertrager umfassen Rohre mit Wellrippen, die dazu dienen, eine große Wärmeübertragungsfläche bei niedrigem Eigengewicht bereitzustellen. Durch eine spezielle Geometrie der Wellrippen soll der luftseitige Druckabfall in den Rohren soweit wie möglich minimiert und der filmförmige Kondensatwasserablauf gefördert werden.Known Heat exchangers include tubes with corrugated fins, which serve a large heat transfer surface to provide at low dead weight. By a special Geometry of the corrugated fins should be the airside pressure drop in the Minimized pipes as far as possible and the film-shaped condensation water drain be encouraged.

Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, die Wärmeübertragungsfläche der Wellrippen durch eine Prägung signifikant zu vergrößern. Zu diesem Zweck wird einem konventionellen Wellrippenherstellungsprozess eine Prägung des Aluminiumbandmaterials vorge schaltet. Die Prägung kann dabei direkt nach dem Abcoiler in der Wellrippenwalzmaschine installiert sein.According to one Another essential aspect of the invention is proposed, the Heat transfer surface of the corrugated fins significantly increased by an imprint. For this purpose, a conventional corrugated fin manufacturing process an embossing of the aluminum strip material pre-switched. The Embossing can be done directly after the Abcoiler in the corrugated rip rolling machine be installed.

Alternativ dazu kann das Coil auch vor dem Spalten auf Endbreite beim Abwickeln vom Muttercoil geprägt werden. Die Prägung kann einseitig oder beidseitig auf das Aluminiumbandmaterial aufgebracht werden. Die geprägte Struktur kann aus symmetrischen, wiederkehrenden Mustern oder aus einem chaotischen Muster bestehen. Die Prägung kann bestimmte Vorzugsrichtungen, zum Beispiel parallel oder rechtwinklig zur Bandrichtung, aufweisen.alternative The coil can also do this before splitting to final width when unwinding be coined by the mother coil. The embossing can applied on one or both sides of the aluminum strip material become. The embossed structure can be made of symmetrical, recurring Patterns or consist of a chaotic pattern. The embossing can certain preferred directions, for example parallel or rectangular to the tape direction, have.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10239071 A1 [0002] - DE 10239071 A1 [0002]
  • - DE 20119741 U1 [0002] - DE 20119741 U1 [0002]

Claims (23)

Wärmeübertragungsfläche, insbesondere Lamellenoberfläche, an der im Betrieb ein Medium kondensiert und die hydrophil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsfläche eine definierte Rauigkeit mit einer gemittelten Rautiefe Rz von 1 bis 10 μm aufweist.Heat transfer surface, in particular lamellar surface on which a medium condenses during operation and which is hydrophilic, characterized in that the heat transfer surface has a defined roughness with an average roughness Rz of 1 to 10 microns. Wärmeübertragungsfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsfläche eine definierte Rauigkeit mit einer gemittelten Rautiefe Rz von 1,5 bis 3 μm aufweist.Heat transfer surface according to claim 1, characterized in that the heat transfer surface a defined roughness with an average roughness Rz of 1.5 to 3 microns. Wärmeübertragungsfläche, insbesondere an einer Wellrippe aus einem Aluminiumbandmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsfläche mit einer Prägung versehen ist.Heat transfer area, in particular on a corrugated rib of an aluminum strip material, characterized characterized in that the heat transfer surface is provided with an embossing. Wärmeübertragungsfläche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung eine Struktur aufweist, die einseitig oder beidseitig an einer Wellrippe insbesondere aus einem Aluminiumbandmaterial vorgesehen ist.Heat transfer surface according to claim 3, characterized in that the embossing has a structure on one side or both sides of a corrugated fin is provided in particular of an aluminum strip material. Wärmeübertragungsfläche nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung eine Struktur mit wiederkehrenden oder sich wiederholenden Mustern aufweist.Heat transfer surface according to claim 3 or 4, characterized in that the embossing a Has structure with repeating or repeating patterns. Wärmeübertragungsfläche nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung eine Struktur mit mindestens einem symmetrischen oder chaotischen Muster aufweist.Heat transfer surface according to one of claims 3 to 5, characterized that the embossing is a structure with at least one symmetrical one or chaotic pattern. Wärmeübertragungsfläche nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung eine Struktur mit einer Vorzugsrichtung aufweist.Heat transfer surface according to one of claims 3 to 6, characterized that the embossing is a structure with a preferential direction having. Wärmeübertrager, insbesondere Verdampfer, mit einer Wärmeübertragungsfläche, insbesondere einer Lamellenoberfläche, nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Heat exchanger, in particular evaporator, with a heat transfer surface, in particular one Slat surface according to one of the preceding claims. Verfahren zum Herstellen einer Wärmeübertragungsfläche, insbesondere einer Lamellenoberfläche, an der im Betrieb ein Medium kondensiert und die hydrophil ausgebildet ist, nach einem der Ansprüche 1 bis 2, insbesondere eines Wärmeübertragers nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Rauigkeit durch eine chemische Reizung erzeugt wird.Method for producing a heat transfer surface, in particular a lamellar surface on the in operation a medium condenses and is hydrophilic, after one of claims 1 to 2, in particular a heat exchanger according to Claim 8, characterized in that the defined roughness produced by a chemical irritation. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Reizung im Tauchverfahren auf der Basis von mindestens einer Säure durchgeführt wird.Method according to claim 9, characterized in that that the chemical irritation in the dipping process on the basis of at least an acid is carried out. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Säure eine Konzentration von 1 bis 5 Prozent aufweist.Method according to claim 10, characterized in that that the acid has a concentration of 1 to 5 percent. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkzeit der Säure bei Raumtemperatur 0,5 bis 3 Minuten beträgt.Method according to claim 10 or 11, characterized that the contact time of the acid at room temperature 0.5 to 3 minutes. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9, insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Rauigkeit durch aufschmelzbare Salze und/oder Metallgemische erzeugt wird.Method according to the preamble of claim 9, in particular according to one of claims 9 to 12, characterized characterized in that the defined roughness by fusible Salts and / or metal mixtures is produced. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als aufschmelzbare Salze Kalium-Fluoraluminate verwendet werden.Method according to claim 13, characterized in that that potassium fluoroaluminates are used as meltable salts. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als aufschmelzbare Metallgemische Lote, insbesondere Hartlote, auf der Basis eines Aluminium-Siliziumgemischs verwendet werden.Method according to claim 13, characterized in that that as fusible metal mixtures solders, in particular brazing alloys, be used on the basis of an aluminum-silicon mixture. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsfläche mit einer Oberflächenbeschichtung versehen wird, welche die definierte Rauigkeit aufweist.Method according to the preamble of claim 9, characterized in that the heat transfer surface is provided with a surface coating which having the defined roughness. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsfläche mit einem Lack überzogen wird, der organische Polymere umfasst.Method according to claim 16, characterized in that that the heat transfer surface with a varnish comprising organic polymers. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsfläche mit einer Polymerbeschichtung überzogen wird, die durch eingelagerte organische und/oder anorganische und/oder keramische und/oder metallische Partikel die gewünschte Rauigkeit generiert.Method according to claim 16 or 17, characterized that the heat transfer surface with a polymer coating is coated by embedded organic and / or inorganic and / or ceramic and / or metallic Particle generates the desired roughness. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der Partikel zwischen 1 und 50 μm beträgt.Method according to claim 18, characterized that the particle size of the particles is between 1 and 50 microns. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Rauigkeit der Wärmeübertragungsfläche durch mechanische Bearbeitung erzeugt wird.Method according to the preamble of claim 9, characterized in that the defined roughness of the heat transfer surface produced by mechanical processing. Verfahren zum Herstellen einer Wärmeübertragungsfläche nach einem der Ansprüche 3 bis 7, aus einem Bandmaterial, insbesondere aus einem Aluminiumbandmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass einem Verfahren zum Herstellen von Weltrippen aus dem Bandmaterial eine Prägung des Bandmaterials vorgeschaltet wird.Method for producing a heat transfer surface according to one of claims 3 to 7, from a strip material, in particular of an aluminum strip material, characterized in that a method for producing world ribs from the strip material an embossing of the strip material is connected upstream. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung in einer Wellrippenwalzmaschine durchgeführt wird.Method according to claim 21, characterized that the embossing is done in a corrugated rolling machine becomes. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial geprägt wird, bevor es auf eine gewünschte Endbreite gespalten wird.Method according to claim 21, characterized that the strip material is embossed before it is on a desired Final width is split.
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