DE10355833A1 - heat exchangers - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher mit oberflächenbehandelten Wärmeübertragungsoberflächen. Des Weiteren betrifft sie ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Wärmetauschern.The The invention relates to a surface-treated heat exchanger Heat transfer surfaces. Of Further, it relates to a method for surface treatment of heat exchangers.
Um den Anforderungen der Industrie an Bauteile, beispielsweise denen der Automobilbranche an Wärmetauscher oder -überträger, gerecht zu werden, ist eine Behandlung der Werkstoffoberflächen vielfach unumgänglich. Mit einer Oberflächenbehandlung sollen den betreffenden Bauteilen spezifische Eigenschaften verliehen werden, die sie zugunsten einer verbesserten Leistungsfähigkeit und verlängerten Lebensdauer insbesondere vor Umwelteinflüssen schützen. Dabei sind insbesondere das spezifische Einsatzgebiet und bauliche Gegebenheiten zu berücksichtigen.Around the requirements of the industry for components, such as those the automotive industry to heat exchangers or transmitter, just becoming a treatment of the material surfaces in many cases unavoidable. With a surface treatment should give specific properties to the components concerned they are in favor of improved performance and extended Protect lifetime especially against environmental influences. Here are in particular to consider the specific field of application and structural conditions.
Wärmetauscher, insbesondere Verdampfer, die in Klimaanlagen – insbesondere in Kraftfahrzeugen – zum Einsatz kommen, bestehen üblicherweise aus mehreren aufeinander gereihten und fluiddichten miteinander verbundenen Scheiben oder Rohren, zwischen denen dicht gepackt Wellrippen angeordnet sind. Diese ermöglichen zwar einerseits eine optimale Wärmeübertragung zwischen dem durch die Scheiben oder Rohre strömenden Käl temittel und der durch das Wellrippennetz strömenden Luft, sind aber andererseits prädestiniert für den Niederschlag von Kondensat sowie Staub oder Schmutz. Diese feuchte verschmutze Wärmeübertragungsoberfläche bietet einen idealen Nährboden für Mikroorganismen, deren Ansiedlung eine unerwünschte Geruchsbildung zur Folge haben kann. Außerdem sind durch die feuchten Verschmutzungen insbesondere Schäden durch Korrosion begünstigt.Heat exchanger, in particular evaporators used in air conditioning systems - especially in motor vehicles come, usually consist of several juxtaposed and fluid-tight interconnected Washers or pipes, between which tightly packed corrugated fins arranged are. These allow on the one hand an optimal heat transfer between the Käl flowing through the discs or pipes Käl and by the Corrugated rib network flowing Air, but are on the other hand predestined for the Precipitation of condensate as well as dust or dirt. This damp contaminates Heat transfer surface offers one ideal breeding ground for microorganisms, their settlement an undesirable Odor may result. In addition, through the humid Dirt especially damage Corrosion favored.
Um die Ansammlung von Wasser und Schmutz auf einer Oberfläche zu vermeiden, wird die Oberfläche eines Gegenstands in der Regel hydrophob ausgerüstet. Dadurch, dass sich durch die hydrophobe Ausgestaltung auf der Oberfläche kugelförmige Wassertropfen bilden, die abperlen, sind diese Oberflächen grundsätzlich schmutz- und wasserabweisend. Bei einer hydrophob ausgestatteten Oberfläche des beschriebenen Wärmeübertragers können die Wassertropfen wegen der sehr dicht gepackten Wellrippenstruktur jedoch nicht abperlen. Statt dessen bleiben sie zwischen den benachbarten, engstehenden Rippen und Kiemen hängen. Damit ist der gewünschte selbstreinigende Effekt durch die hydrophobe Ausgestaltung gerade verhindert. Dies führt zudem üblicherweise zur Abnahme der Gesamtleistung des Wärmetauschers.Around to avoid the accumulation of water and dirt on a surface becomes the surface an object usually hydrophobic equipped. By being through the hydrophobic structure on the surface form spherical water droplets, the beads are these surfaces in principle dirt and water repellent. For a hydrophobic equipped surface the described heat exchanger can the drops of water because of the very tightly packed corrugated rib structure but do not bead off. Instead, they stay between the neighboring, hanging tight ribs and gills. This is the desired self-cleaning effect due to the hydrophobic design straight prevented. This usually also leads to decrease the overall performance of the heat exchanger.
Um dieses Problem unter Beibehaltung der Bauart des Wärmetauschers zu lösen, ist eine hydrophile Ausstattung der Wärmeübertragungsoberflächen erwünscht.Around this problem while maintaining the design of the heat exchanger to solve, a hydrophilic finish of the heat transfer surfaces is desired.
Die Hydrophilie eines Stoffes ist unter anderem gekennzeichnet durch seine Polarität, eine niedrige Grenzflächenspannung gegenüber Wasser und eine gute Benetzbarkeit mit Wasser, die daraus resultiert, dass die Adhäsionskräfte, die zwischen den Molekülen desselben Stoffs wirken, an einer Grenzfläche groß gegenüber den Kohäsionskräften sind, die zwischen den Molekülen desselben Stoffs wirken. Ist eine Oberfläche gut benetzbar, bildet ein Flüssigkeitstropfen darauf einen Kontaktwinkel aus, der kleiner als 90° ist, d.h. die Flüssigkeit kann sich auf der Oberfläche mehr oder weniger ausbreiten. Eine hydrophile Ausstattung einer Oberfläche führt also zur Bildung eines dünnen, geschlossenen Flüssigkeitsfilms. Durch den geschlossenen Flüssigkeitsfilm wird ein Abfließen der Staub- und Schmutzpartikel ermöglicht und somit eine dauerhafte Ansammlung von Staub und Schmutz reduziert. Da zudem die Wellrippenoberfläche durch die vergleichsweise dünne Wasserfilmbildung schneller abtrocknet, wird auch die Ansiedlung von Mikroorganismen auf der Wärmeübertrageroberfläche vermindert.The Hydrophilicity of a substance is characterized among other things by his polarity, a low interfacial tension across from Water and a good wettability with water, which results that the adhesion forces, the between the molecules of the same substance, are large at an interface with respect to the cohesive forces existing between the molecules thereof Stoffs work. Is a surface well wettable, forms a liquid drop on a contact angle which is smaller than 90 °, i. the liquid can be on the surface spread more or less. A hydrophilic finish of a surface leads, then to form a thin, closed liquid film. By the closed liquid film will be a drain The dust and dirt particles allows and thus a lasting Reduced accumulation of dust and dirt. In addition, since the corrugated fin surface by the comparatively thin one Water film formation dries faster, also becomes the settlement reduced by microorganisms on the heat exchanger surface.
So
ist beispielsweise in der
Des
Weiteren ist aus der
Durch diese Art der Beschichtung sind in der Regel Kompromisse notwendig, so dass sich beispielsweise eine optimale Korrosionsbeständigkeit und eine gleichzeitig dauerhaft hydrophile Oberfläche zur Selbstreinigung nicht in gleicher Qualität erreichen lassen.By this type of coating are usually compromises necessary so that, for example, optimal corrosion resistance and a simultaneously permanently hydrophilic surface for self-cleaning not in the same quality achieve.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der oben genannten Art zur Verfügung zu stellen, dessen Wärmeübertragungs- Oberflächen aus Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminiumverbindungen, mit einer Oberflächenbeschichtung versehen sind, die gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Weiterhin soll ein besonders geeignetes Verfahren für eine derartige Oberflächenbeschichtung des genannten Wärmetauschers angegeben werden.Of the The invention is therefore based on the object, a heat exchanger of the above type available to provide its heat transfer surfaces Metal, in particular aluminum or aluminum compounds, with a surface coating are provided opposite to the Prior art is improved. Furthermore, a particularly suitable Procedure for such a surface coating said heat exchanger be specified.
Bezüglich des Wärmetauschers wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem auf seinen Wärmeübertragungsoberflächen mehrere Schichten aufgebracht sind, wobei zur Beschichtung Nanopartikel eingesetzt sind.Regarding the heat exchanger the object is achieved according to the invention by several on its heat transfer surfaces Layers are applied, wherein for coating nanoparticles are used.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die zugunsten einer langen Lebensdauer und einer verbesserten Leistungsfähigkeit für den Wärmetauscher gleichwertig verfolgten Auslegungsziele durch eine einzige Schicht nicht oder zumindest nicht befriedigend erreichbar sind. Dies gilt insbesondere für untereinander eigentlich divergierende Auslegungsziele, nämlich z. B. einerseits für einen optimierten Korrosionsschutz und andererseits für eine hydrophile Oberflächenausstattung. So begünstigt grundsätzlich gerade eine hydrophile oder wasseranziehende und somit feuchte Oberfläche die Schädigung oder Zerstörung von Werkstoffen durch chemische oder elektrochemische Reaktionen. Zur Vermeidung von Korrosion ist damit grundsätzlich eine Unterbindung eines Kontakts von Werkstoff und Wasser durch eine hydrophobe Ausstattung erwünscht. Während für eine wirksame Selbstreinigung der Wärmeübertragungsoberflächen, wie oben beschrieben, eine hydrophile Ausstattung einer Oberfläche erwünscht ist, um die Bildung eines dünnen, geschlossenen Flüssigkeitsfilms zu fördern, der ein Abfließen der Staub- und Schmutzpartikel ermöglicht.The Invention is based on the consideration, that in favor of a long life and improved capacity for the heat exchanger equally pursued design goals by a single layer not or at least not satisfactorily achievable. this applies especially for between themselves actually diverging interpretation goals, namely z. B. on the one hand for an optimized corrosion protection and on the other hand for a hydrophilic Surface equipment. So basically just benefits a hydrophilic or hydrophilic and thus moist surface the damage or destruction of materials by chemical or electrochemical reactions. To avoid corrosion is thus basically a suppression of a Contact of material and water by a hydrophobic equipment he wishes. While for one effective self-cleaning of heat transfer surfaces, such as described above, a hydrophilic finish of a surface is desired, to the formation of a thin, closed liquid film to promote, the one drain the dust and dirt particles allows.
Um mehreren, oftmals sogar konträren, Auslegungszielen gerecht zu werden, ist daher eine Mehrfachbeschichtung vorgesehen, wobei jede Schicht für eine eigene spezifische Eigenschaft ertüchtigt ist. Bei einer Schicht kön nen nämlich Fehler in der Schicht das Metall freilegen, so dass diese Stelle des Metalls, besonders bei einer hydrophilen Schicht, also einer flüssigkeitsanziehenden Schicht, eine geeignete Angriffsfläche für Korrosionsschäden bietet. Bei mehreren Schichten ist die Wahrscheinlichkeit, dass Fehler in den Schichten direkt übereinander liegen und das Metall freilegen geringer. Dies wirkt sich entsprechend positiv auf eine Reduzierung von Korrosionsschäden aus.Around several, often even contrary, To meet design goals is therefore a multiple coating provided, each layer for your own specific property has been upgraded. At one shift can namely Failure in the layer to expose the metal, leaving this spot of the metal, especially in a hydrophilic layer, so one liquid attracting Layer, provides a suitable attack surface for corrosion damage. For multiple layers, the probability of having errors in the layers directly above each other lie down and expose the metal lower. This affects accordingly positive for a reduction of corrosion damage.
Beim Materialeinsatz für die Schichten spielen maßgeschneiderte Strukturen für die gewünschten Funktionen der Beschichtungssysteme, wie beispielsweise die Adhäsionskräfte, die zwischen den Molekülen verschiedener Stoffe wirken, eine bedeutende Rolle. Für die Ausbildung funktioneller Beschichtungen sind die Dimensionierungen oder Größenordnungen einzelner Komponenten und Gemische maßgeblich mitverantwortlich. Besonders kleine Partikel, insbesondere solche mit einer Größe von wenigen millionstel Millimetern, werden Nanopartikel genannt. Die kleinsten Nanopartikel sind Cluster von einigen hundert Molekülen und unterliegen den Gesetzen der Quantenmechanik, während für die größeren ihrer Art die Regeln der traditionellen Festkörperphysik gelten. Nanopartikel weisen im Vergleich zu größeren Teilchen derselben chemischen Zusammensetzung eine viel geringere Zahl von Baufehlern auf. Sie bieten daher aufgrund ihrer geometrischen und materialspezifischen Eigenheiten ein besonders großes und vielseitiges Wirkungsspektrum. Aus diesem Grund sind zur Beschichtung Nanopartikel eingesetzt.At the Material use for the layers play tailor made Structures for the desired Functions of the coating systems, such as the adhesion forces, the between the molecules different substances act, a significant role. For training Functional coatings are the dimensions or orders of magnitude partly responsible for individual components and mixtures. Especially small particles, especially those with a size of a few millionths of a millimeter, are called nanoparticles. The smallest Nanoparticles are clusters of a few hundred molecules and are subject to the laws of quantum mechanics, while for the larger of their kind the rules traditional solid state physics be valid. Nanoparticles have the same chemical content compared to larger particles Composition a much lower number of construction errors. she therefore offer due to their geometric and material specific Peculiarities a particularly big one and versatile spectrum of action. Because of this, are for coating Used nanoparticles.
Nanopartikel lassen sich beispielsweise durch Plasmaverfahren, Laserablation, Gasphasensynthese, Sol-Gel-Verfahren, Funkenerosion oder Kristallisation u. a. herstellen.nanoparticles can be, for example, by plasma processes, laser ablation, Gas-phase synthesis, sol-gel process, spark erosion or crystallization u. a. produce.
Nanoskalige Partikel zeichnen sich durch ein besonders großes Oberflächen/Volumen-Verhältnis aus. Weil die Haftkraft und die Bindung der Partikel mit zunehmender Oberfläche steigt, sind damit hergestellte Schichten in der Regel besonders kratz- und abriebfest. Dadurch bietet die derart ausgestattete Oberfläche keine Angriffsfläche für Beschädigungen der Schutzbeschichtung, wodurch beispielsweise Korrosionsschäden minimiert werden können. Durch stofflich entsprechend ausgewählte nanoskalige Zusätze wird der Korrosionsschutz zudem verbessert. Aufgrund ihrer Hydrophilie und der vergleichsweise großen Oberfläche sind diese Partikel hygroskopisch. Damit ist ihre Oberfläche feucht und sorgt für einen dünnen Flüssigkeitsfilm, der sowohl ein Abfließen der Staub- und Schmutzpartikel ermöglicht als auch durch das schnelle Abtrocknen des dünnen Flüssigkeitsfilms die Ansiedlung von Mikroorganismen vermindert. Jede Schicht des Wärmetauschers enthält daher vorzugsweise stofflich unterschiedliche Nanopartikel.nanoscale Particles are characterized by a particularly high surface / volume ratio. Because the adhesive force and the binding of the particles with increasing surface As a rule, coatings produced therewith are usually extra Scratch and abrasion resistant. As a result, the surface so equipped no attack surface for damages of the Protective coating, which minimizes, for example, corrosion damage can be. By materially selected nanoscale additives is the corrosion protection also improved. Due to their hydrophilicity and the comparatively large one surface these particles are hygroscopic. So their surface is wet and takes care of one thin Liquid film, both a drain The dust and dirt particles are made possible as well by the fast Drying the thin liquid film reduces the colonization of microorganisms. Every layer of the Heat exchanger therefore contains preferably materially different nanoparticles.
Um eine verbesserte Leistungsfähigkeit und eine verlängerte Lebensdauer des Wärmetauschers sicherzustellen, weist vorzugsweise zumindest eine Schicht korrosionsschützende Eigenschaften und zumindest eine weitere Schicht hydrophile und somit selbstreinigende Eigenschaften auf.Around an improved performance and an extended one To ensure the life of the heat exchanger preferably has at least one layer anti-corrosive properties and at least one further layer of hydrophilic and thus self-cleaning Properties on.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist insbesondere aus Korrosionsschutzgründen vorzugsweise zuerst eine korrosionsschützende Schicht und vorteilhafterweise darauf eine hydrophile Schicht angeordnet. Damit ein besonders wirksamer Selbstreinigungseffekt erzielt wird, bildet die hydrophile Schicht vorzugsweise die Deckschicht der Mehrfachbeschichtung. Vorteilhafterweise weist die Schicht mit hydrophilen Eigenschaften einen Benetzungskontaktwinkel mit Wasser von kleiner oder gleich 60° auf, vorzugsweise von kleiner oder gleich 40°. Der Benetzungskontaktwinkel wird dabei durch die so genannte Sessile Drop-Methode bestimmt, die eine optische Kontaktwinkelmessung zur Bestimmung des Benetzungsverhaltens von Festkörpern darstellt.In Particularly advantageous embodiment is particularly preferably for reasons of corrosion protection first a corrosion protection Layer and advantageously arranged thereon a hydrophilic layer. For a particularly effective self-cleaning effect is achieved the hydrophilic layer preferably forms the cover layer of the multiple coating. Advantageously, the layer has hydrophilic properties a wetting contact angle with water of less than or equal to 60 °, preferably less than or equal to 40 °. The wetting contact angle is determined by the so-called sessile drop method, the one optical contact angle measurement for determining the wetting behavior of solids represents.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Wärmeübergangsoberflächen sind zweckmäßigerweise chromfreie, nicht toxische Zusätze zur Oberflächenbeschichtung verwendet. Dazu sind die Nanopartikel vorzugsweise aus organischen und/oder anorganischen Verbindungen von Aluminium, Silicium, Bor und/oder Übergangsmetallen, vorzugsweise der IV. und V. Nebengruppe des Periodensystems, und/oder Cer in anorganischen und/oder organischen Lösungsmitteln, gelöster und/oder dispergierter Form zur Beschichtung eingesetzt.In a particularly advantageous embodiment of Heat transfer surfaces are suitably used chromium-free, non-toxic additives for surface coating. For this purpose, the nanoparticles are preferably made of organic and / or inorganic compounds of aluminum, silicon, boron and / or transition metals, preferably the IV and V group of the Periodic Table, and / or cerium in inorganic and / or organic solvents, dissolved and / or dispersed form used for coating.
Für einen Einsatz des Wärmetauschers in Klimaanlagen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, ist aus Effizienzgründen zweckmäßigerweise eine besonders dünne Beschichtung vorgesehen, die zu keiner wesentlichen Volumenund Gewichtszunahme führt. Daher beträgt jede Schichtdicke vorteilhafterweise weniger als 1,5 μm oder gleich 1,5 μm, vorzugsweise weniger als 1 μm oder gleich 1 μm, und die Gesamtschichtdicke weniger als 5 μm oder gleich 5 μm.For one Use of the heat exchanger in air conditioning systems, especially in motor vehicles, is expediently for reasons of efficiency a very thin one Coating provided, which leads to no significant increase in volume and weight. Therefore is each layer thickness advantageously less than 1.5 μm or the same 1.5 μm, preferably less than 1 micron or equal to 1 μm, and the total layer thickness is less than 5 μm or equal to 5 μm.
Bezüglich des Verfahrens zur Oberflächenbehandlung von Wärmetauschern wird die genannte Aufgabe gelöst, indem auf einer Anzahl von Wärmeübertragungsoberflächen aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder Aluminiumverbindungen, mehrere Schichten aufgebracht werden, wobei zur Beschichtung Nanopartikel eingesetzt werden.Regarding the Process for surface treatment of heat exchangers the task is solved, by acting on a number of heat transfer surfaces Metal, in particular of aluminum or aluminum compounds, more Layers are applied, wherein for coating nanoparticles be used.
Dabei werden vorteilhafterweise Nanopartikel aus organischen und/oder anorganischen Verbindungen von Aluminium, Silicium, Bor und/oder Übergangsmetallen, vorzugsweise der IV. und V. Nebengruppe des Periodensy stems, und/oder Cer in anorganischen und/oder organischen Lösungsmitteln gelöster und/oder dispergierter Form zur Beschichtung eingesetzt.there are advantageously nanoparticles of organic and / or inorganic compounds of aluminum, silicon, boron and / or transition metals, preferably the IV. and V. subgroup of Periodensy stems, and / or Cer dissolved in inorganic and / or organic solvents and / or dispersed form used for coating.
Das Aufbringen der Schichten erfolgt vorteilhafterweise durch Tauchen, Fluten oder Sprühen, wobei die einzelnen Schichten, insbesondere für einen besonders schnellen Schichtaufbau, direkt nacheinander, in so genannter Nass-in-Nass-Technik, mit einmaliger Trocknung aufgebracht werden.The Application of the layers is advantageously carried out by dipping, Flood or spray, wherein the individual layers, especially for a particularly fast Layer structure, directly one after the other, in so-called wet-on-wet technique, be applied with a single drying.
In alternativer Ausgestaltung des Verfahrens werden die einzelnen Schichten vorzugsweise in getrennten Behandlungsschritten mit jeweiliger Zwischentrocknung aufgebracht.In Alternative embodiment of the method, the individual layers preferably in separate treatment steps with respective intermediate drying applied.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch eine Mehrfachbeschichtung von Wärmeübertragungsoberflächen, wobei zur Beschichtung Nanopartikel eingesetzt sind, ein Wärmetauscher zur Verfügung gestellt wird, der verschiedene, zum Teil auch divergierende Anforderungen gewährleistet. Durch den ausgewählten Einsatz von nanoskaligen Partikeln aus unterschiedlichen Materialien wird die gewünschte Funktionalität der Wärmeübertragungsoberflächen erreicht. Auf diese Art und Weise der Oberflächenbeschichtung kann beispielsweise der Korrosionsschutz oder die Härte und Kratzfestigkeit verbessert werden, ferner können selbstreinigende und antimikrobielle Oberflächen hergestellt werden. Für sowohl einen verbesserten Korrosionsschutz als auch gleichzeitig einen verbesserten Selbstreinigungseffekt durch Hydrophilisierung der Wärmeübertragungsoberflächen ist zumindest eine korrosionsbeständige Schicht und zumindest eine weitere, insbesondere darauf angeordnete, hydrophile Schicht vorgesehen. Infolge der vorgenannten verbesserten Eigenschaften wird eine erhöhte Gebrauchs- und/oder Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers erreicht.The particular advantages of the invention are that by a multiple coating of heat transfer surfaces, where used for coating nanoparticles, a heat exchanger to disposal different, partly divergent requirements guaranteed. By the selected Use of nanoscale particles of different materials will be the desired functionality reaches the heat transfer surfaces. On this way of surface coating For example, the corrosion protection or the hardness and Scratch resistance can be improved, furthermore self-cleaning and antimicrobial surfaces can be produced become. For both improved corrosion protection and at the same time a improved self-cleaning effect by hydrophilizing the Heat transfer surfaces is at least one corrosion resistant Layer and at least one further, in particular arranged thereon, provided hydrophilic layer. As a result of the aforementioned improved Properties will be an increased Use and / or performance of the heat exchanger reached.
Als ein Ausführungsbeispiel ist ein Wärmetauscher, insbesondere ein Verdampfer für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, mit einer Zweifachbeschichtung seiner Wärmeübertragungsoberflächen aus Aluminiumsubstrat vorgesehen. Die Nanopartikel für die jeweilige Schicht werden dabei nach einem Sol-Gel-Verfahren hergestellt.When an embodiment is a heat exchanger, in particular an evaporator for Air conditioning systems in motor vehicles, with a double coating its heat transfer surfaces Provided aluminum substrate. The nanoparticles for the respective layer become thereby produced by a sol-gel process.
Selbstverständlich lässt sich je nach erwünschtem Anforderungsprofil auf die Wärmeübertragungsoberflächen auch eine Mehrfachbeschichtung applizieren; und selbstverständlich können sich die für jede Schicht stofflich unterschiedlichen Nanopartikel auch durch andere Prozesse als das Sol-Gel-Verfahren, wie beispielsweise durch das Plasmaverfahren, die Laserablation, Gasphasensynthese, Funkenerosion oder die Kristallisation u. a., herstellen lassen.Of course you can depending on the desired Requirement profile on the heat transfer surfaces as well apply a multiple coating; and, of course, the for every Layer of materially different nanoparticles also by others Processes as the sol-gel process, such as by the plasma process, laser ablation, Gas phase synthesis, spark erosion or crystallization u. a., Produce to let.
Im Ausführungsbeispiel erfolgt das Aufbringen einer ersten korrosionsbeständigen und nicht hydrophilen Schicht oder der entsprechend ausgestalteten Grundschicht durch Tauchbehandlung in einer organisch modifizierten anorganischen Sol-Gel-Schicht mit wasserbasiertem Lösungsmittel. Durch anschließendes Trocknen bei einer Temperatur im Bereich 100–150°C für 10 Minuten wird sie ausgehärtet. Die erzeugte Schichtdicke beträgt weniger als 1 μm. Als zweite Schicht oder die Deckschicht wird eine weitere organisch modifizierte anorganische Sol-Gel-Schicht mit wasserbasiertem Lösungsmittel durch Tauchbehandlung aufgebracht. Sie unterscheidet sich in der chemischen Zusammensetzung von der darunter liegenden Schicht. Die zweite Schicht oder die Deckschicht wird erneut bei 100–150°C für 10 Minuten ausgehärtet. Ihre Oberfläche hat einen hydrophilen Charakter und weist einen Benetzungskontaktwinkel mit Wasser von kleiner als 40° auf. Diese Hydrophilie ist auch bei dauerhafter Einwirkung von Kondenswasser beständig, so dass der Kontaktwinkel auch nach einer Kondensatwasserbelastung von über 1000 Stunden nach dem Kondenswasserkonstantklimatest gemäß DIN 50017-KK noch immer unter 40° beträgt. Die Gesamtschichtdikke des Schichtaufbaus aus Grund- und Deckschicht beträgt maximal 2 μm.In the exemplary embodiment, the application of a first corrosion-resistant and non-hydrophilic layer or the appropriately designed base layer by immersion treatment in an organically modified inorganic sol-gel layer with water-based solvent. By subsequent drying at a temperature in the range 100-150 ° C for 10 minutes, it is cured. The generated layer thickness is less than 1 micron. As a second layer or the cover layer, a further organically modified inorganic sol-gel layer with water-based solvent is applied by immersion treatment. It differs in chemical composition from the underlying layer. The second layer or topcoat is again cured at 100-150 ° C for 10 minutes. Its surface has a hydrophilic character and has a wetting contact angle with water of less than 40 °. This hydrophilicity is also resistant to permanent exposure to condensation, so that the contact angle is still below 40 ° even after a condensate water load of over 1000 hours after the condensate constant test according to DIN 50017-KK. The Gesamtschichtdik ke of the layer structure of base and top layer is a maximum of 2 microns.
Damit ist durch die erste Schicht oder die Grundschicht ein optimaler Korrosionsschutz gewährleistet, und durch die Erzeugung der funktionellen hydrophilen Deckschicht wird der Wasserablauf auf der Wärmeübertragungsoberfläche verbessert. Dadurch wird das Abfließen von Staub und Schmutz von der Oberfläche begünstigt, und durch die vergleichsweise dünne Wasserfilmbildung ist eine schnellere Abtrocknung der Oberfläche gewährleistet. Diese Selbstreinigungs- und schnellen Abtrocknungseigenschaften minimieren den Bewuchs von Mikroorganismen. Durch alle diese Faktoren wird die Gebrauchs- und/oder Leistungsfähigkeit von Wärmetauschern mit derart beschichteten Wärmeübertragungsoberflächen verbessert.In order to is optimal through the first layer or base layer Ensures corrosion protection, and by the generation of the functional hydrophilic topcoat the water drain on the heat transfer surface is improved. Thereby will drain favored by dust and dirt from the surface, and by the comparatively thin film of water film ensures faster drying of the surface. This self-cleaning and rapid drying properties minimize the growth of microorganisms. Through all these factors, the utility and / or performance of heat exchangers improved with such coated heat transfer surfaces.
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