DE202012100838U1 - Verdampfer insbesondere für einen Kältemittelkreislauf - Google Patents

Verdampfer insbesondere für einen Kältemittelkreislauf Download PDF

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Abstract

Verdampfer insbesondere für einen Kältemittelkreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenoberfläche des Verdampfers zumindest teilweise mit einer Nanobeschichtung beschichtet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1, d. h. einen Verdampfer insbesondere für einen Kältemittelkreislauf.
  • Ein solcher Kältemittelkreislauf kommt beispielsweise, aber nicht ausschließlich in Wärmepumpenheizsystemen zum Einsatz. Solche Wärmepumpenheizsysteme können zum Beispiel zur Erwärmung von Heizwasser und/oder Brauchwasser, aber auch von beliebigen anderen Medien verwendet werden. Die zur Erwärmung des zu erwärmenden Mediums benötigte Energie kann dabei der Luft entnommen werden, die dem Wärmepumpenheizsystem zugeführt wird. Solche Wärmepumpenheizsysteme werden als Luft/Wasser-Wärmepumpenheizsysteme bezeichnet und sind zur Beheizung von Gebäuden und zur Warmwasserbereitung weit verbreitet.
  • Der prinzipielle Aufbau eines solchen Wärmepumpenheizsystems ist in 1 veranschaulicht.
  • Das in der 1 gezeigte Wärmepumpenheizsystem wird im wesentlichen durch einen von einem Kältemittel durchströmten geschlossenen Kältemittelkreislauf gebildet, welcher einen Verdichter 1, einen Verflüssiger 2, ein thermostatisches Expansionsventil 3, und einen Verdampfer 4 enthält. Darüber hinaus sind ein dem Verdampfer 4 zugeordneter Ventilator 5, welcher einen den Verdampfer 4 passierenden Luftstrom erzeugt, sowie eine die vorstehend genannten Komponenten steuernde Steuereinrichtung 6 vorgesehen.
  • Der Vollständigkeit halber sei bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass hier nur die vorliegend besonders interessierenden Komponenten des Wärmepumpenheizsystems gezeigt sind und beschrieben werden. Wärmepumpenheizsysteme enthalten üblicherweise eine ganze Reihe weiterer Komponenten wie beispielsweise diverse Temperatursensoren und Druckschalter, eine Kondensatwanne, eine Kondensatwannenheizung, etc..
  • Durch den Verdichter 1 wird das durch den Kältemittelkreislauf zirkulierende Kältemittel verdichtet, wobei diese Verdichtung eine entsprechend starke Erhitzung des Kältemittels zur Folge hat. Das (auch als Heißgas bezeichnete) erhitzte Kältemittel gelangt vom Verdichter 1 zum Verflüssiger 2. Der Verflüssiger 2 ist ein vom Heißgas und dem durch das Wärmepumpenheizsystem zu erwärmenden Medium (Heizwasser, Brauchwasser etc.) durchströmter Wärmetauscher. In diesem Wärmetauscher erfolgt eine Erwärmung des durch das Wärmepumpenheizsystem zu erwärmenden Mediums. Einhergehend damit kühlt sich das Kältemittel ab. Das Kältemittel gelangt vom Verflüssiger 2 zum thermostatischen Expansionsventil 3. Durch das Expansionsventil 3 wird das immer noch unter Druck stehende Kältemittel expandiert. Hierdurch kühlt sich Kältemittel noch weiter ab. Das expandierte Kältemittel gelangt vom Expansionsventil 3 weiter zum Verdampfer 4. Der Verdampfer 4 ist ein vom Kältemittel durchströmter Wärmetauscher, der von einem vom Ventilator 5 erzeugten Luftstrom passiert wird. Die Luft ist beispielsweise von außerhalb des Gebäudes angesaugte Außenluft und/oder von innerhalb des Gebäudes angesaugte, beispielsweise von einem Wäschetrockner oder einem Kochherd erzeugte warme Luft. Da der den Verdampfer 4 passierende Luftstrom wärmer ist als das am Verdampfer 4 ankommende Kältemittel, wird das Kältemittel im Verdampfer 4 durch die daran vorbeiströmende Luft erwärmt. Das Kältemittel gelangt vom Verdampfer 4 weiter zum Verdichter 1, in welchem es wieder verdichtet wird.
  • Die Steuereinrichtung 6 steuert das Wärmepumpenheizsystem. Sie überwacht unter anderem die Temperatur des zu erwärmenden und/oder des erwärmten Mediums und schaltet das Wärmepumpenheizsystem, genauer gesagt den Verdichter 1 und den Ventilator 5 desselben in Abhängigkeit hiervon und von weiteren Parametern ein und aus. Die Steuereinrichtung 6 hat darüber hinaus eine ganze Reihe weiterer Funktionen wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, das Abschalten des Verdichters 1 und des Ventilators 5, wenn der Druck in dem das Heißgas führenden Teil des Kältemittelkreislaufes zu groß wird.
  • Während des Betriebes des Wärmepumpenheizsystems bildet sich auf dem Verdampfer 4 Eis. Dies rührt daher, dass das den Verdampfer 4 durchströmende Kältemittel bei bestimmten Betriebszuständen eine unter 0°C liegende Temperatur aufweist. Dadurch kommt es am Verdampfer 4 zur Bildung von Kondenswasser, welches sogleich gefriert.
  • Die sich auf dem Verdampfer 4 dadurch ausbildende Eisschicht behindert den Wärmeaustausch zwischen der am Verdampfer 4 vorbeiströmenden Luft und dem Kältemittel. Bei dicker werdender Eisschicht kann der Wämeaustausch sogar ganz zum Erliegen kommen.
  • Deshalb muss das sich am Verdampfer 4 ausbildende Eis von Zeit zu Zeit abgetaut werden. Dies wird häufig unter Verwendung der sogenannten Kreislaufumkehr bewerkstelligt. Der prinzipielle Aufbau eines Wärmepumpenheizsystems, bei welchem dies möglich ist, ist in 2A veranschaulicht.
  • Das in der 2A gezeigte Wärmepumpenheizsystem enthält sämtliche Komponenten des in der 1 gezeigten Wärmepumpenheizsystems. Mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnete Komponente sind gleiche oder einander entsprechende Komponenten. Zusätzlich enthält das in der 2A gezeigte Wärmepumpenheizsystem ein Vierwegeventil 7. Das Vierwegeventil 7 weist vier Anschlüsse auf, die wie in der 2A gezeigt mit dem Verdichter 1, dem Verflüssiger 2, und dem Verdampfer 4 verbunden sind. Von den vier Anschlüssen sind jeweils zwei Anschlüsse über interne Verbindungswege miteinander verbunden. Die internen Verbindungswege sind jedoch veränderbar. D. h., es ist einstellbar, welcher Anschluss des Vierwegeventils 7 mit welchem anderen Anschluss des Vierwegeventils 7 verbunden ist. Genauer gesagt kann durch die Steuereinrichtung 6 eingestellt werden, welcher Anschluss des Vierwegeventils 7 mit welchem anderen Anschluss des Vierwegeventils 7 verbunden ist.
  • Es existieren zwei verschiedene Einstellmöglichkeiten, wobei die sich bei der ersten Einstellung der internen Verbindungswege des Vierwegeventils 7 ergebenden Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten des Wärmepumpenheizsystems in 2B veranschaulicht sind, und wobei die sich bei der zweiten Einstellung der internen Verbindungswege des Vierwegeventils 7 ergebenden Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten des Wärmepumpenheizsystems in 2C veranschaulicht sind.
  • Die Verbindungen, die sich bei der ersten Einstellung der internen Verbindungswege des Vierwegeventils 7 ergeben (siehe 2B), sind genau die selben Verbindungen wie bei dem in der 1 gezeigten Wärmepumpenheizsystem. D. h., in der ersten Einstellung des Vierwegeventils 7 befindet sich das in der 2A gezeigte Wärmepumpenheizsystem in der Heiz-Betriebsart.
  • Die Verbindungen, die sich bei der zweiten Einstellung der internen Verbindungswege des Vierwegeventils 7 ergeben (siehe 2C), haben im Ergebnis zur Folge, dass eine Kreislaufumkehr erfolgt. Genauer gesagt ist es hier so, dass das den Verflüssiger 2 verlassende Kältemittel durch den Verdichter 1 verdichtet wird, und das verdichtete und dementsprechend heiße Kältemittel (das Heißgas) in den Verdampfer 4 gelangt. Die hohe Temperatur des den Verdampfer 4 durchströmenden Kältemittels hat zur Folge, dass das auf dem Verdampfer 4 vorhandene Eis schmilzt. D. h., bei der zweiten Einstellung der internen Verbindungswege des Vierwegeventils 7 befindet sich das in der 2A gezeigte Wärmepumpenheizsystem in einer Abtau-Betriebsart.
  • Ein derartiges Abtauen des Verdampfers 4 weist den Nachteil auf, dass hierbei relativ viel Energie verbraucht wird. Erstens wird elektrische Energie für den Betrieb des Verdichters 1 benötigt, und zweitens entzieht das Kältemittel dem zu erwärmenden Medium im Verflüssiger 2 Wärme, die dem Kältemittel in einer auf die Abtau-Phase folgenden Heiz-Phase wieder zugeführt werden muss. Letzteres rührt daher, dass sich das Kältemittel im Verdampfer 2 und in dem (in Bezug auf die Strömungsrichtung des Kältemittels) dahinter angeordneten thermostatischen Expansionsventil 3 stark abkühlt, und somit das den Verflüssiger 2 durchströmende Kältemittel sehr viel kälter ist als das durch das Wärmepumpenheizsystem zu erwärmende Medium. Dadurch findet im Verflüssiger 2 eine Abkühlung des zu erwärmenden Mediums (und eine Erwärmung des Kältemittels) statt. Das erneute Wiedererwärmen des zu erwärmenden Mediums nach dem Abtauen führt zu einem weiteren Verbrauch an elektrischer Energie. Dies geht zu Lasten der Effizienz des Wärmepumpenheizsystems. Darüber hinaus steht während des Abtauens keine Heizleistung zur Verfügung.
  • Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Abtauung des Verdampfers 4 ist die sogenannte Heißgasabtauung. Ein Wärmepumpenheizsystem, bei welchem eine Heißgasabtauung möglich ist, ist ein Wärmepumpenheizsystem gemäß 1, bei welchem jedoch zwischen dem Ausgang des Verdichters 1 und dem Eingang des Verdampfers 4 eine zusätzliche Verbindung vorgesehen ist. Ein solches Wärmepumpenheizsystem arbeitet während der Heiz-Phasen wie das in der 1 gezeigte Wärmepumpenheizsystem; die zusätzliche Verbindung zwischen dem Ausgang des Verdichters 1 und dem Eingang des Verdampfers 4 ist während der Heiz-Phasen blockiert. In den Abtau-Phasen wird der Kältemittelkreislauf an einer zwischen dem Verdichter 1 und dem Verflüssiger 2 liegenden Stelle unterbrochen und die zusätzliche Verbindung zwischen dem Ausgang des Verdichters 1 und dem Eingang des Verdampfers 4 geöffnet. Dadurch gelangt das vom Verdichter 1 erzeugte Heißgas wie bei der Kreislaufumkehr direkt in den Verdampfer 4 und taut diesen ab. Eine derartige Abtauung des Verdampfers 4 hat jedoch die selben Nachteile wie die Abtauung durch eine Kreislaufumkehr.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, durch welche der durch die Eisentfernung verursachte Mehrbedarf an elektrischer Energie und/oder die Dauer, während welcher der normale Betrieb des den Verdampfer enthaltenden Kältemittelkreislaufes für das Abtauen des Verdampfers unterbrochen werden muss, reduzierbar sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den in Schutzanspruch 1 beanspruchten Verdampfer gelöst.
  • Hierdurch kann auf einfache Weise erreicht werden, dass sich während des normalen Betriebes des Verdampfers erst gar kein Eis oder weniger Eis auf dem Verdampfer bildet und/oder dass sich auf dem Verdampfer bildendes Eis während des normalen Betriebes des den Verdampfer enthaltenden Systems besonders einfach und wirkungsvoll entfernt werden kann. Dadurch muss der Betrieb des Verdampfers entweder überhaupt nicht mehr, zumindest aber weniger häufig und/oder weniger lange unterbrochen werden, um diesen auf die herkömmliche Art und Weise abzutauen. Folglich kann das den Verdampfer enthaltende System, beispielsweise der den Verdampfer enthaltende Kältemittelkreislauf effizienter und mit weniger Unterbrechungen arbeiten.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der folgenden Beschreibung, und den Figuren entnehmbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen
  • 1 den prinzipiellen Aufbau eines Wärmepumpenheizsystems,
  • 2A den prinzipiellen Aufbau eines Wärmepumpenheizsystems, bei welchem bei Bedarf eine Kreislaufumkehr erfolgen kann,
  • 2B die sich zwischen den Komponenten des in der 2A gezeigten Wärmepumpenheizsystems einstellenden Verbindungen, wenn sich das Wärmepumpenheizsystem in der Heiz-Betriebsart befindet, und
  • 2C die sich zwischen den Komponenten des in der 2A gezeigten Wärmepumpenheizsystems einstellenden Verbindungen, wenn sich das Wärmepumpenheizsystem in der Abtau-Betriebsart befindet.
  • Der hier vorgestellte Verdampfer ist im betrachteten Beispiel Bestandteil eines Kältemittelkreislaufes, welcher seinerseits wiederum Bestandteil eines Wärmepumpenheizsystems, genauer gesagt eines Luft/Wasser-Wärmepumpenheizsystems ist. Es sei jedoch bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass hierauf keine Einschränkung besteht. Der hier vorgestellte Verdampfer kann auch in beliebigen anderen Systemen und für beliebige andere Zwecke verwendet werden.
  • Der prinzipielle Aufbau des Wärmepumpenheizsystems, dessen Bestandteil der hier vorgestellte Verdampfer ist, entspricht im betrachteten Beispiel dem Aufbau des in der 1 gezeigten und eingangs bereits ausführlich beschriebenen Wärmepumpenheizsystems.
  • Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, ist der Verdampfer ein Wärmetauscher. Er besteht aus vom Kältemittel durchflossenen Rohren mit darauf montierten Lamellen. Die Rohre bestehen meistens aus Kupfer oder Aluminium, und die Lamellen meistens aus Aluminium, wobei hierauf jedoch keine Einschränkung bestehen soll.
  • Der hier vorgestellte Verdampfer zeichnet sich dadurch aus, dass die Außenoberfläche des Verdampfers zumindest teilweise oder ganzheitlich mit einer Nanobeschichtung beschichtet ist.
  • Hierdurch kann auf einfache Weise erreicht werden, dass sich während des normalen Betriebes des Verdampfers erst gar kein Eis oder weniger Eis auf dem Verdampfer bildet und/oder dass sich auf dem Verdampfer bildendes Eis während des normalen Betriebes des Verdampfers besonders einfach und wirkungsvoll entfernt werden kann.
  • Der Einsatz von Nanobeschichtungen für diesen Zweck erweist sich als besonders wirkungsvoll, weil sich bei Nanobeschichtungen aufgrund der geringen Größe der Teilchen, aus welchen Nanobeschichtungen zusammengesetzt sind, im Gegensatz zu normalen Beschichtungen nahezu beliebige Oberflächenstrukturen und damit auch nahezu beliebige Oberflächeneigenschaften der Beschichtung erzielen lassen.
  • Zu den zur Verdampfer-Beschichtung geeigneten Nanobeschichtungen gehören Nanobeschichtungen, an welchen sich darauf absetzende Partikel nicht oder nur schwach haften.
  • Nanobeschichtungen, an welchen sich darauf absetzende Partikel nicht oder nur schwach haften, sind bereits bekannt. Hierzu zählen beispielsweise Nanobeschichtungen, die schmutzabweisende Eigenschaften aufweisen, oder stärker haftende Beläge wie beispielsweise Graffities und dergleichen Schmierereien leichter entfernen lassen.
  • Welche von den bereits erhältlichen Nanobeschichtungen am besten geeignet ist, lässt sich jedoch nicht pauschal sagen, sondern ist auf den jeweiligen Anwendungsfall abzustimmen. Die gewählte Nanobeschichtung soll einerseits eine Beschichtung sein, an welcher Eis nicht oder nur schwach haftet, muss aber andererseits selbst fest auf dem Untergrund haften, für die im Betrieb auftretenden Temperaturen geeignet sein, widerstandsfähig gegen in der Umgebung vorhandene Chemikalien sein, und diverse weitere Bedingungen erfüllen. Das heißt, es hängt unter anderem auch vom Verdampfer selbst (Material, Oberflächenbeschaffenheit, Form, etc.), und den im Einsatz herrschenden Bedingungen (Temperatur, Vibrationen, Chemikalien in der Umgebung, etc.) ab. Dies gilt auch für die später angesprochenen weiteren Nanobeschichtungen, die hier zum Einsatz kommen können.
  • Vorzugsweise wird eine Nanobeschichtung gewählt, an welcher das sich darauf bildende Eis so schwach haftet, dass es zumindest teilweise entweder von selbst vom Verdampfer abfällt, oder durch einen Ventilator vom Verdampfer abgeblasen wird. Dieser Ventilator ist vorzugsweise der im Wärmepumpenheizsystem von Haus aus vorhandene Ventilator 5. Es könnte aber auch ein separater zusätzlicher Ventilator vorgesehen werden. Zusätzlich oder alternativ könnte vorgesehen werden, den ganzen Verdampfer oder ausgewählte Teile im Schwingungen bzw. Vibrationen zu versetzen und hierdurch das Abfallen des Eises zu bewirken oder zu unterstützen.
  • Durch die Beschichtung von wenigstens Teilen der Außenoberfläche des Verdampfers mit einer Nanobeschichtung, an welcher sich darauf absetzende Partikel nicht oder nur schwach haften, kann erreicht werden, dass sich am Verdampfer bildendes Eis von selbst vom Verdampfer abfällt oder auf einfache Art und Weise zum Abfallen gebracht werden kann. Dies hat den positiven Effekt, dass entweder überhaupt kein Abtauen des Eises mehr erforderlich ist oder aber das Abtauen zumindest weniger häufig und/oder weniger lange durchgeführt werden muss. Ein gegebenenfalls erforderliches Abtauen des Verdampfers kann auf herkömmliche Art und Weise, also beispielsweise wie eingangs unter Bezugnahme auf die 2A bis 2C beschrieben oder auf beliebige sonstige Art und Weise erfolgen.
  • Unabhängig von der Art und Weise des Abtauens verringert sich aufgrund des weniger häufigen und/oder aufgrund des weniger langen Abtauens der Energiebedarf für das Abtauen, und verbessert sich der Wirkungsgrad entsprechend.
  • Zu den zur Verdampfer-Beschichtung geeigneten Nanobeschichtungen gehören auch Nanobeschichtungen, die hydrophobe oder superhydrophobe Eigenschaften aufweisen. Solche Nanobeschichtungen bewirken, dass zumindest ein Teil des auf dem Verdampfer kondensierenden Wassers vom Verdampfer abtropft bevor es gefrieren kann. Somit kann sich entweder gar kein Eis oder zumindest weniger schnell Eis auf dem Verdampfer bilden.
  • Viele der eingangs erwähnten Antihaftbeschichtungen weisen auch hydrophobe oder superhydrophobe Eigenschaften auf. In diesem Fall summieren sich genannten Vorteile. Zuerst gefriert nur ein Teil des am Verdampfer kondensierenden Wassers am Verdampfer an, und das am Verdampfer befindliche Wasser haftet nur leicht am Verdampfer, so dass es einfach und ohne ein Abtauen vom Verdampfer entfernbar ist.
  • Zu den zur Verdampfer-Beschichtung geeigneten Nanobeschichtungen gehören auch Nanobeschichtungen, die zumindest geringfügig elektrisch leitend sind. Dies lässt sich dahingehend ausnutzen, dass man die Nanobeschichtung mittels eines durch sie hindurch fließenden Stroms erwärmt und auf diese Art und Weise verhindert, dass sich Eis auf dem Verdampfer bildet. Die Erwärmung der Nanobeschichtung hat zudem den positiven Effekt, das diese Wärmeenergie das den Verdampfer durchströmende Kältemittel zusätzlich aufheizt.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Nanobeschichtung zusätzlich eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Dies hat die positiven Effekte, dass erstens die Nanobeschichtung überall gleichmäßig warm wird, und zweitens ein besonders guter Wärmetransport zum Kältemittel erfolgt, und somit die zur Verfügung stehende Wärmeenergie besonders effizient genutzt wird.
  • Eine Nanobeschichtung, die sowohl elektrisch leitend ist als auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, ist eine Carbon-Nanotubes enthaltende Nanobeschichtung.
  • Das Vorsehen einer elektrisch leitenden Nanobeschichtung und deren Verwendung zur Vermeidung der Eisbildung erweist sich auch dann als vorteilhaft, wenn die Eisbildung nicht vollständig verhindert, sondern ”nur” verzögert werden kann. In diesem Fall werden die Zeitintervalle zwischen den Abtauvorgängen größer, so dass sich die Energiebilanz auch hier verbessert.
  • Der Verdampfer muss nicht unbedingt vollständig mit einer Nanobeschichtung beschichtet werden. Es reicht aus, diejenigen Teile des Verdampfers mit einer Nanobeschichtung zu beschichten, an welchen sich im normalen Betrieb des Verdampfers Eis absetzen kann. Das heißt, es dürfte im Allgenmeinen ausreichen, die Lamellen des Verdampfers mit einer Nanobeschichtung zu versehen.
  • Für das Beschichten existieren mehrere Möglichkeiten. Eine erste Möglichkeit besteht darin, den Wärmetauscher in den zur Nanobeschichtung zu verwendenden Lack einzutauchen. Bei einer zweiten Möglichkeit erfolgt der Lackauftrag durch ein Besprühen, wobei hier selbstverständlich darauf zu achten ist, dass die besprühte Fläche gleichmäßig benetzt ist. Ferner können auch bereits vorbeschichtete Lamellen verbaut werden.
  • Wie vorstehend bereits angemerkt wurde, erweist sich das Vorsehen einer Nanobeschichtung nicht nur bei in Kältemittelkreisläufen eingesetzten Verdampfern als vorteilhaft. Derartige Beschichtungen erweisen sich bei allen Verdampfern und sonstigen Lamellenwärmeübertragern als vorteilhaft, an welchen es zur Bildung von Eis kommen kann. Mögliche weitere Anwendungsgebiete sind daher beispielsweise, aber bei weitem nicht ausschließlich Schaltschrankkühlgeräte und Kaltwassersätze (water chiller). Dabei spielen weder der Aufbau des Verdampfers noch die Materialien, aus welchen dieser hergestellt ist, eine Rolle. Insbesondere erweist sich das Vorsehen einer Nanobeschichtung beispielsweise, aber nicht ausschließlich auch bei Verdampfern als vorteilhaft, die aus Aluminium-Microchannels aufgebaut sind.
  • Die Beschichtung von wenigstens Teilen der Außenoberfläche des Verdampfers mit einer Nanobeschichtung erweist sich unabhängig von den Einzelheiten der praktischen Realisierung als vorteilhaft. Das Vorsehen einer solchen Beschichtung ermöglicht es, dass das den Verdampfer enthaltende System mit höherer Energieeffizienz arbeitet und der normale Betrieb entweder überhaupt nicht mehr, zumindest aber weniger häufig und/oder weniger lange zu Abtauzwecken unterbrochen werden muss.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Verdichter
    2
    Verflüssiger
    3
    thermostatisches Expansionsventil
    4
    Verdampfer
    5
    Ventilator
    6
    Steuereinrichtung
    7
    Vierwegeventil

Claims (11)

  1. Verdampfer insbesondere für einen Kältemittelkreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenoberfläche des Verdampfers zumindest teilweise mit einer Nanobeschichtung beschichtet ist.
  2. Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest diejenigen Teile des Verdampfers mit der Nanobeschichtung beschichtet sind, an welchen sich im normalen Betrieb des Verdampfers Eis absetzen kann.
  3. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer Rohre mit darauf vorgesehenen Lamellen enthält, und dass nur die Lamellen mit der Nanobeschichtung beschichtet sind.
  4. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanobeschichtung eine Nanobeschichtung ist, an welcher sich darauf absetzende Partikel nicht oder nur schwach haften.
  5. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanobeschichtung eine Nanobeschichtung ist, an welcher Eis nicht oder nur schwach haftet.
  6. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanobeschichtung eine Nanobeschichtung ist, an welcher sich darauf absetzendes Eis so schwach haftet, dass es zumindest teilweise entweder von alleine vom Verdampfer abfällt, oder durch einen den Verdampfer anblasenden Ventilator vom Verdampfer wegblasbar ist.
  7. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanobeschichtung eine hydrophobe Eigenschaften aufweisende Nanobeschichtung ist.
  8. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanobeschichtung eine superhydrophobe Eigenschaften aufweisende Nanobeschichtung ist.
  9. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanobeschichtung eine elektrisch leitende Nanobeschichtung ist.
  10. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanobeschichtung eine gute wärmeleitende Eigenschaften aufweisende Nanobeschichtung ist.
  11. Verdampfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanobeschichtung eine Carbon-Nanotubes enthaltende Nanobeschichtung ist.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014100333A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Shell Oil Company Heat exchanger and method of improving a heat exchanger
DE102014200400A1 (de) * 2014-01-13 2015-07-16 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Übertragung von Wärme zwischen wenigstens zwei bei unterschiedlichen Temperaturen vorliegenden Stoffströmen
DE102015118262A1 (de) 2015-10-27 2017-01-05 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Wärmeübertrager
WO2017070090A1 (en) * 2015-10-23 2017-04-27 Carrier Corporation Air-temperature conditioning system having a frost resistant heat exchanger
EP3832241A1 (de) * 2019-12-02 2021-06-09 Chart Inc. Von umgebungsluft erhitzter verdampfer mit eis-/wasserabweisender behandlung

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014100333A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Shell Oil Company Heat exchanger and method of improving a heat exchanger
DE102014200400A1 (de) * 2014-01-13 2015-07-16 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Übertragung von Wärme zwischen wenigstens zwei bei unterschiedlichen Temperaturen vorliegenden Stoffströmen
WO2017070090A1 (en) * 2015-10-23 2017-04-27 Carrier Corporation Air-temperature conditioning system having a frost resistant heat exchanger
CN108351150A (zh) * 2015-10-23 2018-07-31 开利公司 具有防霜换热器的空气温度调节系统
DE102015118262A1 (de) 2015-10-27 2017-01-05 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Wärmeübertrager
WO2017071808A1 (de) 2015-10-27 2017-05-04 Robert Brockmann Wärmeübertrager
EP3832241A1 (de) * 2019-12-02 2021-06-09 Chart Inc. Von umgebungsluft erhitzter verdampfer mit eis-/wasserabweisender behandlung

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