DE2243408A1

DE2243408A1 - Treatment of aluminium heat exchanger used for cooling moist - air - with alkaline soln to facilitate removal of condensate

Info

Publication number: DE2243408A1
Application number: DE19722243408
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Rer Nat Haentzschel; Lothar Dipl Ing Sauer
Original assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Current assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Priority date: 1971-09-10
Filing date: 1972-09-04
Publication date: 1973-03-15

Abstract

Treatment of Al (or Al alloy) surface with a slightly alkaline aq. soln. at 60-90 degrees C exerts a degreasing effect and renders the surface hydrophobic whereby a thin-film condensation takes place instead of the formation of droplets whose removal is more difficult esp. in the case when the surface-increasing elements on the surface of the heat exchanger are spaced to densely that the gaps between them are smaller than the size of the droplets which then form bridges hindering the flow down of the condensate.

Description

Verfahren zur Oberflächenbehandlung luftbeaufschlagter Wärmeübertrager aus Aluminium Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehondlung luftbeaufschlagter Wärmeübertrager aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen zur Verbesserung der Kondensatabführung, insbesondere bei Wårmedbertragern, bei denen die Teilung der oberflächenvergrößernden Elemente kleiner Bt als der Durchmesser eines Kondensattropfens.Process for the surface treatment of heat exchangers exposed to air made of aluminum The invention relates to a method for the surface treatment of air-loaded Heat exchangers made of aluminum or aluminum alloys to improve condensate drainage, especially with heat exchangers, where the division of the surface-enlarging Elements smaller than the diameter of a condensate droplet.

An den Oberflächen luftbeaufschlagter Wärmeübertrager, die der Luft Wärme entziehen, kondensiert bei bestimmten Betriebsbedingungen ein Teil des Wasserdampfes der Luft. Dieses Kondensat muß kontinuierlich von der Wärmeübertrageroberfläche abgeführt werden, um eine Verschlechterung des Wärmedurchganges, eine Verringerung des luttseitigen Strömungsquerschnittes und eine dadurch bedingte Vergrößerung des Druckabfalles an Wärmeübertragern zu vermeiden Die Oberflächen des Wärmeübertragers aus Aluminium besitzen hydrophobe Eigenschaften, die keine gleichmäßige Benetzung, sondern eine Tröpfchenbildung des Kondensates verursachene Da die '.elterentwicklung der Wärmeübertrager zu kompakterer Bauweise mit verkleinerter Teilung der oberflächenvergrößernden Elemente zwingt, entstehen nach Anwachsen der Kondensat-Tröpfchen und Berührung an den F1ächen benachbarter oberflächenvergrößernder Elemente Kondensatbrücken, die nicht mehr zügig abtropfen. Der Abtropfvorgang wird zusitzlich durch hohe Strdaungsgeschwindigkeiten der im Gegenstrom zur Abtropfrichtung geführten, Luft erschwert. Es wurde versucht, zur Vermeidung der Kondensat-Tröpfchenbildung und der damit verbundenen Kondensatbrückenbildung die hydrophoben Eigenschaften der Oberflächen durch Behandlung mit Chemikalien zu unterstützen. Es zeigte sich jedoch nicht der gewünschte Erfolg.Heat exchangers exposed to air on the surfaces, those of the air Withdraw heat, some of the water vapor condenses under certain operating conditions the air. This condensate must be continuously removed from the heat exchanger surface dissipated to a deterioration of the heat transfer, a reduction of the flow cross-section on the flute side and a resulting increase in the Avoid pressure drop at heat exchangers The surfaces of the heat exchanger made of aluminum have hydrophobic properties that prevent uniform wetting, but rather the formation of droplets in the condensate the heat exchanger to a more compact design with reduced pitch the surface-enlarging elements are created after the growth of the condensate droplets and touching the surfaces of adjacent surface-enlarging elements condensate bridges, that no longer drain quickly. The draining process is additionally supported by high rates of stress the air flowing in countercurrent to the dripping direction makes it difficult. It has been tried, to avoid the formation of condensate droplets and the associated formation of condensate bridges the hydrophobic properties of the surfaces through treatment with chemicals support. However, it did not show the desired success.

Bei bekannte Wärmeübertragern werden daher durch eine spezielle Formgebung der Abtropfkanten der oberflächenvergrößernden Elemente oder durch zusätzliche Einrichtungen die Kondensattropfen bzw. -brücken abgeführt. Ein erhöhter Fertigungaautwand mit den damit verbundenen Kosten sind die nachteiligen Auswirkungen. Es ist weiterhin bekannt, die Wärmeüberrager schräg in dem Kälte- oder Klimagerät anzuordnen. Dadurch wird zwar der Abtropfvorgang der Kondensatbrücken von der Unterkante der oberflächenvergrößernden Elemente begünstigt, der Raumbedarf aber erheblich vergrößert. Die Kondensattröpfchen- und -brückenbildung mit den nachteiligen Folgen der Verminderung der Wärmeübertragung und der Vergrößerung des luftseitigen Druckabfalls konnte jedoch bisher an Wärmeübertragern aus Aluminium mit kleiner Teilung der oberflächenvergrößernden Elemente noch nicht vermieden werden.In known heat exchangers, therefore, have a special shape the drip edges of the surface-enlarging elements or by additional devices the condensate drops or bridges removed. An increased manufacturing wall with the costs involved are the adverse effects. It is still known to arrange the heat exchanger at an angle in the refrigeration or air conditioning unit. Through this the draining process of the condensate bridges from the lower edge of the surface enlarging Elements favored, but the space requirement increased considerably. The condensate droplets and bridging, with the disadvantageous consequences of reducing heat transfer and the increase in the air-side pressure drop could, however, so far on heat exchangers made of aluminum with a small division of the surface-enlarging elements be avoided.

Es ist Zweck der Erfindung, eine kontinuierliche Kondenaatabführung von Aluminium.Oberflachen des Wu"rmeübertragers zu gewährleisten.It is the purpose of the invention, a continuous drainage of condensate of aluminum surfaces of the heat exchanger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Tropfenbildung des Kondensats auf der Oberflache des Wärmeübertragers zu vermeiden.The invention is based on the problem of the formation of drops in the condensate to avoid on the surface of the heat exchanger.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wbrmeübertrager mit 9einer Oberfläche bei einer Temperatur von 60 bis 900C in eine anorganische, schwach alkalisch wirkende wässrige Lösung, welcher Inhibitoren zugesetzt sind, getaucht wird. Die Lonzentration der alkalischen Lösung beträgt hierbei vorzugsweise 5 bis 15 X. Die Eintauchzeit liegt zweckmäßigerweise bei 5 bis 15 minuten. Durch das erfindungsgemaße Verfah° ren wird ein schichtätzendes Hydrophilieren der Oberflache des Aluminiums erreicht. Das Entfetten, das teilweise Zerstören der Oxydhaut und der Aufbau einer neuen Schicht werden gleichzeitig in einem Arbeitsgang erzielt. Das teilweise Zerstören der Oxydhaut erfolgt ohne Verlust des Grundwerkstoffese Es hat sich gezeigt, daß an so behandelten Aluuiiniumflächen der Wärmeübertrager ein dünnschichtiger Kondensatfilm entsteht.According to the invention the object is achieved in that the heat exchanger with a surface at a temperature of 60 to 900C into an inorganic, weakly alkaline aqueous solution to which inhibitors are added, is dived. The concentration of the alkaline solution is preferably here 5 to 15%. The immersion time is expediently 5 to 15 minutes. By the method according to the invention is a layer-etching hydrophilization of the surface of aluminum. Degreasing, partial destruction of the oxide skin and the build-up of a new layer can be achieved at the same time in one operation. The partial destruction of the oxide skin takes place without loss of the base material It has been shown that the heat exchanger on aluminum surfaces treated in this way a thin film of condensate is created.

Infolge der Verminderung der Grenzflächenspannung zwischen der Metalloberfläche und der Flüssigkeitsoberfläche führt die Abscheidung von Wasserdampf nicht zur Tropfenbildung, sondern zu einer sofortigen Spreitung auf der Metalloberfläche. Das Kondensat gleitet filmartig ohne Verweilzeit der Schwerkraft folgend von den senkrechten Aluminium-Oberflächen zur unteren Kante und tropft ab. Dadurch wird der Wärmedurchgang nicht bs einträchtigt und der luftseitige Strömungsquerschnitt freigehalten, so daß keine zusätzlichen durch Tropfen- oder Brückenbildung hervorgerufenen Druckabfälle entstehen. Außerdem entfallen eine spezielle Formgebung der Abtropfkanten oder zusatzliche Einrichtungen zur KondensatabfQhrung. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Wärmeübertrager in raumsparender Weise waagerecht in dem Kälte- oder Klimagerät angeordnet werden kann.As a result of the reduction in interfacial tension between the metal surface and on the surface of the liquid, the separation of water vapor does not lead to the formation of droplets, but to an immediate spread on the metal surface. The condensate slides film-like with no dwell time following the force of gravity from the vertical aluminum surfaces to the lower edge and drip off. As a result, the heat transfer is not impaired and the air-side flow cross-section kept free so that no additional pressure drops caused by the formation of drops or bridges. aside from that There is no need for a special shape of the drip edges or additional equipment for condensate drainage. Another advantage of the invention is that the Heat exchanger in a space-saving manner horizontally in the refrigeration or air conditioning unit can be arranged.

Claims

Patent claims:

1. Process for the surface treatment of heat exchangers exposed to air made of aluminum or aluminum alloys to improve condensate removal, especially in the case of heat exchangers, where the division of the surface-enlarging Element is smaller than the diameter of a condensate droplet, characterized by that the surface of the heat exchanger at a temperature of 60 to 900C in an inorganic, slightly alkaline aqueous solution, which inhibitors are added, is immersed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the concentration of the alkaline solution is 5 to 15%.

3. The method according to knapruch 1 and 2, characterized in that the Immersion time is 5 to 15 minutes.