NL1018735C1

NL1018735C1 - Enthalpie-uitwisselaar.

Info

Publication number: NL1018735C1
Application number: NL1018735A
Authority: NL
Inventors: Augustinus Wilhelmus Maria Sc
Original assignee: Forest Air B V
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-11
Also published as: DE60206943T2; TW588151B; EP1425083B1; EP1425083A1; ES2252556T3; AU2002367575A1; WO2003082442A1; DE60206943D1; US20040226698A1; ATE307660T1; US6904962B2

Description

;

Enthalpie-uitwisselaar

De uitvinding heeft betrekking op een enthalpie-uitwisselaar, omvattende een eventueel van oppervlakvergrotende middelen, zoals vinnen of dergelijke, voorziene warmtegeleidende wand, langs de 5 beide zijden waarvan twee respectieve media in onderling enthalpie-uitwisselend contact kunnen stromen, welke wand en/of welke oppervlaktevergrotende middelen zijn voorzien van een hydrofiele deklaag.

Een dergelijke enthalpie-uitwisselaar is 10 bekend.

Voor de deklaag wordt gebruik gemaakt van organische materialen, anorganische materialen, synthetische materialen in de vorm van monomeren en/of polymeren, keramische materialen, metallische materialen, 15 en hybride materialen. De morfologie van de deklagen, dat wil zeggen de interne micro- en de macro-structuur is in de bekende techniek continu, discreet (deeltjes), eventueel met een "binder", met capillaire interstitiële ruimten voor het opzuigen van water, hygroscopisch, 20 hydrofiel, hydrofoob, variërende dikten, een geweven of non-woven materiaal, draadvormige materialen.

De deklaag kan één of meer van de volgende a functies vervullen: het beschermen tegen corrosie en/of erosie van elk relevant oppervlak; verbetering van de 25 thermische bestendigheid; verbetering van het uiterlijk; verbeteren van slagvastheid, bijvoorbeeld onderhevigheid door degradatie als gevolg van steenslag; verbeteren van de chemische en/of biochemische bestendigheid van elk relevant oppervlak; het wijzigen van wrijvingsweerstand 30 en/of stromingsweerstand; vochtopname en/of verdamping.

Bij de bekende techniek kunnen ongewenste en 1018735 \ 2 onbeheersbare neveneffecten niet worden vermeden. Het betreft in het bijzonder een onbeheerste vergroting van thermische weerstand, die belangrijk is in verband met de noodzakelijke warmte-overdracht, de kwetsbaarheid voor 5 erosie en corrosie, onderhevigheid aan diverse vormen van degradatie, onvoldoende hechting, waardoor de levensduur te wensen overlaat, onderhevigheid aan aangroei van micro-organismen, onderhevigheid aan aangroei van vervuiling.

10 Verder kunnen bestaande lagen zelfs met een beperkte beheersbaarheid van gewenste eigenschappen slechts worden aangebracht door relatief kostbare produktieprocessen.

De bekende techniek voorziet niet in deklagen 15 die voor verschillende typen enthalpie-uitwisselaars geschikt zijn en beheersbare en homogene eigenschappen bezitten.

Het is een doel 'van de uitvinding, een enthalpie-uitwisselaar te verschaffen die wel aan te 20 stellen eisen voldoet.

In verband daarmee verschaft de uitvinding een enthalpie-uitwisselaar van het in de aanhef vermelde type, die de volgende eigenschappen bezit: (a) een sterke hechting op elk relevant 25 oppervlak; (b) een in hoofdzaak volledige bedekking van elk relevant oppervlak; (c) een dikte van maximaal 50pm; (d) een warmteweerstand van maximaal die klein 30 is ten opzichte van de totale warmteweerstand in het enthalpie-overdracht-traject tussen het relevante oppervlak en het langsstromende medium; (e) een zodanige vochtreprise, dat bij bevochtiging opgenomen water zich als een film over de 35 deklaag verspreidt, eventueel in combinatie met vorming van een buffervoorraad water, die door capillaire werking in de deklaag wordt opgenomen; (f) een zodanig geringe oppervlakteruwheid, dat 3 01 e?35 3 langsstromend medium slechts een verwaarloosbare stromingsweerstand ondervindt; (g) een geringe onderhevigheid aan thermische, chemische en biochemische degradatie, erosie, aangroei 5 van micro-organismen en vuilaanhechting; (h) morfologische, chemische en fysische uniformiteit.

Een specifieke uitvoering vertoont de bijzonderheid, dat de deklaag portland-cement met micro-10 korrel bevat, waarbij in de interstitiële ruimten wateropslag en watertransport met geringe weerstand mogelijk is.

In deze laatste uitvoering kan de enthalpie-uitwisselaar de bijzonderheid vertonen, dat de activering 15 van elk relevant oppervlak tijdens produktie heeft plaatsgevonden door ontvetten, mechanisch stralen, etsen en/of primen. De deklaag kan voldoen aan te stellen eisen. Hiervoor kan gebruik wórden gemaakt van de genoemde activering. Verder kan de laagdikte worden 20 beheerst door bijvoorbeeld electrostatisch doseren en opbrengen, het verkleinen van de korrelgrootte, het beheersen van de vochtbalans tijdens de uitharding en het thermisch regelen van de uithardingssnelheid. Verder kan door het sturen van de korrelgrootte een beheersing van 25 de capillaire structuur en de mogelijkheid tot vochtopslag worden gerealiseerd.

Weer een andere enthalpie-uitwisselaar volgens de uitvinding vertoont de bijzonderheid, dat de deklaag uit organisch materiaal bestaat.

30 Deze variant kan bijvoorbeeld het kenmerk vertonen, dat het materiaal een acryl en/of een amide bevat.

Deze enthalpie-uitwisselaar kan aan te stellen eisen voldoen als de volgende maatregelen zijn genomen; 35 - Het kiezen en instellen van de hydrofiele eigenschappen van de deklaag, die bijvoorbeeld bepaald kunnen worden door het kiezen van de verhouding tussen acryl en amide. Hierbij dient rekening te worden gehouden 1 018735

A

met het in het algemeen hydrofiele karakter van acryl, terwijl een amide in het algemeen niet speciaal hydrofiel is, tenzij het is gemodificeerd.

- Het activeren van elk relevant oppervlak 5 tijdens produktie door blootstelling aan een plasma.

- Het verbeteren van de thermische bestendigheid door selectie van basis-monomeer- en polymeergroepen, ketenlengten en dergelijke in relatie tot het uithardingsproces.

10 - Het verbeteren van het vormen van een waterfilm door vergroting van het gehalte aan hydrofiele toeslagstoffen.

- Het verbeteren van de bestendigheid tegen micro-organismen door het vergroten van 15 molecuulketenlengten.

Deze uitvoering kan de bijzonderheid vertonen, dat de activering van elk relevant oppervlak tijdens produktie heeft plaatsgevonden door blootstelling aan een plasma, ontvetten, etsen, anodiseren en/of mechanisch 20 stralen.

Een enthalpie-uitwisselaar van dit laatste type kan aan te stellen eisen voldoen door toepassing van de volgende maatregelen: - Het kiezen en instellen van de hydrofiele 25 eigenschappen van de deklaag voor waterfilmvorming door het instellen van de oplossingssterkte van siliciumdioxyde en daarmee het instellen van de laagdikte (van enkele pm tot in de orde van 20 tot 40 pm); - De thermische bestendigheid van een 30 dergelijke deklaag is uitstekend en vraagt in het algemeen geen speciale aandacht; - Het verbeteren van de waterfilmvorming door het vergroten van het gehalte aan hydrofiele toeslagstoffen (bijvoorbeeld metaalzouten die vocht 35 1018735 5 kunnen binden in de vorm van kristalwater); - Als gevolg van de chemische samenstelling is de bestendigheid tegen micro-organismen van deze laag al uitstekend en behoeft verder geen speciale aandacht; 5 - De hechting van de deklaag op elk relevant oppervlak kan uitstekend zijn in een uitvoering waarin de activering van elk relevant oppervlak tijdens produktie heeft plaatsgevonden door blootstelling aan een plasma, ontvetten, etsen, anodiseren en/of mechanisch stralen.

10 De silicaat-deklaag is geschikt om te worden aangebracht op oppervlakken van de meest uiteenlopende materialen, bijvoorbeeld metalen, keramische materialen en kunststof, in het bijzonder PVC. In geval van het gebruik van roestvast staal kan de activering van het 15 oppervlak plaatsvinden door etsen met zwavelzuur en chroomzuur, gevolgd door spoelen en drogen. In het geval van koper kan etsen effectief plaatsvinden door gebruikmaking van zwavelzuur, gevolgd door spoelen en drogen. Daarna wordt vanuit een waterige oplossing van 20 natriumhydroxide of kaliumhydroxide met siliciumdioxide de deklaag aangebracht.

Op basis van het bovenstaande zal duidelijk zijn, dat de uitvinding een enthalpie-uitwisselaar verschaft met een deklaag, waarvan de eigenschappen voor 25 de meest uiteenlopende toepassingen en ontwerpen van de enthalpie-uitwisselaar zeer goed beheersbaar zijn. 1 1018735

Claims

1. Enthalpie-uitwisselaar, omvattende een eventueel van oppervlakvergrotende middelen, zoals vinnen of dergelijke, voorziene warmtegeleidende wand, langs de beide zijden waarvan twee respectieve media in onderling 5 enthalpie-uitwisselend contact kunnen stromen, welke wand en/of welke oppervlaktevergrotende middelen zijn voorzien van een hydrofiele deklaag met ten minste de volgende eigenschappen: (a) een sterke hechting op elk relevant 10 oppervlak; (b) een in hoofdzaak volledige bedekking van elk relevant oppervlak; (c) een dikte van maximaal 50pm; (d) een warmteweerstand die klein is ten 15 opzichte van de totale warmteweerstand in het enthalpie-overdracht-traject tussen het relevante oppervlak en het langsstromende medium; (e) een zodanige vochtreprise, dat bij bevochtiging opgenomen water zich als een film over de 20 deklaag verspreidt, eventueel in combinatie met vorming van een buffervoorraad water, die door capillaire werking in de deklaag wordt opgenomen; (f) een zodanig geringe oppervlakteruwheid, dat langsstromend medium slechts een verwaarloosbare 25 stromingsweerstand ondervindt; (g) een geringe onderhevigheid aan thermische, chemische en biochemische degradatie, erosie, aangroei van micro-organismen en vuilaanhechting; (h) morfologische, chemische en fysische 30 uniformiteit; welke deklaag langs chemische weg is 1018735 * 7 » aangebracht door elk relevant oppervlak eerst fysisch, chemisch en/of mechanisch te activeren en vervolgens de deklaag te vormen door een chemische reactie vanuit een waterige oplossing.

2. Enthalpie-uitwisselaar volgens conclusie 1, waarin de deklaag portland-cement met micro-korrel bevat, waarbij in de interstitiële ruimten wateropslag en watertransport met geringe weerstand mogelijk is.

3. Enthalpie-uitwisselaar volgens conclusie 2, 10 waarin de activering van elk relevant oppervlak tijdens produktie heeft plaatsgevonden door ontvetten, mechanisch stralen, etsen en/of primen.

4. Enthalpie-uitwisselaar volgens conclusie 1, waarin de deklaag uit organisch materiaal bestaat.

5. Enthalpie-uitwisselaar volgens conclusie 4, waarin het materiaal een acryl en/of een amide bevat.

6. Enthalpie-uitwisselaar volgens conclusie 5, waarin de activering van elk relevant oppervlak tijdens produktie heeft plaatsgevonden door blootstelling aan een 20 plasma, ontvetten, etsen, anodiseren en/of mechanisch stralen. * ★ * ★ ★ 25 1 018735