Plattenwärmetauscher zur Beaufschlagung eines Zuluftstroms mit Kühlenergie

Abstract

 Ein Plattenwärmetauscher zur Beaufschlagung eines Zuluftstroms (3) mit Kühlenergie, die im Plattenwärmetauscher einem vor Durchströmen des Plattenwärmetauschers befeuchteten Kühlluftstrom (5) entziehbar und auf den Zuluftstrom (3) übertragbar ist, hat Wärmetauscherplatten (1), die an ihrer einen Seite (2) vom Zuluft- (3) und an ihrer anderen Seite (4) vom Kühlluftstrom (5) kontaktierbar sind und deren vom Kühlluftstrom (5) kontaktierte Seiten (4) mit einer hydrophilen Lackbeschichtung (6) versehen sind, die mit Feuchtigkeit aus dem Kühlluftstrom (5) benetzbar ist.
Um Temperaturschwankungen auf der vom Zuluftstrom (3) kontaktierten Seite (2) der Wärmetauscherplatten (1) infolge zeitlicher Taktung einer den Kühlluftstrom (5) stromauf des Plattenwärmetauschers befeuchtenden Bedüsung zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass die hydrophile Lackbeschichtung (6) auf der vom Kühlluftstrom (5) kontaktierten Seite (4) der Wärmetauscherplatte (1) so ausgebildet ist, dass in ihr Feuchtigkeit aus dem Kühlluftstrom (5) speicherbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Plattenwärmetauscher zur Beaufschlagung eines Zuluftstroms mit Kühlenergie, die im Plattenwärmetauscher einem vor Durchströmen des Plattenwärmetauschers befeuchteten Kühlluftstrom entziehbar und auf den Zuluftstrom übertragbar ist, mit Wärmetaucherplatten, die an ihrer einen Seite vom Zuluft- und an ihrer anderen Seite vom Kühlluftstrom kontaktierbar sind und deren vom Kühlluftstrom kontaktierte Seiten mit einer hydrophilen Lackbeschichtung versehen sind, die mit Feuchtigkeit aus dem Kühlluftstrom benetzbar ist.

[0002] Mittels derartiger Plattenwärmetauscher werden z.B. Zuluftströme in klimatisierte Bereiche gekühlt. Um eine ausreichende Kühlwirkung zur Verfügung stellen zu können, wird der Kühlluftstrom stromauf, d.h. vor dem Plattenwärmetauscher, mittels einer geeigneten Bedüsungseinrichtung befeuchtet. Der Befeuchtungsbetrieb der Bedüsungsvorrichtung erfolgt mit zeitlicher Taktung, da eine kontinuierliche Befeuchtung des Kühlluftstroms zur Folge hätte, dass äußerst kleine Düsenbohrungen realisiert werden müssten. Derartig kleine Düsenbohrungen haben jedoch zur Folge, dass sie leicht zusetzen und damit Unregelmäßigkeiten beim Betrieb der Bedüsungseinrichtung zur Folge haben. Hierdurch können betriebliche Störungen auftreten. Aufgrund der zeitlichen Taktung der Befeuchtung des Kühlluftstroms ist der Feuchtigkeitsanfall im Plattenwärmetauscher nicht konstant. Dies resultiert darin, dass die Schichtdicke der Feuchteschicht auf der dem Kühlluftstrom ausgesetzten Seite jeder Wärmetauscherplatte nicht konstant ist, sondern je nach aktueller Feuchtebeaufschlagung des Kühlluftstroms zu- bzw. abnimmt. Derartige Schwankungen in der Feuchtigkeitsdichte auf den dem Kühlluftstrom ausgesetzten Seiten der Wärmetauscherplatten des Plattenwärmetauschers haben zur Folge, dass auf der dem Zuluftstrom ausgesetzten Seite der Wärmetauscherplatten des Plattenwärmetauschers Temperaturschwankungen auftreten, die im Betrieb eines derartigen Plattenwärmetauschers unerwünscht sind.

[0003] Es hat Versuche gegeben, diese Unregelmäßigkeit durch eine auf der dem Kühlluftstrom ausgesetzten Seite der Wärmetauscherplatten vorgesehene Papierwerkstoffschicht zu beseitigen, die als Speichermedium für Feuchtigkeit fungieren kann. Jedoch stellte sich heraus, dass derartige Papierwerkstoffschichten zu Verunreinigungen und insbesondere Verkeimungen neigen, was im Betrieb eines derartigen Plattenwärmetauschers, der üblicherweise Klimatisierungszwecken dient, erhebliche negative Auswirkungen hat.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Plattenwärmetauscher der eingangs geschilderten Gattung derart weiterzubilden, dass er, ohne dass Verunreinigungen oder Verkeimungen auftreten, auf der dem Zuluftstrom ausgesetzten Seite seiner Wärmetauscherplatten ein quasi konstantes Temperaturniveau zur Verfügung stellen kann.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die hydrophile Lackbeschichtung auf der vom Kühlluftstrom kontaktierten Seite der Wärmetauscherplatte so ausgebildet ist, dass in ihr Feuchtigkeit aus dem Kühlluftstrom speicherbar ist. Durch dieses Speichermedium kann Feuchtigkeit aufgenommen werden, die in denjenigen Zeiträumen, in denen die zeitlich getaktete Bedüsungseinrichtung, die stromauf bzw. vor dem Plattenwärmetauscher den Kühlluftstrom mit Feuchtigkeit beaufschlagt, nicht in Betrieb ist. Durch diese Feuchtigkeitsabgabe aus dem Speichermedium an die freie Oberfläche der hydrophilen Lackbeschichtung kann eine weitestgehend konstante Schichtdicke der Benetzung auf dieser freien Oberfläche sichergestellt werden, die letztlich dazu führt, dass auf der dem Zuluftstrom ausgesetzten Seite der Wärmetauscherplatten des Plattenwärmetauschers keine Temperaturschwankungen auftreten.

[0006] Sofern in der hydrophilen Lackbeschichtung der vom Kühlluftstrom kontaktierten Seiten der Wärmetauscherplatten ein anorganisches Speichermedium vorgesehen ist, können jedwede für den Betrieb des Plattenwärmetauschers kritische Verunreinigungen und Verkeimungen zuverlässig vermieden werden.

[0007] Als anorganisches Speichermedium besonders vorteilhaft hat sich Zeolith erwiesen, der in einfacher Weise in der hydrophilen Lackbeschichtung vorgesehen werden kann. Insbesondere in nanokristalliner Form hat sich Zeolith als vorteilhaft erwiesen, wobei vorzugsweise ein Partikeldurchmesser < 1000 nm (Nanometer) und insbesondere zwischen 100 nm und 500 nm eingehalten werden sollte. Derartige Zeolithwerkstoffe können in hervorragender Weise im Zusammenwirken mit der hydrophilen Lackbeschichtung Feuchtigkeit innerhalb der Beschichtung selbst speichern, wobei diese Feuchtigkeit in Stillstandszeiten der im Kühlluftstrom stromauf bzw. vor dem Plattenwärmetauscher angeordneten Bedüsungseinrichtung an die freie Oberfläche der Lackbeschichtung abgegeben werden kann.

[0008] Beim den Plattenwärmetauscher durchströmenden Kühlluftstrom kann es sich um einen Abluftstrom oder um einen Außenluftstrom oder um eine Mischung aus Abluft- und Außenluftstrom handeln, wobei der so gestaltete Kühlluftstrom vorzugsweise adiabat befeuchtet wird.

[0009] Die Wärmetauscherplatten des Plattenwärmetauschers können aus einem metallischen Werkstoff oder aus Kunststoff ausgebildet sein.

[0010] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur eine Wärmetauscherplatte eines erfindungsgemäßen Plattenwärmetauschers prinzipiell gezeigt ist.

[0011] Ein erfindungsgemäßer Plattenwärmetauscher hat eine Vielzahl von in an sich bekannter Weise mit Abstand zueinander angeordneten Wärmetauscherplatten 1, von denen in der einzigen Figur eine abschnittsweise dargestellt ist. Jede dieser Vielzahl von Wärmetauscherplatten 1 hat eine Seite 2, welche durch einen Zuluftstrom 3 kontaktiert wird, und eine weitere bzw. andere Seite 4, welche durch einen Kühlluftstrom 5 kontaktiert wird.

[0012] Der die Vielzahl von Wärmetauscherplatten 1 aufweisende Plattenwärmetauscher dient dazu, Kühlenergie aus dem Kühlluftstrom 5 zu entziehen und hiermit den Zuluftstrom 3 zu beaufschlagen.

[0013] Der Kühlluftstrom 5 wird hierzu stromauf, d.h. vor dem Plattenwärmetauscher, adiabat mit Feuchtigkeit beaufschlagt. Hierzu dient eine in der Figur nicht gezeigte Bedüsungsvorrichtung, die den Kühlluftstrom 5 stromauf des Wärmetauschers befeuchtet. Als Kühlluftstrom 5 kann ein Abluftstrom oder auch ein Außenluftstrom verwendet werden. Der befeuchtete Kühlluftstrom 5 führt mit sich die in ihn eingeleitete Feuchtigkeit zum Plattenwärmetauscher bzw. zu dessen Wärmetauscherplatten 1.

[0014] Jede Wärmetauscherplatte 1 des Plattenwärmetauschers ist an ihrer anderen, dem Kühlluftstrom 5 zugewandten und von diesem kontaktierten Seite 4 mit einer hydrophilen Lackbeschichtung 6 versehen. An der Außenseite der hydrophilen Lackbeschichtung 6 setzt sich die im Kühlluftstrom 5 enthaltene Feuchtigkeit in Form einer Feuchtigkeitsschicht ab. Hierbei ist die hydrophile Lackbeschichtung derart ausgeführt, dass die Benetzung ihrer freien Fläche möglichst gleichmäßig erfolgt, so dass die andere Seite 4 der Wärmetauscherplatte 1 möglichst ganzflächig und mit gleicher Dicke benetzt wird. Hierdurch ergeben sich günstige Übertragungsmöglichkeiten für die kühlluftstromseitige Kühlenergie auf den Zuluftstrom 3.

[0015] Um bei der üblicherweise vorgesehenen zeitlichen Taktung der Bedüsungseinrichtung, mittels der der Kühlluftstrom adiabat befeuchtet wird, eine im wesentlichen konstante Dicke der Benetzungsschicht zu gewährleisten, ist in die hydrophile Lackbeschichtung Zeolith 7 als Speichermedium eingebracht. In dem in der Lackbeschichtung 6 enthaltenen Zeolith 7 kann Feuchtigkeit aufgenommen und gespeichert werden, die bei einem Stillstand der stromauf des Plattenwärmetauschers den Kühlluftstrom 5 beaufschlagenden Bedüsungseinrichtung allmählich an die freie Oberfläche der Lackbeschichtung 6 abgegeben wird, so dass die Schichtdicke der Benetzungsschicht im Wesentlichen konstant bleibt.

[0016] Als Zeolith 7 bzw. als Speichermedium wird vorzugsweise ein nanokristalliner Zeolith eingesetzt, der einen Partikeldurchmesser zwischen 100 und 500 nm (Nanometer) aufweist.

Ansprüche

1. Plattenwärmetauscher zur Beaufschlagung eines Zuluftstroms (3) mit Kühlenergie, die im Plattenwärmetauscher einem vor Durchströmen des Plattenwärmetauschers befeuchteten Kühlluftstrom (5) entziehbar und auf den Zuluftstrom (3) übertragbar ist, mit Wärmetauscherplatten (1), die an ihrer einen Seite (2) vom Zuluft- (3) und an ihrer anderen Seite (4) vom Kühlluftstrom (5) kontaktierbar sind und deren vom Kühlluftstrom (5) kontaktierte Seiten (4) mit einer hydrophilen Lackbeschichtung (6) versehen sind, die mit Feuchtigkeit aus dem Kühlluftstrom (5) benetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophile Lackbeschichtung (6) auf der vom Kühlluftstrom (5) kontaktierten Seite (4) der Wärmetauscherplatte (1) so ausgebildet ist, dass in ihr Feuchtigkeit aus dem Kühlluftstrom (5) speicherbar ist.

2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, bei dem in der hydrophilen Lackbeschichtung (6) der vom Kühlluftstrom (5) kontaktierten Seiten (4) der Wärmetauscherplatten (1) ein anorganisches Speichermedium (7) vorhanden ist.

3. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 2, bei dem in der hydrophilen Lackbeschichtung (6) der vom Kühlluftstrom (5) kontaktierten Seiten (4) der Wärmetauscherplatten (1) Zeolith (7) als anorganisches Speichermedium vorgesehen ist.

4. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 3, bei dem als Zeolith ein nanokristalliner Zeolith (7) vorgesehen ist.

5. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 4, bei dem der nanokristalline Zeolith (7) einen Partikeldurchmesser < 1000 nm (Nanometer) aufweist.

6. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 5, bei dem der nanokristalline Zeolith (7) einen Partikeldurchmesser zwischen 100 nm und 500 nm aufweist.

7. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Kühlluftstrom (5) ein vorzugsweise adiabat befeuchteter Abluftstrom ist.

8. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Kühlluftstrom (5) ein vorzugsweise adiabat befeuchteter Außenluftstrom ist.

9. Plattenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dessen Wärmetauscherplatten (1) aus Metall oder Kunststoff ausgebildet sind.

Zeichnung