EP2151656A1 - Cooling device with reduced icing risk - Google Patents

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Publication number
EP2151656A1
EP2151656A1 EP09166670A EP09166670A EP2151656A1 EP 2151656 A1 EP2151656 A1 EP 2151656A1 EP 09166670 A EP09166670 A EP 09166670A EP 09166670 A EP09166670 A EP 09166670A EP 2151656 A1 EP2151656 A1 EP 2151656A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
moisture
cooling device
freezing point
freezing
coating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09166670A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Horstmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2151656A1 publication Critical patent/EP2151656A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/006—Preventing deposits of ice
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/006—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass for preventing frost
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
    • F28F2245/04—Coatings; Surface treatments hydrophobic

Definitions

  • the invention relates to a cooling device for cooling a moisture-containing environment by means of heat energy transport, in particular in the manner of an evaporator, heat exchanger or the like, according to claim 1. Further, the invention relates to a coating of a contact region of a cooling device according to claim 10.
  • water-repellent coatings are provided, for example, in evaporators or certain fluidic means are arranged, which cause an air guide such that water droplets are entrained with the air flow.
  • the invention has for its object to provide a cooling device with a corresponding contact area and the design of the contact area in systems in which an icing effectively, environmentally friendly and can be prevented without much effort.
  • the cooling device for cooling a moisture-containing environment by means of thermal energy transport, in particular in the manner of an evaporator, heat exchanger or the like, has at least one contact region, which is exposed to the environment to transport heat energy.
  • the contact region is formed at least partially with a freezing point of the moisture-lowering coating in order to avoid freezing of the moisture from the environment or at least reduce.
  • the coating consists at least partially of a polymer which effects a thermal hysteresis in contact with the moisture.
  • Thermal hysteresis in the context of the invention refers to a temperature difference between a freezing point and a melting point. In other words, a freezing point is lowered in contact with the polymer, for example, but not a melting point of the liquid.
  • a polymer is, for example, polyvinyl alcohol. Suitable polymers are described for example in the publication " Renewable Energys "of November 2007 or” SMM Materials Technology "No. 10-2007 , the contents of which are hereby incorporated by reference.
  • the thermal hysteresis is such that the liquid moisture freezes at a freezing point and the frozen moisture melts at a melting point, wherein between freezing point and melting point, a temperature difference of about greater than 0.5 K. , preferably of about greater than or equal to 1.0 K, and most preferably of greater than or equal to 1.5K.
  • the melting point is preferably at least about 0.5 K above freezing.
  • the contact region at least partially comprises means for removing the liquid moisture.
  • the means may be at least partially designed as a lamellar arrangement.
  • these means are at least partially formed as a hydrophobic layer.
  • a further exemplary embodiment provides that the contact region is coated both with the coating that lowers the freezing point of the moisture and with the hydrophobic layer.
  • the freezing-point lowering coating and the hydrophobic layer may alternately be formed in a pattern-like manner selected from the group of patterns comprising checkerboard patterns, line patterns, checker patterns, longitudinal stripe patterns, horizontal stripe patterns, donut patterns, and the like.
  • the contact area is formed as an evaporator surface, as a heat exchanger surface or the like.
  • a freezing point reducing coating for a contact area of a thermal energy transfer surface wherein the contact area is formed at least partially with the one freezing point of the moisture lowering coating in order to avoid or at least reduce freezing of the moisture from the environment, provides an application in: an evaporator, a heat exchanger, a ventilation system, in particular a home ventilation system, an air conditioner, in particular an automotive air conditioning system, a refrigerator, a freezer, a heat pump and the like.
  • the icing of evaporators and other refrigerators is shifted toward lower temperatures and reduced in terms of the amount of icing.
  • This also applies to heat exchangers which are exposed to air on one or more sides, for example in residential ventilation systems.
  • Due to the versatile use icing can also be reduced or avoided in motor vehicle air conditioning systems, whereby in such motor vehicle air conditioning systems the air has only been cooled down to temperatures just above the freezing point in order to prevent icing there.
  • a deeper cooling can be realized, whereby a faster cooling down of the passenger compartment is made possible.
  • when used on refrigerators can effectively prevent icing on the inner walls of the refrigerator.
  • the effectiveness of the individual layers in combination can be further enhanced.
  • the fact that the hydrophobic layer facilitates flow the first ice formation can be entrained by means of the effluent water at the beginning of ice formation.
  • the freezing point reducing layer allows freezing to be reduced to lower temperatures. In combination of the two layers, an ice deposit can be further reduced.
  • the drawing illustrates an embodiment of the invention and shows in a single figure schematically an air side of a cooling device.
  • the cooling device 1 is presently designed as an evaporator. Shown in the view formed as an air side 2 of the evaporator contact area, which is exposed to the environment, so contacted an ambient air.
  • the ambient air contains moisture.
  • the air side 2 has on the surface facing the environment to a freezing point of the moisture of the air lowering coating 3.
  • the coating 3 is presently designed as a so-called antifreeze polymer layer. Depending on the choice of the polymer, the coating 3 causes at temperatures up to about - 3 ° C no ice layer on the air side 2 of the evaporator 1, that is the contact area, but at most a water film. Water possibly freezing on the water film can thus slide off with the water film.
  • the evaporator 1 is further advantageously designed so that a condensate takes place at least for the most part.
  • the air side 2 is formed as a vertical wall in the present case. Alternatively, a suitable fin arrangement may be formed.
  • the air side 2 is further coated with a hydrophobic layer 4 in the illustrated embodiment.
  • the coatings 3, 4 alternate alternately.
  • the coatings 3, 4 may be spaced apart from one another, as shown in the figure, or be formed adjacent to each other. In this way, a line pattern with hydrophobic layer 4 and Freezing point reducing layer 3 formed on the air side 2.
  • the running on the hydrophobic layer 4 water takes the water on the freezing point reducing layer 3 with. As a result, the freezing, for example, remaining residual water is significantly reduced.

Abstract

The device (1) has a contact region (2) e.g. evaporator surface or heat exchanger surface, exposed to surroundings to transport heat energy. The contact region is partially formed with a coating (3) i.e. anti-freeze polymer layer, that lowers a freezing point of moisture. The coating partially comprises polymer, and produces thermal hysteresis in contact with the moisture. The thermal hysteresis is formed such that fluid moisture freezes during the freezing point and iced moisture melts during a melting point. The contact region is coated with the coating and a hydrophobic layer (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zur Kühlung einer eine Feuchtigkeit aufweisenden Umgebung mittels Wärmeenergietransports, insbesondere nach Art eines Verdampfers, Wärmetauschers oder dergleichen, nach Patentanspruch 1. Weiter betrifft die Erfindung eine Beschichtung eines Kontaktbereichs einer Kühlvorrichtung nach Patentanspruch 10.The invention relates to a cooling device for cooling a moisture-containing environment by means of heat energy transport, in particular in the manner of an evaporator, heat exchanger or the like, according to claim 1. Further, the invention relates to a coating of a contact region of a cooling device according to claim 10.

Bekannt sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verdampfer von Klimaanlagen oder Wärmepumpen für eine Abkühlung von feuchtigkeitsaufweisender Umgebungsluft, bei denen es bei der Abkühlung der Luft unter den Taupunkt zur Kondensation der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit kommt. Das Kondensat schlägt sich auf der Oberfläche des Verdampfers nieder. Liegt dort die Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes der Feuchtigkeit, so kommt es an diesen Stellen zu Eisbildung auf der Oberfläche. Das sich bildende Eis verschlechtert den Wärmeübergang von der Luft zu dem in den Anlagen geführten Kältemittel. Dadurch werden die Leistung und der Wirkungsgrad derartiger Anlagen negativ beeinflusst. Zudem kann es durch eine derartige Vereisung zu einem erhöhten Strömungswiderstand der Luft kommen, bis hin zu einer vollständigen Blockade des Luftweges.Are known from the prior art various evaporators of air conditioners or heat pumps for cooling of moisture-causing ambient air, which comes in the cooling of the air below the dew point to condensation of the moisture contained in the air. The condensate settles on the surface of the evaporator. If the temperature is below the freezing point of the moisture, ice formation on the surface occurs at these points. The ice forming deteriorates the heat transfer from the air to the refrigerant in the plants. This negatively affects the performance and efficiency of such equipment. In addition, such icing can lead to an increased flow resistance of the air, up to a complete blockage of the airway.

Um dieses Problem zu lösen, werden zum Beispiel bei Wärmepumpen im Falle des Auftretens von Eis am Verdampfer regelmäßig Enteisungen vorgenommen. Der Enteisungsvorgang erfordert hierbei einen zusätzlichen Energieaufwand, der zusätzliche Wärme und/oder Kosten verursacht und die Umwelt belastet. Um eventuelle Eisbildung zu verhindern oder zu reduzieren, werden beispielsweise bei Verdampfern wasserabweisende Beschichtungen vorgesehen oder es werden bestimmte strömungstechnische Mittel angeordnet, die eine Luftführung derart bewirken, dass Wassertropfen mit dem Luftstrom mitgerissen werden.In order to solve this problem, for example, in the case of heat pumps in the event of the occurrence of ice on the evaporator regularly de-icing. The de-icing process requires additional energy, which causes additional heat and / or costs and pollutes the environment. In order to prevent or reduce the formation of ice, water-repellent coatings are provided, for example, in evaporators or certain fluidic means are arranged, which cause an air guide such that water droplets are entrained with the air flow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung mit einem entsprechenden Kontaktbereich sowie die Gestaltung des Kontaktbereichs in Anlagen zu schaffen, bei denen eine Vereisung effektiv, umweltschonend und ohne großen Aufwand verhinderbar ist.The invention has for its object to provide a cooling device with a corresponding contact area and the design of the contact area in systems in which an icing effectively, environmentally friendly and can be prevented without much effort.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Gegenstände mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This is achieved by the objects with the features of claim 1 and claim 10 according to the invention. Advantageous developments can be found in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung zur Kühlung einer eine Feuchtigkeit aufweisenden Umgebung mittels Wärmeenergietransports, insbesondere nach Art eines Verdampfers, Wärmetauschers oder dergleichen, weist mindestens einen Kontaktbereich auf, welcher der Umgebung ausgesetzt ist, um Wärmeenergie zu transportieren. Dabei ist der Kontaktbereich zumindest teilweise mit einer einen Gefrierpunkt der Feuchtigkeit absenkenden Beschichtung ausgebildet, um ein Gefrieren der Feuchtigkeit aus der Umgebung zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.The cooling device according to the invention for cooling a moisture-containing environment by means of thermal energy transport, in particular in the manner of an evaporator, heat exchanger or the like, has at least one contact region, which is exposed to the environment to transport heat energy. In this case, the contact region is formed at least partially with a freezing point of the moisture-lowering coating in order to avoid freezing of the moisture from the environment or at least reduce.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Beschichtung zumindest teilweise aus einem Polymer besteht, welches eine thermische Hysterese in Kontakt mit der Feuchtigkeit bewirkt. Als thermische Hysterese wird im Zusammenhang mit der Erfindung eine Temperaturdifferenz zwischen einem Gefrierpunkt und einem Schmelzpunkt bezeichnet. In anderen Worten wird in Kontakt mit dem Polymer beispielsweise ein Gefrierpunkt herabgesetzt, nicht jedoch ein Schmelzpunkt der Flüssigkeit. Ein derartiges Polymer ist beispielsweise Polyvinylalkohol. Geeignete Polymere sind beispielsweise beschrieben in der Veröffentlichung " Erneuerbare Energien" vom November 2007 oder "SMM Werkstofftechnik" Nr. 10-2007 , auf deren Inhalt hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.In one embodiment of the present invention it is provided that the coating consists at least partially of a polymer which effects a thermal hysteresis in contact with the moisture. Thermal hysteresis in the context of the invention refers to a temperature difference between a freezing point and a melting point. In other words, a freezing point is lowered in contact with the polymer, for example, but not a melting point of the liquid. Such a polymer is, for example, polyvinyl alcohol. Suitable polymers are described for example in the publication " Renewable Energies "of November 2007 or" SMM Materials Technology "No. 10-2007 , the contents of which are hereby incorporated by reference.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die thermische Hysterese derart ausgebildet ist, dass die flüssige Feuchtigkeit bei einem Gefrierpunkt gefriert und die gefrorene Feuchtigkeit bei einem Schmelzpunkt schmilzt, wobei zwischen Gefrierpunkt und Schmelzpunkt ein Temperaturunterschied von etwa größer gleich 0,5 K, bevorzugt von etwa größer gleich 1,0 K und am meisten bevorzugt von etwa größer gleich 1,5 K vorliegt. Mit anderen Worten liegt der Schmelzpunkt vorzugsweise um mindestens etwa 0,5 K oberhalb des Gefrierpunkts.In a further embodiment of the present invention, it is provided that the thermal hysteresis is such that the liquid moisture freezes at a freezing point and the frozen moisture melts at a melting point, wherein between freezing point and melting point, a temperature difference of about greater than 0.5 K. , preferably of about greater than or equal to 1.0 K, and most preferably of greater than or equal to 1.5K. In other words, the melting point is preferably at least about 0.5 K above freezing.

In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Kontaktbereich zumindest teilweise Mittel zum Abführen der flüssigen Feuchtigkeit aufweist. So können insbesondere die Mittel zumindest teilweise als Lamellenanordnung ausgeführt sein. Vorzugsweise sind diese Mittel zumindest teilweise als hydrophobe Schicht ausgebildet.In yet another embodiment of the present invention, it is provided that the contact region at least partially comprises means for removing the liquid moisture. Thus, in particular, the means may be at least partially designed as a lamellar arrangement. Preferably, these means are at least partially formed as a hydrophobic layer.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass der Kontaktbereich sowohl mit der den Gefrierpunkt der Feuchtigkeit absenkenden Beschichtung, als auch mit der hydrophoben Schicht beschichtet ist. Dabei können die den Gefrierpunkt der Feuchtigkeit absenkende Beschichtung und die hydrophobe Schicht abwechselnd nach Art eines geeigneten Musters ausgebildet sein, ausgewählt aus der Gruppe der Muster umfassend Schachbrettmuster, Linienmuster, Karomuster, Längsstreifenmuster, Querstreifenmuster, Kreisringmuster und dergleichen.A further exemplary embodiment provides that the contact region is coated both with the coating that lowers the freezing point of the moisture and with the hydrophobic layer. Here, the freezing-point lowering coating and the hydrophobic layer may alternately be formed in a pattern-like manner selected from the group of patterns comprising checkerboard patterns, line patterns, checker patterns, longitudinal stripe patterns, horizontal stripe patterns, donut patterns, and the like.

Weiter sieht ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vor, dass der Kontaktbereich als Verdampferoberfläche, als Wärmetauscheroberfläche oder dergleichen ausgebildet ist.Furthermore, another embodiment of the present invention provides that the contact area is formed as an evaporator surface, as a heat exchanger surface or the like.

Die erfindungsgemäße Verwendung einer Gefrierpunkt reduzierenden Beschichtung für einen Kontaktbereich einer Wärmeenergieübertragungsfläche, wobei der Kontaktbereich zumindest teilweise mit der einen Gefrierpunkt der Feuchtigkeit absenkenden Beschichtung ausgebildet ist, um ein Gefrieren der Feuchtigkeit aus der Umgebung zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren, sieht eine Anwendung vor bei: einem Verdampfer, einem Wärmetauscher, einer Lüftungsanlage, insbesondere einer Wohnungslüftungsanlage, einer Klimaanlage, insbesondere einer Kraftfahrzeugklimaanlage, einem Kühlschrank, einer Gefriertruhe, einer Wärmepumpe und dergleichen.The use according to the invention of a freezing point reducing coating for a contact area of a thermal energy transfer surface, wherein the contact area is formed at least partially with the one freezing point of the moisture lowering coating in order to avoid or at least reduce freezing of the moisture from the environment, provides an application in: an evaporator, a heat exchanger, a ventilation system, in particular a home ventilation system, an air conditioner, in particular an automotive air conditioning system, a refrigerator, a freezer, a heat pump and the like.

Mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sowie der erfindungsgemäßen Verwendung der Beschichtung wird die Vereisung von Verdampfern und anderen Kühlgeräten hin zu niedrigeren Temperaturen verschoben und hinsichtlich der Menge der Vereisung verringert. Ebenso gilt dies für Wärmeübertrager, welche auf einer oder mehreren Seiten luftbeaufschlagt werden, zum Beispiel in Wohnungslüftungsanlagen. Durch die vielseitige Verwendung lässt sich eine Vereisung ebenfalls bei KFZ-Klimaanlagen verringern oder vermeiden, wobei bei derartigen KFZ-Klimaanlagen die Luft bislang nur auf Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt heruntergekühlt wird, um dort eine Vereisung zu verhindern. Mit der erfindungsgemäßen Lösung lässt sich eine tiefere Abkühlung realisieren, wodurch ein schnelleres Herunterkühlen der Fahrgastzelle ermöglicht wird. Auch lässt sich bei der Verwendung an Kühlschränken eine Vereisung an Innenwänden des Kühlschrankes effektiv verhindern. Insgesamt wird eine Reduzierung der Gefriertemperatur an der Oberfläche eines Kühlgerätes, wie zum Beispiel einem Verdampfer, bewirkt. Zudem lässt sich so die Anzahl der Heizstunden, in welchen eine Abtauung des Verdampfers zum Beispiel erforderlich ist, reduzieren. Es ergibt sich eine Aufwandsreduktion von etwa 30% gegenüber dem Stand der Technik. Zudem kann die an einem Verdampfer entstehende Eismenge drastisch reduziert werden, was die Energie für das Abtauen zusätzlich reduziert. Negative Auswirkungen auf Leistung und Wirkungsgrad einer Wärmepumpe durch Eisbildung können durch die erfindungsgemäße Lösung reduziert werden.With the cooling device according to the invention and the use of the coating according to the invention, the icing of evaporators and other refrigerators is shifted toward lower temperatures and reduced in terms of the amount of icing. This also applies to heat exchangers which are exposed to air on one or more sides, for example in residential ventilation systems. Due to the versatile use, icing can also be reduced or avoided in motor vehicle air conditioning systems, whereby in such motor vehicle air conditioning systems the air has only been cooled down to temperatures just above the freezing point in order to prevent icing there. With the solution according to the invention, a deeper cooling can be realized, whereby a faster cooling down of the passenger compartment is made possible. Also, when used on refrigerators can effectively prevent icing on the inner walls of the refrigerator. Overall, a reduction of the freezing temperature at the surface of a refrigerator, such as an evaporator, is effected. In addition, it is possible to reduce the number of heating hours in which a defrost of the evaporator is required, for example. This results in a cost reduction of about 30% compared to State of the art. In addition, the amount of ice produced on an evaporator can be drastically reduced, which additionally reduces the energy for defrosting. Negative effects on the performance and efficiency of a heat pump due to ice formation can be reduced by the solution according to the invention.

Durch Anordnen einer hydrophoben Schicht und einer einen Gefrierpunkt reduzierenden Schicht in geeigneten Mustern lässt sich die Effektivität der einzelnen Schichten in Kombination weiter steigern. Dadurch, dass die hydrophobe Schicht ein Abfließen erleichtert, kann bei Beginn einer Eisbildung die erste Eisbildung mittels des abfließenden Wassers mitgerissen werden. Durch die Gefrierpunkt reduzierende Schicht lässt sich ein Gefrieren zu niedrigeren Temperaturen hin verschieben. In Kombination der beiden Schichten lässt sich eine Eisablagerung noch weitere reduzieren.By arranging a hydrophobic layer and a freeze-point reducing layer in appropriate patterns, the effectiveness of the individual layers in combination can be further enhanced. The fact that the hydrophobic layer facilitates flow, the first ice formation can be entrained by means of the effluent water at the beginning of ice formation. The freezing point reducing layer allows freezing to be reduced to lower temperatures. In combination of the two layers, an ice deposit can be further reduced.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und zeigt in einer einzigen Figur schematisch eine Luftseite einer Kühlvorrichtung.The drawing illustrates an embodiment of the invention and shows in a single figure schematically an air side of a cooling device.

Die Kühlvorrichtung 1 ist vorliegend als Verdampfer ausgebildet. Dargestellt ist in der Ansicht ein als Luftseite 2 des Verdampfers ausgebildeter Kontaktbereich, welcher der Umgebung ausgesetzt ist, also eine Umgebungsluft kontaktiert. Die Umgebungsluft enthält Feuchtigkeit. Die Luftseite 2 weist an der der Umgebung zugewandten Oberfläche eine einen Gefrierpunkt der Feuchtigkeit der Luft absenkende Beschichtung 3 auf. Die Beschichtung 3 ist vorliegend als sogenannte Antifreeze-Polymerschicht ausgebildet. Je nach Auswahl des Polymers, bewirkt die Beschichtung 3, dass sich bei Temperaturen bis etwa - 3 °C keine Eisschicht auf der Luftseite 2 des Verdampfers 1, das heißt dem Kontaktbereich, bildet, sondern allenfalls ein Wasserfilm. Eventuell auf dem Wasserfilm gefrierendes Wasser kann somit mit dem Wasserfilm abgleiten.The cooling device 1 is presently designed as an evaporator. Shown in the view formed as an air side 2 of the evaporator contact area, which is exposed to the environment, so contacted an ambient air. The ambient air contains moisture. The air side 2 has on the surface facing the environment to a freezing point of the moisture of the air lowering coating 3. The coating 3 is presently designed as a so-called antifreeze polymer layer. Depending on the choice of the polymer, the coating 3 causes at temperatures up to about - 3 ° C no ice layer on the air side 2 of the evaporator 1, that is the contact area, but at most a water film. Water possibly freezing on the water film can thus slide off with the water film.

Der Verdampfer 1 ist weiter vorteilhafterweise so ausgebildet, dass ein Kondensat zumindest größtenteils abläuft. Hierfür ist im vorliegenden Fall die Luftseite 2 als vertikale Wandung ausgebildet. Alternativ hierzu kann eine geeignete Lamellenanordnung ausgebildet sein. Um ein zusätzliches Abfließen des Kondensats zu gewährleisten, ist in der dargestellten Ausführungsform die Luftseite 2 weiter mit einer hydrophoben Schicht 4 beschichtet. In der vorliegenden Figur wechseln die Beschichtungen 3, 4 alternierend ab. Die Beschichtungen 3, 4 können zueinander beabstandet angeordnet sein, wie in der Figur dargestellt, oder aneinander angrenzend ausgebildet sein. Auf diese Weise ist ein Linienmuster mit hydrophober Schicht 4 und Gefrierpunkt reduzierender Schicht 3 an der Luftseite 2 ausgebildet. Das auf der hydrophoben Schicht 4 ablaufende Wasser nimmt das Wasser auf der Gefrierpunkt reduzierenden Schicht 3 mit. Hierdurch wird das Anfrieren zum Beispiel verbleibenden Restwassers deutlich reduziert.The evaporator 1 is further advantageously designed so that a condensate takes place at least for the most part. For this purpose, the air side 2 is formed as a vertical wall in the present case. Alternatively, a suitable fin arrangement may be formed. In order to ensure additional drainage of the condensate, the air side 2 is further coated with a hydrophobic layer 4 in the illustrated embodiment. In the present figure, the coatings 3, 4 alternate alternately. The coatings 3, 4 may be spaced apart from one another, as shown in the figure, or be formed adjacent to each other. In this way, a line pattern with hydrophobic layer 4 and Freezing point reducing layer 3 formed on the air side 2. The running on the hydrophobic layer 4 water takes the water on the freezing point reducing layer 3 with. As a result, the freezing, for example, remaining residual water is significantly reduced.

Claims (10)

Kühlvorrichtung (1) zur Kühlung einer eine Feuchtigkeit aufweisenden Umgebung mittels Wärmeenergietransports, mit mindestens einem Kontaktbereich (2), welcher der Umgebung ausgesetzt ist, um Wärmeenergie zu transportieren,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (2) zumindest teilweise mit einer einen Gefrierpunkt der Feuchtigkeit absenkenden Beschichtung (3) ausgebildet ist, um ein Gefrieren der Feuchtigkeit aus der Umgebung zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.Cooling device (1) for cooling a moisture-containing environment by means of heat energy transport, with at least one contact area (2) which is exposed to the environment to transport heat energy,
characterized in that the contact region (2) is formed at least partially with a freezing point of the moisture lowering coating (3) to prevent freezing of the moisture from the environment or at least reduce. Kühlvorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gefrierpunkt reduzierende Beschichtung (3) zumindest teilweise aus einem Polymer besteht, welches eine thermische Hysterese in Kontakt mit der Feuchtigkeit bewirkt.Cooling device (1) according to claim 1,
characterized in that the freezing point reducing coating (3) is at least partially made of a polymer which effects thermal hysteresis in contact with the moisture. Kühlvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Hysterese derart ausgebildet ist, dass die flüssige Feuchtigkeit bei einem Gefrierpunkt gefriert und die gefrorene Feuchtigkeit bei einem Schmelzpunkt schmilzt, wobei zwischen Gefrierpunkt und Schmelzpunkt ein Temperaturunterschied von etwa größer gleich 0,5 K, bevorzugt von etwa größer gleich 1,0 K und am meisten bevorzugt von etwa größer gleich 1,5 K vorliegt.Cooling device (1) according to claim 1 or 2,
characterized in that the thermal hysteresis is such that the liquid moisture freezes at a freezing point and melts the frozen moisture at a melting point, wherein between freezing point and melting point a temperature difference of about greater than or equal to 0.5 K, preferably of greater than or equal to 1 , 0K, and most preferably about equal to or greater than 1.5K. Kühlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (2) zumindest teilweise Mittel zum Abführen der flüssigen Feuchtigkeit aufweist.Cooling device (1) according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the contact region (2) at least partially comprises means for removing the liquid moisture. Kühlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zumindest teilweise als Lamellenanordnung ausgeführt sind.Cooling device (1) according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the means are at least partially designed as a lamellar arrangement. Kühlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zumindest teilweise als hydrophobe Schicht (4) ausgebildet sind.Cooling device (1) according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the means are at least partially formed as a hydrophobic layer (4). Kühlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (2) sowohl mit der den Gefrierpunkt der Feuchtigkeit absenkenden Beschichtung (3), als auch mit der hydrophoben Schicht (4) beschichtet ist.Cooling device (1) according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the contact region (2) is coated both with the freezing point of the moisture-lowering coating (3) and with the hydrophobic layer (4). Kühlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die den Gefrierpunkt der Feuchtigkeit absenkende Beschichtung (3) und die hydrophobe Schicht (4) abwechselnd nach Art eines geeigneten Musters ausgebildet sind, ausgewählt aus der Gruppe der Muster umfassend Schachbrettmuster, Linienmuster, Karomuster, Längsstreifenmuster, Querstreifenmuster, Kreisringmuster und dergleichen.Cooling device (1) according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the freezing-point lowering coating (3) and the hydrophobic layer (4) are alternately formed in the manner of a suitable pattern selected from the group of patterns comprising checkerboard pattern, line pattern, checker pattern, longitudinal stripe pattern, stripe pattern, donut pattern and the like , Kühlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (2) als Verdampferoberfläche, als Wärmetauscheroberfläche oder dergleichen ausgebildet ist.Cooling device (1) according to one of claims 1 to 8,
characterized in that the contact region (2) is designed as an evaporator surface, as a heat exchanger surface or the like. Verwendung einer Gefrierpunkt reduzierenden Beschichtung für einen Kontaktbereich (2) einer Wärmeenergieübertragungsfläche, wobei der Kontaktbereich (2) zumindest teilweise mit der einen Gefrierpunkt der Feuchtigkeit absenkenden Beschichtung (3) ausgebildet ist, um ein Gefrieren der Feuchtigkeit aus der Umgebung zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren, gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei: einem Verdampfer, einem Wärmetauscher, einer Lüftungsanlage, insbesondere einer Wohnungslüftungsanlage, einer Klimaanlage, insbesondere einer Kraftfahrzeugklimaanlage, einem Kühlschrank, einer Gefriertruhe, einer Wärmepumpe und dergleichen. Use of a freezing point reducing coating for a contact area (2) of a thermal energy transfer surface, the contact area (2) being at least partially formed with the freezing point of the moisture lowering coating (3) to prevent or at least reduce freezing of the moisture from the environment , according to one of the preceding claims, in: an evaporator, a heat exchanger, a ventilation system, in particular a home ventilation system, an air conditioning system, in particular an automotive air conditioning system, a fridge, a freezer, a heat pump and the like.
EP09166670A 2008-08-05 2009-07-29 Cooling device with reduced icing risk Withdrawn EP2151656A1 (en)

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DE102008036492 2008-08-05

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EP09166670A Withdrawn EP2151656A1 (en) 2008-08-05 2009-07-29 Cooling device with reduced icing risk

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