WO2002018861A1

WO2002018861A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: WO2002018861A1
Application number: PCT/CH2001/000533
Authority: WO
Inventors: Regula MÜLLER
Original assignee: Mueller Regula
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2002-03-07
Also published as: AU2001281658A1

Abstract

The invention relates to a heat exchanger (1a), comprising at least one contact wall (2), the first surface of which forms the contact surface (2a) to a first medium. The surface wall (2) takes heat from a second medium in contact therewith and transfers the heat, during a heating step, to the first medium by means of the contact surface (2a). In order to prevent the laying down of deposits on the contact wall (2), the heat exchanger (1a) comprises a device for generating an alternating magnetic field. Said device comprises a coil (8) and a supply device (9) and generates an electromagnetic alternating field in the first medium at the contact surface (2a) during at least a part of the heating step. The electromagnetic generation of nucleations in a medium for heating, before the entry (4) thereof into a heat exchanger (1a) is not sufficient. The formation of nucleations must be stimulated where it is most likely to occur, or in the position where the super-saturation is at the highest, in other words next to the heat transferring contact surface (2a).

Description

Wärmetauscher heat exchangers

Die Erfindung bezieht sich auf Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to heat exchangers according to the preamble of claim 1.

Wärmetauscher sollen eine möglichst schnelle und vollständige Wärmeübertragung zwischen zwei Medien bzw. Fluiden mit unterschiedlichen Ausgangstemperaturen ermöglichen. Die beiden Medien gelangen dabei in Kontakt mit Kontaktflächen bzw. Kontaktwänden. Vom Begriff Wärmetauscher sollen alle wärmeübertragenden Apparate umfasst sein, also nebst den Wärmetauschern, bei denen ein flüssiges Medium erwärmt und das andere flüssige Medium gekühlt wird, beispielsweise auch Verdampfer, Kühltürme, Lamellenwärmeübertrager und Kondensatoren. Entsprechend werden die Medien an der Kontaktfläche erwärmt bzw. abgekühlt und verdunstet bzw. kondensiert. Zu den verbreiteten Wärmetauschern gehören die Doppelrohrwärmetauscher, die Rohrbündelwär- metauscher, die Plattenwärmetauscher und die Lamellenwärmetauscher.Heat exchangers should enable the fastest possible and complete heat transfer between two media or fluids with different starting temperatures. The two media come into contact with contact surfaces or contact walls. The term heat exchanger is intended to encompass all heat-transferring devices, i.e. in addition to the heat exchangers in which one liquid medium is heated and the other liquid medium is cooled, for example also evaporators, cooling towers, finned heat exchangers and condensers. Accordingly, the media are heated or cooled at the contact surface and evaporated or condensed. The common heat exchangers include the double tube heat exchanger, the tube bundle heat exchanger, the plate heat exchanger and the finned heat exchanger.

Bei Doppelrohrwärmetauschern bildet die Wand des inneren Rohres eine wärmeleitende Kontaktwand bzw. Kontaktfläche, wobei ein erstes Medium innerhalb des inneren Rohres und ein zweites Medium im Ringraum zwischen der Wand des inneren und der Wand des äusseren Rohres geführt wird. Die ineinander angeordneten Rohre einesIn double tube heat exchangers, the wall of the inner tube forms a heat-conducting contact wall or contact surface, a first medium being guided within the inner tube and a second medium in the annular space between the wall of the inner and the wall of the outer tube. The nested pipes one

Doppelrohrwärmetauscher sind beispielsweise solenoidförmig um eine Achse gewickelt. Bei einfach aufgebauten Rohrbündelwärmetauschern sind gerade Rohrstücke vom einen Medium durchströmt und vom anderen Medium umgeben. Gegebenenfalls werden auch anders geformte, insbesondere u-förmige, Rohrabschnitte eingesetzt. Die Wandungen der Rohrstücke bilden die Kontaktfläche.Double tube heat exchangers are wound, for example, in a solenoid-shaped manner around an axis. In the case of simply constructed shell-and-tube heat exchangers, straight pipe sections are flowed through by one medium and surrounded by the other medium. If necessary, differently shaped, in particular U-shaped, pipe sections are also used. The walls of the pipe sections form the contact surface.

Die Platten der Plattenwärmetauscher können rechteckige, quadratische oder auch runde Aussenberandungen aufweisen und werden durch Verschrauben, Löten oder Schweissen miteinander verbunden. Wenn abwechslungsweise erste und zweite Platten aneinandergereiht sind, so können diese so ausgebildet sein, dass zwischen den Platten abwechselnd erste und zweite Kanäle ausgebildet sind, welche über erste und zweite Anschlussbereiche so mit einer ersten und einer zweiten Anschlussöffnung verbunden sind, dass zwei vollständig voneinander getrennte Kanalsysteme entstehen. Die Trennflächen zwischen den getrennten Kanalsystemen bilden die wärmeleitenden Kontaktflä- chen bzw. Kontaktwände. Um bei kleinem Wärmetauschervolumen eine möglichst grosse aktive Kontaktfläche und möglichst lange Strömungswege bereitzustellen, werden gegebenenfalls gemäss der WO97/45689 komplexe erste und zweite Kanalsysteme verwendet.The plates of the plate heat exchangers can have rectangular, square or even round outer edges and are connected to one another by screwing, soldering or welding. If alternately first and second plates are lined up, these can be designed such that first and second channels are alternately formed between the plates, which are connected via first and second connection areas to a first and a second connection opening in such a way that two completely separate ones Channel systems emerge. The separating surfaces between the separate channel systems form the heat-conducting contact surfaces. chen or contact walls. In order to provide the largest possible active contact area and the longest possible flow paths with a small heat exchanger volume, complex first and second channel systems may be used in accordance with WO97 / 45689.

Lamellenwärmetauscher werden eingesetzt, wenn das eine Medium Gas bzw. Luft ist. Die Lamellen stellen eine grosse Kontaktfläche zur Luft bereit und ermöglichen den Wärmefluss zum Kanalsystem des anderen Mediums bzw. zu dessen Kontaktflächen. Meist stehen die Lamellen quer zur Hauptrichtung eines Kanal- oder Rohrsystems. Bei Kühltürmen wird Wärme an die Umgebung abgeführt indem ein heisses Medium, beispielsweise Wasser, mit Luft in Kontakt gebracht wird, wobei zur Intensivierung des Kontaktes dieser beiden Medien Wabenpakete eingesetzt werden. Die Oberfläche der Wabenpakete ist die gemeinsame Kontaktfläche beider Medien. Die Kontaktfläche wirkt also nicht als Trennfläche sondern als Verdunstungsfläche.Finned heat exchangers are used when the medium is gas or air. The fins provide a large contact area with the air and allow the heat to flow to the channel system of the other medium or to its contact areas. The slats are usually perpendicular to the main direction of a duct or pipe system. In cooling towers, heat is dissipated to the environment by bringing a hot medium, for example water, into contact with air, honeycomb packs being used to intensify the contact between these two media. The surface of the honeycomb packets is the common contact area for both media. The contact surface therefore does not act as a separating surface but as an evaporation surface.

Die Effizienz des Wärmeaustausches zwischen den beiden Medien hängt nun stark vom Zustand der den Medien zugewandten Oberflächen der Kontaktwände und von der Grenzschicht des jeweiligen Mediums bei der entsprechenden Oberfläche ab. Wenn in einem Medium Wasser oder Dampf enthalten ist, so führt dieser Wasseranteil meist auch gelöste Stoffe bzw. Ionen mit, die aufgrund einer Veränderung des Gleichgewichtes, einerseits bei einer Temperaturänderung und andererseits bei einer verdunstungsbedingten Aufsalzung, zu Ablagerungen an der Oberfläche der Kontaktwand führen. Im Falle von Wasser mit einem Calcium- und Kohlensäuregehalt führt eine Temperaturerhöhung zu einer Kalkausfällung. Es versteht sich von selbst, dass auch andere Produkte ausfällen können. Bei diesen Ausfällungen unterscheidet man zwischen einer homogenen und einer heterogenen Nukleation bzw. Keimbildung. Die homogene Keimbildung geht von den gelösten, übersättigt vorliegenden, Ionen aus und erfolgt spontan. Bei der heterogene Keimbildung erfolgt die Keimbildung auf geeigneten Oberflächen, insbesondere an der Oberfläche der Kontaktwand. Einem Katalysator vergleichbar reduziert die fremde Oberfläche die nötige Aktivierungsenergie und erleichtert so den Keimbildungs- prozess. Diese heterogene Keimbildung an der Kontaktfläche führt zur unerwünschten Kesselstein- insb. Kalkausfällung. Die Wärmeübertragung zwischen dem Medium und der Kontaktwand wird durch diese Kalkablagerungen an der Kontaktfläche wesentlich verschlechtert. Die homogene Keimbildung führt nicht zu Beeinträchtigungen des Wärmeaustausches, weil die Keime im Medium bzw. im Wasser mitgeführt werden. Die Bildung eines Kristallisationskeimes erfordert Energie. Beim Aufbau eines Keimes wird einerseits zuneh- mend Gitterenergie frei, doch muss andererseits für die Bildung der neuen Oberfläche Oberflächenenergie aufgewendet werden. Mit zunehmender Grosse des Kristallkeimes ändern sich die beiden Grossen in unterschiedlicher Weise, so dass die Gesamtenergie bzw. die freie Enthalpie ein Maximum überschreitet und dann immer kleiner und schliesslich negativ wird. Bei der homogenen Keimbildung muss also eine Energiebar- riere überwunden werden. Die Höhe dieser Barriere hängt von der relativen Übersättigung ab, welche als Quotient zwischen dem Produkt der aktuellen lonenkonzentration und dem Löslichkeitsprodukt definiert ist. Weil das Löslichkeitsprodukt auch von der Temperatur des Mediums abhängt, führt eine Temperaturänderung im Medium zu einer Änderung der relativen Übersättigung. Bei einer genügend grossen relativen Übersätti- gung kann man davon ausgehen, dass die Festphase ausfallen kann. Spontan findet eine Ausfällung jedoch erst oberhalb des sogenannten metastabilen Bereiches statt. Quantitative Angaben zu diesem metastabilen Bereich sind problematisch, weil dieser Bereich nicht alleine thermodynamisch definiert ist, sondern auch von weiteren Prozessvariablen abhängt. Bei Wärmetauschern mit grosser Temperaturänderung können sehr hohe relative Übersättigungen und somit auch starke Ablagerungen auftreten.The efficiency of the heat exchange between the two media now strongly depends on the condition of the surfaces of the contact walls facing the media and on the boundary layer of the respective media at the corresponding surface. If water or steam is contained in a medium, this water content usually also carries dissolved substances or ions, which lead to deposits on the surface of the contact wall due to a change in the equilibrium, on the one hand with a change in temperature and on the other hand with evaporation-related salting. In the case of water with calcium and carbonic acid content, an increase in temperature leads to lime precipitation. It goes without saying that other products can also fail. In these precipitates, a distinction is made between homogeneous and heterogeneous nucleation or nucleation. The homogeneous nucleation starts from the dissolved, supersaturated ions and occurs spontaneously. In heterogeneous nucleation, nucleation takes place on suitable surfaces, in particular on the surface of the contact wall. Comparable to a catalyst, the foreign surface reduces the necessary activation energy and thus facilitates the nucleation process. This heterogeneous nucleation on the contact surface leads to undesirable scaling, especially lime precipitation. The heat transfer between the medium and the contact wall is significantly impaired by these limescale deposits on the contact surface. The homogeneous nucleation does not impair the heat exchange because the germs are carried in the medium or in the water. The formation of a nucleation requires energy. Grid energy is increasingly released when a germ is built up, but surface energy must also be used to form the new surface. As the size of the crystal nucleus increases, the two sizes change in different ways, so that the total energy or free enthalpy exceeds a maximum and then becomes smaller and smaller and ultimately negative. In the case of homogeneous nucleation, an energy barrier must therefore be overcome. The height of this barrier depends on the relative supersaturation, which is defined as the quotient between the product of the current ion concentration and the solubility product. Because the solubility product also depends on the temperature of the medium, a change in temperature in the medium leads to a change in the relative supersaturation. If the relative oversaturation is sufficiently large, it can be assumed that the solid phase can fail. However, precipitation occurs spontaneously only above the so-called metastable range. Quantitative information on this metastable area is problematic because this area is not only thermodynamically defined, but also depends on other process variables. In heat exchangers with a large change in temperature, very high relative supersaturations and thus also heavy deposits can occur.

Gemäss Fig. 1 wird das Löslichkeitsprodukt von Calciumcarbonat in Wasser gegen hohe Temperaturen hin extrem schnell klein. Entsprechend stark steigt die Übersättigung im Bereich der Kontaktflächen, die Wasser mit gelöstem Calciumcarbonat auf deutlich hö- here Temperaturen erwärmen, an und es ist mit einer starken Kalkausfällung zu rechnen. Um ein schnelles Verkalken der Kontaktflächen von Wärmetauschern zu vermeiden, muss entweder gewährleistet sein, dass das erwärmte Medium im wesentlichen kein Calciumcarbonat oder andere ausfällbare Ionen enthält, oder aber es muss eine Massnahme ergriffen werden, welche die heterogene Keimbildung an der Kontaktfläche verhindert bzw. reduziert. Die Verwendung von destilliertem Wasser oder einer anderen Flüssigkeit mit einem verschwindenden ausfällbaren Anteil ist bei grossen und insbesondere bei offenen Kreisläufen nicht erwünscht. Daher müssen für Wärmetauscher Lösungen gefunden werden, die eine schnelle Verkalkung der Kontaktfläche durch eine verminderte heterogene Keimbildung vermeiden. ln der Haustechnik werden vermehrt Wärmetauscher eingesetzt, die beispielsweise Erdwärme oder aber Solarwärme gezielt von einem Speicherkreislauf an einen offenen Brauchwasserlauf übertragen. Um eine effiziente Lösung zu ermöglichen, sollte auf eine aufwendige Vorbehandlung des Brauchwassers vor dessen Erwärmung verzichtet werden können. Um zu gewährleisten, dass die Wärmeübertragung effizient durchgeführt werden kann, dürfen keine starken Ablagerungen an der Kontaktfläche auftreten, weil ja solche Ablagerungen die Wärmeübertragung behindern und weil das häufige Entfernen der Ablagerungen mit einem unerwünschten Aufwand verbunden ist.1, the solubility product of calcium carbonate in water becomes extremely fast towards high temperatures. The supersaturation rises correspondingly strongly in the area of the contact surfaces, which heat water with dissolved calcium carbonate to significantly higher temperatures, and heavy lime precipitation is to be expected. In order to avoid rapid calcification of the contact surfaces of heat exchangers, it must either be ensured that the heated medium contains essentially no calcium carbonate or other precipitable ions, or a measure must be taken to prevent or reduce the heterogeneous nucleation on the contact surface , The use of distilled water or another liquid with a negligible amount that can be precipitated is not desirable in large and in particular in open circuits. For this reason, solutions have to be found for heat exchangers that prevent rapid calcification of the contact surface due to reduced heterogeneous nucleation. Heat exchangers are increasingly being used in domestic technology, for example transferring geothermal or solar heat from a storage cycle to an open process water flow. In order to enable an efficient solution, it should be possible to dispense with complex pretreatment of the process water before it is heated. In order to ensure that the heat transfer can be carried out efficiently, no heavy deposits should occur on the contact surface, because such deposits hinder the heat transfer and because the frequent removal of the deposits is associated with an undesirable effort.

Lösungen mit minimaler Verkalkung, würden die Effizienz von Wärmetauschern mit einem offenen Kreislauf, bei denen Wasser an der Kontaktfläche verdunstet, verbessern. Beim Verdunsten wird eine effiziente Wärmeübertragung erzielt, wobei aber aufgrund der Aufsalzung starke Ablagerungen auftreten. Wenn nun die Verkalkung beim Verdunsten reduziert werden kann, können beispielsweise die Lamellen von Lamellenwärmetauschern mit Wasser besprüht werden, ohne dass eine erhöhte Wartung nötig wird. Entsprechend reduzieren sich auch die Ablagerungsprobleme bei Kühlturmlösun- genMinimal calcification solutions would improve the efficiency of open circuit heat exchangers where water evaporates from the contact surface. Efficient heat transfer is achieved during evaporation, but heavy deposits occur due to salting. If the calcification during evaporation can now be reduced, the fins of finned heat exchangers can be sprayed with water, for example, without the need for increased maintenance. The deposit problems with cooling tower solutions are reduced accordingly

Das Calciumcarbonat kann in unterschiedlichen kristallinen Gitterstrukturen (Calcit, Aragonit, Vaterit) auskristallieren. Das jeweils bevorzugte Kristallgitter hängt von chemischen Randbedingungen (Übersättigung, pH, relativer Anteil der verschiedenen Ionen und Störionen, Anteil an dispergiertem und kolloidalem Material) und von physikalischen Randbedingungen (Temperatur, Druck, Fliessgeschwindigkeit etc.) zum Zeitpunkt des Auskristallierens ab. Unter normalem Druck sind nur Calcit und Aragonit stabil. Andere Modifikationen wandeln sich nach entsprechender Zeit in Calcit um. Weil kinetische Faktoren, wie etwa die Reaktionsgeschwindigkeit eine massgebliche Rolle spielen, lässt sich aus der Thermodynamik alleine nicht zuverlässig ableiten, welche Kristallform unter den gegebenen Bedingungen entsteht. Zudem verändern Verunreinigungen die Keimbil- düng und das Kristallwachstum. Um die Ablagerung zu reduzieren (Inhibition), werden Inhibitoren eingesetzt. Bei der Calciumcarbonat-Ausfällung gehören Phosphate, Phosphorverbindungen und Ionen des Eisens, des Zinks und des Magnesiums zu den bekannten Inhibitoren. Im Falle von Trink- bzw. Boilerwasser ist es aber meist nicht erwünscht, solche Inhibitoren dem Wasser beizugeben. Zur Reduktion der heterogenen Keimbildung an Rohrinnenflächen wurden verschiedene Lösungsansätze mit statischen elektrischen Feldern, statischen magnetischen Feldern, elektrischen Wechselfeldern und auch mit elektromagnetischen Wechselfeldern vorge- schlagen. Trotz grosser Unterschiede zwischen den einzelnen vorgeschlagenen Lösungen, kann als übereinstimmende Beobachtung festgehalten werden, dass bei übersättigten Lösungen die Kinetik des Kristallisationsprozesses durch geeignete Feldeinwirkungen beeinflussbar ist. Bis anhin ist es aber nicht gelungen eine quantitative Beschreibung der Abhängigkeit der Keimbildung und Kristallisation vom magnetischen und/oder elektrischen Feld zu liefern. Grundsätzlich zielen die Feldeinwirkungen darauf ab, die elektrisch geladenen Ionen so in Bewegung zu setzen, dass die Wahrscheinlichkeit für die Bildung von Kristallkeimen erhöht wird. lonenbewegungen können durch elektrische Felder und bei einem fliessenden Medium auch durch ein statisches Magnetfeld angeregt werden (Lorentz-Kraft).The calcium carbonate can crystallize in different crystalline lattice structures (calcite, aragonite, vaterite). The preferred crystal lattice depends on chemical boundary conditions (supersaturation, pH, relative proportion of the different ions and interfering ions, proportion of dispersed and colloidal material) and on physical boundary conditions (temperature, pressure, flow rate etc.) at the time of crystallization. Only calcite and aragonite are stable under normal pressure. Other modifications will convert to calcite after a period of time. Because kinetic factors, such as the reaction rate, play a significant role, it cannot be reliably derived from thermodynamics alone which crystal form is formed under the given conditions. In addition, impurities change seed formation and crystal growth. In order to reduce the deposit (inhibition), inhibitors are used. In calcium carbonate precipitation, phosphates, phosphorus compounds and ions of iron, zinc and magnesium are known inhibitors. In the case of drinking or boiler water, it is usually not desirable to add such inhibitors to the water. In order to reduce the heterogeneous nucleation on the inner surface of pipes, various solutions with static electrical fields, static magnetic fields, alternating electrical fields and also with alternating electromagnetic fields have been proposed. Despite large differences between the individual proposed solutions, it can be stated as a common observation that the supersaturated solutions can influence the kinetics of the crystallization process by suitable field effects. So far, however, it has not been possible to provide a quantitative description of the dependence of nucleation and crystallization on the magnetic and / or electric field. Basically, the effects of the field aim to set the electrically charged ions in motion in such a way that the probability of crystal nuclei forming increases. Ionic movements can be excited by electric fields and, in the case of a flowing medium, also by a static magnetic field (Lorentz force).

Aus der US 5 149 438 ist eine Lösung bekannt bei der hartes Wasser vor dem Wärmetauschvorgang einem stationären magnetischen Feld ausgesetzt wird. Dazu ist im geschlossenen Kreislauf vor dem Wärmetauscher eine Magnetbehandlungsvorrichtung eingesetzt. Das Wasser fliesst somit zuerst durch diese Behandlungsvorrichtung und anschliessend durch den Wärmetauscher. Der Wärmetauscher ist als Rohrbündel ausgebildet, wobei ein elektrisch oder durch einen Brennvorgang erhitztes Fluid durch das Rohrbündel geführt wird und dabei Wärme durch die als Kontaktfläche wirkenden Rohrwände an das zu erwärmende Wasser, das um die Rohrbündel strömt, abgibt. Die Magnetbehandlungsvorrichtung gewährleistet mit einem permanenten Magnetfeld und einem speziellen Fliessweg, dass zwischen der Fliessrichtung und dem Magnetfeldfluss ein Winkel im Bereich von 60° bis 90° ausgebildet ist. Hier soll also über die Lorentz- Kraft eine Beschleunigung der Ionen senkrecht zum Magnetfeldvektor und zum Strömungsgeschwindigkeits-Vektor angeregt werden. Weil diese Wirkung des permanenten Magnetfeldes nicht genügend gute Resultate erzielbar macht, wurden auch verschie- dene Lösungen mit magnetischen Wechselfeldern beschrieben.From US 5 149 438 a solution is known in which hard water is exposed to a stationary magnetic field before the heat exchange process. For this purpose, a magnetic treatment device is used in a closed circuit in front of the heat exchanger. The water therefore flows first through this treatment device and then through the heat exchanger. The heat exchanger is designed as a tube bundle, wherein an electrically or fluid heated by a combustion process is passed through the tube bundle and thereby releases heat through the tube walls acting as a contact surface to the water to be heated, which flows around the tube bundle. With a permanent magnetic field and a special flow path, the magnetic treatment device ensures that an angle in the range of 60 ° to 90 ° is formed between the flow direction and the magnetic field flow. Here, an acceleration of the ions perpendicular to the magnetic field vector and to the flow velocity vector is to be excited via the Lorentz force. Because this effect of the permanent magnetic field does not produce sufficiently good results, various solutions with alternating magnetic fields have also been described.

Die EP 0 406 622 beschreibt eine Magnetbehandlungsvorrichtung mit einem zylindrischen Gehäuse, das an seinen beiden Stirnseiten je eine Anschlussöffnung und im Bereich des Zylindermantels eine Spule zum Erzeugen eines Magnetfeldes umfasst. Das zu behandelnde Wasser fliesst durch die eine Anschlussöffnung ins und durch die andere Anschlussöffnung aus dem Gehäuse. Im Gehäuse wird die Fliessrichtung durch zwei Querplatten mit versetzten Durchtrittsöffnungen umgelenkt, wodurch die effektive Länge des Strömungspfades im Gehäuse vergrössert und eine bessere Magnetbe- handlung erzielt wird. Die Ansteuerung der Spule erfolgt mit wechselnder Stromrichtung, wobei zwischen den gespiesenen Phasen jeweils eine stromlose Phase vorgesehen ist. Dadurch könne die Schalteinrichtung zum Umschalten der Stromrichtung vereinfacht werden und es würden keine unnötigen Rückschlagspannungen auftreten.EP 0 406 622 describes a magnetic treatment device with a cylindrical housing, each of which has a connection opening on its two end faces and a coil in the region of the cylinder jacket for generating a magnetic field. The Water to be treated flows through one connection opening into and through the other connection opening out of the housing. In the housing, the flow direction is redirected by two cross plates with staggered through openings, which increases the effective length of the flow path in the housing and achieves better magnet treatment. The coil is controlled with an alternating current direction, with a currentless phase being provided between the supplied phases. As a result, the switching device for switching the current direction can be simplified and unnecessary kickback voltages would not occur.

Die EP 0 323 435 beschreibt ebenfalls eine Behandlungsvorrichtung mit einer Magnetspule, die im Durchtrittsweg der Flüssigkeit ein pulsierendes Magnetfeld erzeugt, wobei die Erregerfrequenz des Magnetfeldes aus mindestens zwei möglichen Frequenzwerten auswählbar ist. Die Erregerfrequenzen sollen zwischen 70 und 500kHz liegen. Zudem soll die Verweilzeit der Flüssigkeit im Magnetfeld wenigstens drei vollständige Wechsel- perioden betragen.EP 0 323 435 also describes a treatment device with a magnetic coil which generates a pulsating magnetic field in the passage of the liquid, the excitation frequency of the magnetic field being selectable from at least two possible frequency values. The excitation frequencies should be between 70 and 500 kHz. In addition, the residence time of the liquid in the magnetic field should be at least three complete change periods.

Die DE 197 04 747 geht davon aus, dass die bekannten Lösungen mit Magnetfeldern einstellbarer Frequenz und Kurvenform (DE-GBM 93 07 972.9, DE-GBM 93 08 302.5 und EP 0 357 102) sowie die Lösungen mit Schikanen zur Erhöhung der Verweilzeit des Wassers im Magnetfeld (EP 0 406 622) unnötig aufwendig gebaut seien. Zur Verbesserung der Qualität des behandelten Wassers soll ein dem Magnetfeld zuschaltbares elektrisches Wechselfeld vorgesehen werden.DE 197 04 747 assumes that the known solutions with magnetic fields with adjustable frequency and curve shape (DE-GBM 93 07 972.9, DE-GBM 93 08 302.5 and EP 0 357 102) as well as the solutions with baffles to increase the residence time of the water are built in the magnetic field (EP 0 406 622) unnecessarily complex. In order to improve the quality of the treated water, an alternating electrical field that can be connected to the magnetic field should be provided.

Die aus dem oben zitierten Stande der Technik bekannten Magnetbehandlungsvorrich- tungen können auf der Eintrittsseite von Rohr- bzw. Versorgungsleitungssystemen angeordnet werden und scheinen dabei die Verkalkung merkbar zu reduzieren. Wenn sie aber vor einem Wärmetauscher eingesetzt werden, ist die heterogene Kalkausfällung an dessen Kontaktfläche bei einer grossen Temperaturerhöhung nicht genügend klein.The magnet treatment devices known from the prior art cited above can be arranged on the inlet side of pipe or supply line systems and seem to reduce the calcification noticeably. However, if they are used in front of a heat exchanger, the heterogeneous lime precipitation on its contact surface is not sufficiently small with a large temperature increase.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine einfache Lösung zu finden, mit der die Verkalkung der Kontaktfläche eines Wärmetauschers so klein gehalten werden kann, dass dessen Effizienz über eine möglichst lange Zeit, bzw. ohne häufiges Entkalken, gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben alternative bzw. bevorzugte Ausführungsformen.The invention is based on the object of finding a simple solution with which the calcification of the contact surface of a heat exchanger can be kept so small that its efficiency is ensured over a long period of time, or without frequent decalcification. This object is solved by the features of claim 1. The dependent claims describe alternative or preferred embodiments.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass die Behandlung des min- destens eines Mediums mit einem elektromagnetischen Wechselfeld zumindest teilweise in einem Bereich erfolgen muss, der an die Kontaktfläche des Wärmetauschers angrenzt. Das heisst, das Medium muss während des Erwärmungsschrittes an der Kontaktfläche einem elektromagnetischen Wechselfeld ausgesetzt werden. Dabei muss das Wechselfeld auch im Bereich der Grenzschicht wirksam sein. Vorzugsweise wird auch die Kontaktwand bzw. die Kontaktfläche vom elektromagnetischen Feld erfasst.In the context of the present invention, it was recognized that the treatment of the at least one medium with an alternating electromagnetic field must at least partially take place in an area which adjoins the contact surface of the heat exchanger. This means that the medium must be exposed to an alternating electromagnetic field at the contact surface during the heating step. The alternating field must also be effective in the area of the boundary layer. The contact wall or the contact surface is preferably also detected by the electromagnetic field.

Im Rahmen eines ersten erfinderischen Schrittes wurde erkannt, dass die aus dem Stande der Technik bekannte Erzeugung von Keimen in einem zu erwärmenden Medium vor dessen Eintritt in einen Wärmetauscher nicht genügt um eine Ausscheidung an der Kontaktfläche zu vermeiden. Mit zunehmender Übersättigung nimmt die Grosse ab, die ein Keim haben muss, um ohne Energiezufuhr spontan durch Kristallisation weiter wachsen zu können. Wenn ein Keim mit einer überkritischen Grosse bereitgestellt werden soll, so muss dieser vor dem Wärmetauscher grosser sein als im Wärmetauscher. Zudem wird zum Anregen der Bildung eines grösseren kritischen Keimes bei tieferer Übersättigung mehr Energie benötigt als zum Anregen der Bildung eines kleineren kritischen Keimes bei höherer Übersättigung. Bei einer tiefen Übersättigung, beispielsweise bei einer Übersättigung von 1, kann gar kein Keim mit einer überkritischen Grosse erzeugt werden, weil alle Keime, unabhängig von Ihrer Grosse, immer wieder zerfallen. Daher ist es wichtig die Keimbildung dort anzuregen, wo sie überhaupt möglich ist, bzw. dort wo sie mit der mittels elektromagnetischer Wechselfelder einbringbaren Energie anregbar ist. Bei Wärmetauschern ist dies dort der Fall, wo die Übersättigung am höchsten ist, also bei der wärmeübertragenden Kontaktfläche.In the context of a first inventive step, it was recognized that the generation of germs in a medium to be heated, which is known from the prior art, is not sufficient before it enters a heat exchanger in order to avoid excretion at the contact surface. With increasing supersaturation, the size that a seed must have in order to be able to continue growing spontaneously without energy supply by crystallization decreases. If a germ with a supercritical size is to be made available, it must be larger in front of the heat exchanger than in the heat exchanger. In addition, more energy is required to stimulate the formation of a larger critical nucleus when the supersaturation is lower than to stimulate the formation of a smaller critical nucleus when the supersaturation is higher. With a deep supersaturation, for example with an oversaturation of 1, no germ with a supercritical size can be generated because all germs, regardless of their size, continually decay. It is therefore important to stimulate nucleation wherever it is possible, or where it can be excited with the energy that can be introduced by means of alternating electromagnetic fields. This is the case with heat exchangers where the supersaturation is highest, i.e. with the heat-transferring contact surface.

Im Rahmen eines zweiten erfinderischen Schrittes wurde davon ausgegangen, dass zum Erreichen der kritischen Keimgrösse eine Energie benötigt wird, die sich alsIn the context of a second inventive step, it was assumed that in order to reach the critical nucleus size, an energy is required that is known as

Summe der beim Bilden des Keimes freiwerdenden Gitterenergie und der zum Bilden der Keimoberfläche benötigten Oberflächenenergie verstehen lässt. Weil nun zum Bilden der Oberfläche an der Kontaktfläche eine kleinere Energie benötigt wird als im Inneren des Medium, ist die spontane Keimbildung an der Oberfläche bevorzugt. Zudem dürfte die Übersättigung direkt bei der Kontakfläche aufgrund der dort höheren Temperatur höher sein, als in einem Abstand davon. Um diese Bevorzugung der heterogenen Keimbildung an der Kontaktfläche zu beseitigen, wurde ein Effekt gefunden, der Keime, die sich an der Kontaktfläche bildenden, von der Kontaktfläche löst.Sum of the lattice energy released when the germ is formed and the surface energy required to form the germ surface can be understood. Because less energy is required to form the surface at the contact surface than inside the medium, spontaneous nucleation on the surface is preferred. moreover Due to the higher temperature there, the supersaturation directly at the contact surface may be higher than at a distance from it. In order to eliminate this preference for heterogeneous nucleation on the contact surface, an effect was found which detaches germs which form on the contact surface from the contact surface.

Es hat sich nämlich gezeigt, dass dynamische Prozesse in der Grenzschicht des Mediums direkt bei der Kontaktfläche eine wichtige Rolle spielen. Bei einem Medium mit Wasser umfasst diese Grenzschicht Wassermoleküle, welche elektrische Dipole sind. Das elektrische Wechselfeld regt Bewegungen der Wassermolekül-Dipole an, was einerseits zu einer Verringerung der Grenzschichtdicke und andererseits auch zu einer Übertragung von kinetischer Energie auf die an der Kontaktfläche haftenden Keime führt. Bei einer genügend grossen kinetischen Anregung lösen sich Keime von der Kontaktfläche. Aufgrund der kleineren Grenzschichtdicke ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass losgelöste Keime aus der Grenzschicht in den turbulenten Bereich des Me- diums gelangen, erhöht. Im turbulenten Bereich werden die Keime bis zum Austritt aus dem Wärmetauscher mitgeführt. Um die Dipolbewegungen in der Grenzschicht stark anregen zu können, muss der elektrische Anteil des elektromagnetischen Feldes in der Grenzschicht möglichst stark sein.It has been shown that dynamic processes in the boundary layer of the medium directly play an important role in the contact area. In a medium with water, this boundary layer comprises water molecules, which are electrical dipoles. The alternating electrical field stimulates movements of the water molecule dipoles, which on the one hand leads to a reduction in the boundary layer thickness and on the other hand also to a transfer of kinetic energy to the germs adhering to the contact surface. If the kinetic excitation is large enough, germs detach from the contact surface. Due to the smaller boundary layer thickness, the likelihood that detached germs from the boundary layer reach the turbulent area of the medium is increased. In the turbulent area, the germs are carried along until they exit the heat exchanger. In order to be able to strongly stimulate the dipole movements in the boundary layer, the electrical component of the electromagnetic field in the boundary layer must be as strong as possible.

Beim Ablösen von Keimen von der Kontaktfläche spielen elektromagnetische Feldstrukturen mit Ausdehnungen im Bereich von wenigen Angstöm eine Rolle. In Festkörpern, wie der Kontaktfläche, und auch in Flüssigkeiten (Medium) weisen die elektromagnetischen Felder grosse Variationen auf über Distanzen von wenigen Angstöm bzw. über Distanzen in der Grosse von Atomabständen. Daher kann nicht einfach von den Feld- gleichungen für das Vakuum ausgegangen werden. Die lokalen Variationen sind aber nicht erfassbar. Daher werden als relevanten Feld- und Ladungsgrössen gemittelte Grossen genommen, wobei die Mittelung über Volumen erfolgt, die im Vergleich zu Volumen mit einzelnen Molekülen gross sind. Bei solchen makroskopischen Feldern und Ladungen müssen auch die vom Material, insbesondere auch von den gebundenen Elektronen, ausgehenden elektrischen Dipol-, Quadrupol- und höheren Momente, sowie die vom Material ausgehenden magnetischen Dipolmomente eingesetzt werden. In einer ersten Näherung werden lediglich die Dipolmomente in der Form der elektrischen und magnetischen Polarisation (P bzw. M) verwendet. Die makroskopischen Feldgrössen D=εE (elektrische Verschiebung) und H=μ'H werden über den materialabhängigen Die- lektrizitäts-Tensor ε, im einfachsten Falle die Dielektrizitätskonstante, und über den in- versen Permeabilitäts-Tensor μ' mit dem elektrischen bzw. magnetischen Feld (E, B) in Beziehung gesetzt. Bei Grenzflächen, wie der Kontaktfläche, führt der Übergang von einem Festkörper mit D^ε^-, zu einem ersten Medium mit D₂=ε₂E₂ aufgrund der unter- schiedlichen Materialkonstanten (ε-,, ε₂) zu lokalen Oberflächen-Ladungsdichten σ, wobei gilt:When germs are detached from the contact surface, electromagnetic field structures with dimensions in the range of a few Angstöm play a role. In solids, such as the contact surface, and also in liquids (medium), the electromagnetic fields show large variations over distances of a few angstoms or over distances the size of atomic distances. It is therefore not easy to start with the field equations for the vacuum. However, the local variations cannot be determined. For this reason, averaged sizes are taken as the relevant field and charge sizes, the averaging being carried out over volumes that are large compared to volumes with individual molecules. With such macroscopic fields and charges, the electrical dipole, quadrupole and higher moments emanating from the material, in particular also from the bound electrons, and the magnetic dipole moments emanating from the material must also be used. In a first approximation, only the dipole moments in the form of the electrical and magnetic polarization (P or M) are used. The macroscopic field sizes D = εE (electrical displacement) and H = μ'H are calculated using the material-dependent Electricity tensor ε, in the simplest case the dielectric constant, and related to the electric or magnetic field (E, B) via the inverse permeability tensor μ '. In the case of interfaces, such as the contact surface, the transition from a solid with D ^ ε ^ - to a first medium with D ₂ = ε ₂ E ₂ leads to local surface due to the different material constants (ε- ,, ε ₂ ) Charge densities σ, where:

4πσ=(D₂-D₁) n Dabei ist n der Normalenvektor der Grenzfläche. Die Beziehung sagt also, dass die lokale Oberfiächen-Ladungsdichte von der Differenz der Normalkomponenten des elektri- sehen Verschiebungsfeldes auf beiden Seiten der Grenzfläche abhängt. Diese Ladungsdichten sind also besonders gross, wenn das elektrische Verschiebungsfeld und somit auch das elektrische Feld grosse Anteile senkrecht zur Kontaktfläche aufweist und insbesondere, wenn sich die Dielektrizitätskonstanten genügend unterscheiden. Um elektromagnetische Feldvektoren mit Anteilen senkrecht zur Grenzfläche bereitzustellen im Bereich der Kontaktfläche (2a), ist es zweckmässig, die Hauptachse des Magnetfeldes im wesentlichen parallel zur Kontaktfläche auszurichten.4πσ = (D ₂ -D ₁ ) n where n is the normal vector of the interface. The relationship thus says that the local surface charge density depends on the difference between the normal components of the electrical displacement field on both sides of the interface. These charge densities are therefore particularly large if the electrical displacement field and thus also the electrical field have large proportions perpendicular to the contact area and in particular if the dielectric constants differ sufficiently. In order to provide electromagnetic field vectors with portions perpendicular to the interface in the area of the contact area (2a), it is expedient to align the main axis of the magnetic field essentially parallel to the contact area.

Das heisst also, dass ein elektromagnetisches Wechselfeld das über die Kontaktwand und das daran anschliessende Medium ausgedehnt ist, wechselnde Oberflächen-La- dungsdichten an der Kontaktfläche erzielbar macht. Dieser Effekt tritt auch bei nicht leitenden Kontaktwänden auf und hängt von den Dielektrizitäts-Tensoren bzw. den Dielektrizitätskonstanten der Kontaktwand und des zu erwärmenden Mediums ab. Weil die Kristallisationskeime meist eine Restladung haben, können die wechselnden Oberflächen- Ladungsdichten starke dynamische Impulse auf die an der Oberfläche haftenden Keime übertragen. Diese dynamischen Impulse können die Haftungskräfte überwinden und die Keime von der Kontaktfläche lösen, wodurch die resultierende heterogene Keimentwicklung an der Kontaktfläche reduziert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird daher das Material der Kontaktwand, bzw. dessen Dielektrizitäts-Tensor, so gewählt, dass die an der Kontaktfläche auftretenden Oberflächen-Ladungsdichten mög- liehst gross sind. Grundsätzlich kann auch das an die Kontaktfläche angrenzende Medium so gewählt werden, dass diese Oberflächen-Ladungsdichten möglichst gross sind, wobei aber bevorzugt Wasser verwendet werden soll. Über induzierte Ströme in der Kontaktwand kann ein weiterer Ablösungseffekt erzielt werden, der von freien Elektronen ausgeht. Dazu wird in einer bevorzugten Ausführungsform des Wärmetauschers die Kontaktwand aus elektrisch leitendem Material, insbesondere aus Stahl, gebildet und das magnetische Wechselfeld wird so ausgerichtet, dass in der Kontaktwand Induktionsspannungen und entsprechende Induktionsströme angeregt werden können. Diese Induktionsströme gehen von freien Ladungen bzw. Elektronen aus und wirken auf die Keime an der Kontaktfläche in der Form von La- dungsstössen. Bei Wechselfelder mit höheren Frequenzen treten die elektrischen Felder aufgrund des skin-Effektes immer weniger tief in die leitende Kontaktfläche ein und die Induktionsströme sind somit direkt bei der Oberfläche der Kontaktwand ausgebildet. Weil die Keime meist eine Restladung haben, können die oberflächennahen Induktionsströme starke dynamische Impulse auf die an der Oberfläche haftenden Keime übertragen. Diese dynamischen Impulse können die Haftungskräfte überwinden und die Keime von der Kontaktfläche lösen, wodurch die resultierende heterogene Keimentwicklung an der Kontaktfläche reduziert wird.This means that an alternating electromagnetic field, which extends over the contact wall and the medium connected to it, makes it possible to achieve changing surface charge densities at the contact surface. This effect also occurs with non-conductive contact walls and depends on the dielectric tensors or the dielectric constants of the contact wall and the medium to be heated. Because the crystallization nuclei usually have a residual charge, the changing surface charge densities can transmit strong dynamic impulses to the nuclei adhering to the surface. These dynamic impulses can overcome the adhesive forces and detach the germs from the contact surface, thereby reducing the resulting heterogeneous development of germs on the contact surface. In a preferred embodiment, the material of the contact wall, or its dielectric tensor, is therefore selected such that the surface charge densities occurring on the contact surface are as large as possible. In principle, the medium adjacent to the contact surface can also be selected such that these surface charge densities are as large as possible, but water should preferably be used. A further detachment effect, which starts from free electrons, can be achieved via induced currents in the contact wall. For this purpose, in a preferred embodiment of the heat exchanger, the contact wall is formed from an electrically conductive material, in particular steel, and the alternating magnetic field is aligned in such a way that induction voltages and corresponding induction currents can be excited in the contact wall. These induction currents start from free charges or electrons and act on the germs on the contact surface in the form of charge surges. In the case of alternating fields with higher frequencies, the electrical fields penetrate less and less deep into the conductive contact surface due to the skin effect, and the induction currents are thus formed directly on the surface of the contact wall. Because the germs usually have a residual charge, the near-surface induction currents can transmit strong dynamic impulses to the germs adhering to the surface. These dynamic impulses can overcome the adhesive forces and detach the germs from the contact surface, thereby reducing the resulting heterogeneous development of germs on the contact surface.

Das Lösen von Keimen von der Kontaktfläche ist ein wichtiger Effekt, denn selbst wenn das Medium an der Kontaktfläche nur wenig erwärmt wird, genügt eine vorgängige Behandlung des Mediums mit einem elektromagnetischen Feld nicht. Um den Effekt des elekromagnetischen Feldes bei der Kontaktfläche zu Erfassen, wurde ein Wärmetauscher in einen Kreislauf eingesetzt, so dass das bereits erwärmte Medium wieder dem Wärmetauscher zugeführt wird. Gemäss dem Stande der Technik wird das Medium vor dem Eintritt in den Wärmetauscher mit einem Feld behandelt. Im zirkulierenden Medium ist somit eine starke homogene Keimbildung angeregt. Es hat sich aber gezeigt, dass das Medium mit dem hohen homogenen Keimanteil trotzdem an der im wesentlichen gleich warmen Kontaktfläche zu einer starken Ablagerung führt. Wenn nun die elektromagnetische Feldbehandlung nicht vor dem Wärmetauscher, sondern direkt bei der Kontaktfläche durchgeführt wird, so ergibt sich eine deutlich schwächere Ablagerung an der Kontaktfläche. Für die Effizienz von Wärmetauschern ist es also äusserst wichtig, dass die Behandlung des Mediums mit dem elektromagnetischen Feld am richtigen Ort, nämlich bei der Kontaktfläche erfolgt.The detachment of germs from the contact surface is an important effect, because even if the medium is only slightly heated at the contact surface, prior treatment of the medium with an electromagnetic field is not sufficient. In order to detect the effect of the electromagnetic field on the contact surface, a heat exchanger was inserted into a circuit so that the medium which had already been warmed up was returned to the heat exchanger. According to the prior art, the medium is treated with a field before it enters the heat exchanger. Strong, homogeneous nucleation is thus stimulated in the circulating medium. However, it has been shown that the medium with the high homogeneous germ content nevertheless leads to a strong deposit on the essentially equally warm contact surface. If the electromagnetic field treatment is not carried out in front of the heat exchanger, but directly at the contact surface, the result is a significantly weaker deposit on the contact surface. For the efficiency of heat exchangers, it is extremely important that the treatment of the medium with the electromagnetic field takes place in the right place, namely at the contact surface.

Durch die Ablösungsanregung, insbesondere aufgrund von angeregten Dipolbewegungen im Medium, wird die Grenzschichtdicke reduziert, was die Wärmeübertragung er- höht und somit einen zusätzlichen Vorteil ergibt. Daher ist es klar, dass bei bevorzugten Lösungen die Wirkung des elektromagnetischen Feldes nicht auf das eine Medium beschränkt sein soll. Bei den Wärmetauschern mit zwei beidseits der Kontaktfläche geführten Flüssigkeiten wird das elektromagnetische Feld so aufgebaut, dass es in beiden Medien und auch in der Kontaktwand stark ist, und dabei die Grenzschichtdicke reduziert.The excitation of detachment, in particular due to excited dipole movements in the medium, reduces the boundary layer thickness, which increases the heat transfer. increases and thus gives an additional advantage. It is therefore clear that in preferred solutions the effect of the electromagnetic field should not be limited to one medium. In the case of heat exchangers with two liquids guided on both sides of the contact surface, the electromagnetic field is built up in such a way that it is strong in both media and also in the contact wall, thereby reducing the boundary layer thickness.

Nur bei der oben erwähnten Lorentz-Kraft geht die Wirkung auf die Kristallisation direkt vom Magnetfeld aus. Die anderen aufgeführten Effekte zur Vermeidung der heterogenen Kristallisation an der Kontaktfläche gehen von der Wirkung des mit dem magnetischen Wechselfeld einhergehenden elektrischen Feldes aus. Weil die Stärke des elektrischen Feldes von der zeitlichen Ableitung des Magnetfeldes abhängt, wird die Spule zum Er-Only with the Lorentz force mentioned above does the effect on crystallization originate directly from the magnetic field. The other effects listed to avoid heterogeneous crystallization at the contact surface are based on the effect of the electric field associated with the alternating magnetic field. Because the strength of the electric field depends on the time derivative of the magnetic field, the coil becomes

1 zeugen des Magnetfeldes vorzugsweise mit einem Wechselstrom mit steilen Flanken, insbesondere durch eine angenäherte Rechteckfunktion oder durch angenä- herte Diracstösse, gespiesen. Ein Signal mit steilen Flanken zeigt im Spektrum hochfrequente Anteile. Die Grundfrequenz des Signals kann dabei trotzdem bei wenigen Herz liegen.1 generate the magnetic field, preferably supplied with an alternating current with steep flanks, in particular by an approximated rectangular function or by approximate Dirac impacts. A signal with steep edges shows high-frequency components in the spectrum. The basic frequency of the signal can still be a few hearts.

Der Absorptionskoeffizient für elektromagnetische Wellen im Wasser mit einem lonenanteil wird mit abnehmender Frequenz kleiner. Daher dürfte sich ein Feld mit einer tiefen Grundfrequenz im Medium bei der Kontaktfläche stärker ausbilden als ein Feld mit einer sehr hohen Frequenz. Für die Wahl der Frequenz sind die oben erwähnten Effekte bzw. deren frequenzabhängige Anregbarkeit zu beachten. Bei der von einem Wechselfeld ausgehenden Anregung der elektrischen Polarisation bzw. der wechselnden Oberflächen-Ladungsdichte und der Anregung von Induktionsströmen besteht kein grosser Unterschied. Sowohl die freien, für die Induktionsströme verantwortlichen, als auch die gebundenen, für die Polarisation verantwortlichen, Elektronen werden mit der Frequenz des Wechselfeldes in Oszillation versetzt. Für die realisierbaren Frequenzen, die mit Sicherheit weit kleiner als 10¹⁴ Hz (1 /Elektron-Relaxationszeit) sind, kann angenommen werden, dass die freien Elektronen in Phase und die gebundenen gegebenenfalls mit einer Phasenverschiebung mitschwingen. Weil die Dielektrizitätskonstante von der Frequenz abhängt, kann es zweckmässig sein, die Frequenz so zu wählen, dass die elektrische Verschiebung und somit die Oberflächen- Ladungsdichte der Kontaktwand aufgrund der Dielektrizitätskonstante der Kontaktwand bei dieser Frequenz maximal wird. Zum Anregen der Wasser-Dipole kann es zweckmässig sein, eine optimale Anregungsfrequenz zu wählen.The absorption coefficient for electromagnetic waves in water with an ion component decreases with decreasing frequency. Therefore, a field with a low fundamental frequency in the medium should develop more strongly at the contact surface than a field with a very high frequency. When choosing the frequency, the effects mentioned above and their frequency-dependent excitability must be taken into account. There is no great difference in the excitation of the electrical polarization or the changing surface charge density and the excitation of induction currents. Both the free electrons, which are responsible for the induction currents, and the bound electrons, which are responsible for the polarization, are set into oscillation at the frequency of the alternating field. For the realizable frequencies, which are certainly far less than 10 ¹⁴ Hz (1 / electron relaxation time), it can be assumed that the free electrons resonate in phase and the bound ones, if necessary, with a phase shift. Because the dielectric constant depends on the frequency, it may be expedient to choose the frequency so that the electrical displacement and thus the surface charge density of the contact wall due to the dielectric constant of the contact wall at this frequency becomes maximum. To excite the water dipoles, it may be appropriate to choose an optimal excitation frequency.

Die Zeichnungen erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigtThe drawings explain the invention using exemplary embodiments. It shows

Fig. 1 den negativen Logarithmus das Löslichkeitsprodukt von Calciumcarbonat inFig. 1 shows the negative logarithm of the solubility product of calcium carbonate

Wasser (pKs) als Funktion der Temperatur (T) Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Rohrbündel-Wärmetauscher mit einer sche- matisch dargestellten, diesen umschliessenden Spule,Water (pKs) as a function of temperature (T) FIG. 2 shows a longitudinal section through a tube bundle heat exchanger with a schematically illustrated coil that surrounds it,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Doppelrohr-Wärmetauschers mit einer diesen umschliessenden Spule, Fig. 4a eine Seitenansicht eines solenoidförmigen Doppelrohr-Wärmetauschers mit einer schematisch dargestellten Spule, Fig. 4b eine Draufsicht auf einen solenoidförmigen Doppelrohr-Wärmetauschers mit einer schematisch dargestellten Spule, Fig. 5 und 6 perspektivische Darstellungen von Platten-Wärmetauschern mit einer diese umschliessenden Spule, Fig. 7a einen Schnitt A-A gemäss Fig. 7b durch einen Lamellen-Wärmetauscher mit einer Spule,3 shows a perspective view of a double-tube heat exchanger with a coil enclosing it, FIG. 4a shows a side view of a solenoid-shaped double-tube heat exchanger with a schematically illustrated coil, FIG. 4b shows a top view of a solenoid-shaped double-tube heat exchanger with a schematically illustrated coil, 5 and 6 are perspective views of plate heat exchangers with a coil enclosing them, FIG. 7a shows a section AA according to FIG. 7b through a finned heat exchanger with a coil,

Fig. 7b eine Frontansicht eines Lamellen-Wärmetauschers mit einer schematisch dargestellten Spule, Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Kühlturmes mit einem offenen erstenFig. 7b is a front view of a finned heat exchanger with a schematically illustrated coil, Fig. 8 is a schematic representation of a cooling tower with an open first

Kreislauf Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Kühlturmes mit einem geschlossenen ersten KreislaufCircuit Fig. 9 is a schematic representation of a cooling tower with a closed first circuit

Gemäss Fig. 1 wird das Löslichkeitsprodukt von Calciumcarbonat in Wasser gegen hohe Temperaturen hin extrem schnell klein. Entsprechend stark steigt die Übersät- tigung im Bereich der Kontaktflächen, die Wasser mit gelöstem Calciumcarbonat auf deutlich höhere Temperaturen erwärmen, an und es ist mit einer starken Kalkausfällung zu rechnen. Fig. 2 zeigt einen Rohrbündel-Wärmetauscher 1 a mit Rohren 2 in einem Gehäuse 3. Die Rohre 2 bilden die Kontaktwand mit den Kontaktflächen 2a nach innen zum ersten bzw. nach aussen zum zweiten Medium. Das erste zu erwärmende Medium gelangt beim ersten Anschlussstutzen 4 in einen Verteilbereich 4a und von diesem über Rohre 2, einen Weiterleitungsbereich 4b und weitere Rohre 2 zu einem Sammelbereich 4c, von dem das Medium durch einen zweiten Anschlussstutzen 5 aus dem Wärmetauscher 1 a hinaus gelangt. Das zweite bzw. heisse Medium gelangt durch einen dritten Anschlussstutzen 6 in den die Rohre 2 umgebenden Innenraum des Gehäuse 3 und am Schluss durch einen vierten Anschlussstutzen 7 wieder aus dem Gehäuse hinaus. Um das Ansetzen von Ablagerungen an den Kontaktflächen 2a zu verhindern, wird mit einer Spule 8, die von einer Speisevorrichtung 9 betrieben wird, ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt. Dadurch wird das erste Medium während zumindest eines Teiles des Erwärmungsschrittes im Bereich der Kontaktfläche 2a mit einem elektromagnetischen Wechselfeld beaufschlagbar. Die Spule 8 umschliesst zumindest einen Teil der Kontaktfläche 2a, so dass dieser Teil der Kontaktfläche 2a und der daran anschliessende Bereich zur Aufnahme des ersten Mediums und, vorzugsweise auch ein Teil der Kontaktfläche 2a mit dem daran anschliessenden Bereich zur Aufnahme des zweiten Mediums, dem elektromagnetischen Wechselfeld im Innern der Spule ausgesetzt sind. Die Speisevorrich- tung 9 stellt einen Speise-Wechselstrom mit steilen Flanken, insbesondere mit einer angenäherte Rechteckfunktion oder mit angenäherten Diracstössen, bereit und ist umfasst dazu gegebenenfalls Thyristoren. Um das erste Medium bereits vor dem Kontakt mit den Kontaktfläche 2a mit einem elektromagnetischen Feld zu behandeln, ist am ersten Anschlussstutzen 4 gegebenenfalls eine weitere Spule 8a mit einer Speisevorrichtung 9a angeordnet. Weil sich das elektromagnetische Feld der Spule 8 aber über den Wärmetauscher hinaus erstreckt, ist der zusätzliche Effekt der weiteren Spule 8a meist nicht besonders gross.1, the solubility product of calcium carbonate in water becomes extremely fast towards high temperatures. The saturation in the area of the contact surfaces, which heat water with dissolved calcium carbonate to significantly higher temperatures, increases correspondingly, and heavy lime precipitation is to be expected. Fig. 2 shows a tube bundle heat exchanger 1 a with tubes 2 in a housing 3. The tubes 2 form the contact wall with the contact surfaces 2a inwards to the first and outwards to the second medium. The first medium to be heated arrives at the first connecting piece 4 in a distribution area 4a and from there via pipes 2, a forwarding area 4b and further pipes 2 to a collecting area 4c, from which the medium passes out of the heat exchanger 1a through a second connecting piece 5. The second or hot medium passes through a third connection piece 6 into the interior of the housing 3 surrounding the tubes 2 and at the end through a fourth connection piece 7 out of the housing. In order to prevent deposits from forming on the contact surfaces 2a, an alternating electromagnetic field is generated with a coil 8, which is operated by a feed device 9. As a result, an alternating electromagnetic field can be applied to the first medium in the region of the contact surface 2a during at least part of the heating step. The coil 8 encloses at least part of the contact surface 2a, so that this part of the contact surface 2a and the adjoining area for receiving the first medium and, preferably also a part of the contact area 2a with the adjoining area for receiving the second medium, the electromagnetic Alternating field inside the coil are exposed. The feed device 9 provides a feed alternating current with steep flanks, in particular with an approximated rectangular function or with approximated Dirac surges, and is optionally comprised of thyristors for this purpose. In order to treat the first medium with an electromagnetic field even before contact with the contact surface 2a, a further coil 8a with a feed device 9a is optionally arranged on the first connecting piece 4. Because the electromagnetic field of the coil 8 extends beyond the heat exchanger, the additional effect of the further coil 8a is usually not particularly great.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Doppelrohr-Wärmetauscher 1 b, der von einer Spule 8 umschlossen ist. Die Spule wird von einer Speisevorrichtung 9 gespiesen. Wie beim Rohrbündel-Wärmetauscher 1 a gemäss Fig. 1 ist auch hier gegebenenfalls an der Zulaufseite des zu erwärmenden Mediums eine weitere Spule 8a vorgesehen. Gemäss den Fig. 4a und 4b wird auch ein solenoidförmiger Doppel- rohr-Wärmetauschers 1 c mit einer Spule 8 umgeben, wobei die Achse der Spule 8 kreisförmig ausgebildet ist.Fig. 3 shows an embodiment with a double tube heat exchanger 1 b, which is enclosed by a coil 8. The coil is fed by a feed device 9. As with the tube-bundle heat exchanger 1 a according to FIG. 1, a further coil 8 a is optionally also provided here on the inlet side of the medium to be heated. 4a and 4b, a solenoid-shaped double Pipe heat exchanger 1 c surrounded by a coil 8, the axis of the coil 8 being circular.

In den Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. 1-4 erstrecken sich die Kontaktflä- chen 2a, 2b als geschlossenen Flächen um deren Längsachsen. Die von den Spulen 8 erzeugten elektromagnetischen Wechselfelder haben magnetische Feldvektoren mit einer Komponente in Richtung dieser Achsen, sodass die Flussänderungen des magnetischen Wechselfeldes bei Kontaktwänden aus leitendem Material Ringströme in den Kontaktwänden erzeugen. Es versteht sich von selbst, dass die Spulen auch anders an- geordnet werden können. Beispielsweise könnte sich die Achse einer zylindrischen Spule parallel zur Solenoidachse erstrecken und die Wicklungen der Spule würden analog zu den Wicklungen des solenoidförmigen Doppelrohres um dieses herum verlaufen. Wenn die über die elektrische Polarisation erzielbaren Schwankungen der Oberflächen-Ladungsdichte an der Kontaktfläche ausgenutzt werden sollen, ist es vorteilhaft, wenn das elektrische Feld grosse Anteile senkrecht zur Kontaktfläche aufweist. Dies ist aber bei rohrförmigen Kontaktflächen nicht so einfach erzielbar wie bei im wesentlichen ebenen Kontaktflächen. Trotzdem kann allgemein davon ausgegangen werden, dass es grundsätzlich zweckmässig ist, wenn die Hauptachse des Magnetfeldes bzw. die Zentrumslinie der Spule im wesentlichen parallel zur Kon- taktfläche ausgerichtet ist bzw. mit konstantem Abstand entlang der Kontaktfläche verläuft. Bei rohrförmigen bzw. geschlossenen Kontaktflächen muss aber zudem die Zentrumslinie der Spule zu den Zentrumslinien der rohrförmigen Kontaktflächen versetzt verlaufen. Bei einem solenoidförmigen Doppelrohr-Wärmetauscher mit zylindrischer Spule wird die Achse der Spule vorzugsweise versetzt zur Solenoidachse an- geordnet. Gegebenenfalls werden aber mindestens zwei Spulen je einem Teilbereich des Wärmetauschers zugeordnet. Dadurch kann zumindest in Teilbereichen der rohrförmigen Kontaktflächen ein genügend grosser elektrischer Feldanteil senkrecht zur Kontaktfläche erzielt werden. Die Ausrichtung des Magnetfeldes, bzw. die Anordnung der Spule 8 wird dabei an die jeweiligen Eigenschaften bzw. an die Geo- metrie der Kontaktfläche des Wärmetauschers angepasst.In the exemplary embodiments according to FIGS. 1-4, the contact surfaces 2a, 2b extend as closed surfaces around their longitudinal axes. The alternating electromagnetic fields generated by the coils 8 have magnetic field vectors with a component in the direction of these axes, so that the flux changes in the alternating magnetic field in the case of contact walls made of conductive material produce ring currents in the contact walls. It goes without saying that the coils can also be arranged differently. For example, the axis of a cylindrical coil could extend parallel to the solenoid axis and the windings of the coil would run around the same as the windings of the solenoid-shaped double tube. If the fluctuations in the surface charge density at the contact surface that can be achieved via the electrical polarization are to be used, it is advantageous if the electrical field has large portions perpendicular to the contact surface. However, this is not as easy to achieve with tubular contact surfaces as with essentially flat contact surfaces. Nevertheless, it can generally be assumed that it is generally expedient if the main axis of the magnetic field or the center line of the coil is aligned essentially parallel to the contact surface or runs at a constant distance along the contact surface. In the case of tubular or closed contact surfaces, however, the center line of the coil must also be offset from the center lines of the tubular contact surfaces. In the case of a solenoid-shaped double-tube heat exchanger with a cylindrical coil, the axis of the coil is preferably arranged offset from the solenoid axis. If necessary, however, at least two coils are each assigned to a partial area of the heat exchanger. As a result, a sufficiently large electrical field component perpendicular to the contact surface can be achieved at least in partial areas of the tubular contact surfaces. The orientation of the magnetic field or the arrangement of the coil 8 is adapted to the respective properties or to the geometry of the contact surface of the heat exchanger.

Die Figuren 5 und 6 zeigen Plattenwärmetauscher, bei denen die Achse der Spule 8 im wesentlichen senkrecht zu den Plattenebenen steht. Die Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfeldes 8,9 erzeugt magnetische Feldvektoren mit einer Komponente in Richtung der Flächennormalen dieser Ebenen, sodass die Flussänderungen des magnetischen Wechselfeldes maximale Wirbelströme in den Kontaktwänden anregen. Wenn über die elektrische Polarisation erzielbaren Schwankungen der Oberflächen-Ladungsdichte an der Kontaktfläche ausgenutzt werden sollen, ist es bei Plattenwärmetauschern vorteilhaft, wenn die Hauptachse des Magnetfeldes im wesentlichen parallel zur Kontaktfläche ausgerichtet ist. Dazu müsste die Spule 8 ausgehend von der Orientierung gemäss den Fig. 5 und 6 um 90° um eine vertikale Achse gedreht angeordnet werden. Wenn sowohl die Polarisation als auch die Induktion ausgenützt werden soll, so wäre auch eine Ausrichtung der Spulenachse mit einem Anteil senkrecht und einem Anteil parallel zur Kontaktfläche zweckmässig.Figures 5 and 6 show plate heat exchangers in which the axis of the coil 8 is substantially perpendicular to the plate planes. The device for generating an alternating electromagnetic field 8, 9 generates magnetic field vectors with a component in the direction of the surface normal of these planes, so that the flux changes in the alternating magnetic field excite maximum eddy currents in the contact walls. If fluctuations in the surface charge density at the contact surface that can be achieved via the electrical polarization are to be exploited, it is advantageous in plate heat exchangers if the main axis of the magnetic field is oriented essentially parallel to the contact surface. For this purpose, the coil 8 would have to be arranged rotated by 90 ° about a vertical axis, starting from the orientation according to FIGS. 5 and 6. If both polarization and induction are to be used, it would also be appropriate to align the coil axis with a portion perpendicular and a portion parallel to the contact surface.

Der Einfluss des elektromagnetischen Feldes auf die Menge der Ablagerungen wurde im Rahmen von Versuchen mit einem Plattenwärmetauscher quantitativ erfasst. Dabei wurde der Plattenwärmetauscher so eingesetzt, dass er mit einem Medium mit einer Temperatur von 100°C Brauchwasser auf eine Temperatur von 95°C erhitzt hat. Wenn kein elektromagnetisches Feld eingeschaltet wurde, befand sich nach einem Wasserdurchsatz von ca. 9m³ 205g Kalk im Plattenwärmetauscher. Wenn mit der Spule 8 ein elektromagnetisches Feld erzeugt wurde, befand sich nach dem gleichen Wasserdurch- satz lediglich 110g Kalk im Plattenwärmetauscher. Eine Reduktion der Ablagerungen auf die Hälfte ermöglicht eine Verlängerung des wartungsfreien Betriebes auf die doppelte Zeit.The influence of the electromagnetic field on the amount of deposits was quantified in experiments with a plate heat exchanger. The plate heat exchanger was used in such a way that it heated domestic water to a temperature of 95 ° C with a medium with a temperature of 100 ° C. If no electromagnetic field was switched on, there was 205g lime in the plate heat exchanger after a water throughput of approx. 9m ³ . If an electromagnetic field was generated with the coil 8, there was only 110 g of lime in the plate heat exchanger after the same water throughput. A reduction in deposits by half enables maintenance-free operation to be extended to twice the time.

Die Figuren 7-8 zeigen Wärmetauscher bei denen an Kontaktflächen Wasser verdunstet und so eine äusserst intensive Wärmeübertragung erzielt wird. Dabei muss aber gewährleistet sein, dass die Kontaktflächen, an denen die Verdunstung stattfindet, nicht durch starke Ablagerungen beeinträchtigt werden. Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7a zeigt einen Lamellen-Wärmetauscher 1 e mit einem Leitungssystem 10, an dem Lamellen 11 befestigt sind. Die Wärme des im Leitungssystem 10 fliessenden Me- diums soll über die Lamellen 1 1 an die durchströmende Luft 12 abgegeben werden. Die Lamellenoberflächen bilden die Kontaktfläche 2a. Um die Wärmeabgabe zu intensivieren wird mit einem Sprühsystem 13 Wasser auf die Lamellen 11 bzw. Kontakfläche 2a gesprüht, das dort zumindest teilweise verdunstet. Mit der Spule 8 und der Speisevorrichtung 9 wird im Bereich der Lamellen 1 1 ein elektromagnetisches Feld erzeugt, wodurch die Ablagerungen an den Lamellen reduziert werden können. Im dargestellten Beispiel steht die Achse der Spule senkrecht auf den Ebenen der Lamellen 11. Wenn die Ablösung der heterogenen Keime nicht durch Induktionsströme sondern durch Polarisationseffekte bzw. Oberflächenladungen dominiert werden soll, so ist es zweckmässig die Achse der Spule 8 parallel zu den Ebenen der Lamellen 1 1 auszurichten. Wenn beide Effekte eingesetzt werden sollen, so kann die Achse der Spule 8 auch unter einem Winkel von 45° zu diesen Ebenen ausgerichtet werden. Nebst der Wirkung des von der Spule 8 erzeugten Feldes, kann auch das Medium im Leitungssystem 10 oder das Wasser im Sprühsystem 13 durch weitere Spulen 8a mit einem elektromagnetischen Feld behandelt werden.Figures 7-8 show heat exchangers in which water evaporates on contact surfaces and thus extremely intense heat transfer is achieved. However, it must be ensured that the contact surfaces where the evaporation takes place are not affected by heavy deposits. The exemplary embodiment according to FIG. 7a shows a finned heat exchanger 1 e with a line system 10 to which fins 11 are fastened. The heat of the medium flowing in the line system 10 is to be released to the air 12 flowing through the fins 11. The lamella surfaces form the contact surface 2a. In order to intensify the heat emission, water is sprayed with a spray system 13 onto the fins 11 or contact surface 2a, which evaporates there at least partially. With the coil 8 and the feed device 9 in the area of the lamella 1 1 an electromagnetic Field generated, which can reduce the deposits on the slats. In the example shown, the axis of the coil is perpendicular to the planes of the lamellae 11. If the detachment of the heterogeneous germs is to be dominated not by induction currents but by polarization effects or surface charges, then the axis of the coil 8 is expediently parallel to the plane of the lamellae Align 1 1. If both effects are to be used, the axis of the coil 8 can also be aligned at an angle of 45 ° to these planes. In addition to the effect of the field generated by the coil 8, the medium in the line system 10 or the water in the spray system 13 can also be treated with an electromagnetic field by further coils 8a.

Im Kühlturm 1f gemäss Fig. 8 wird Wasser über eine Zuleitung 14 einem Wabenpaket 15 zugeführt und an der, die Kontaktfläche 2a bildenden Oberfläche des Wabenpaketes teilweise verdunstet. Der Anteil, der nicht verdunstet, wird in einem darun- teriigenden Becken gesammelt. Um die Wärmeabgabe an die Luft zu intensivieren, wird von einem Ventilator 17 eine Luftströmung durch das Wabenpaket 15 angeregt. Mit der um das Wabenpaket 15 angeordneten Spule und der Speisevorrichtung 9 wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das die Entstehung von Ablagerungen an der Wabenoberfläche reduziert. In der Ausführungsform gemäss Fig. 9 wird einem geschossenen Kreislauf 18 Wärme entzogen, indem ein Teil desselben mit Wasser besprüht wird, das anschliessend auch noch im Wabenpaket 15 Wärme abgibt. Um auch am geschlossenen Kreislauf 18 Ablagerungen zu reduzieren, erstreckt sich die Spule 8 des Wabenpaketes gegebenenfalls auch über einen Teil des Kreislaufes 18, vorzugsweise wird aber diesem Teil eine eigene Spule 8 zugeordnet. Es versteht sich von selbst, dass gegebenenfalls weiter Spulen 8a an den verschiedenen Zuleitungen angeordnet werden. In the cooling tower 1f according to FIG. 8, water is fed to a honeycomb stack 15 via a feed line 14 and partially evaporates on the surface of the honeycomb stack forming the contact surface 2a. The portion that does not evaporate is collected in a basin underneath. In order to intensify the heat emission into the air, an air flow through the honeycomb stack 15 is stimulated by a fan 17. With the coil arranged around the honeycomb stack 15 and the feed device 9, an electromagnetic field is generated which reduces the formation of deposits on the honeycomb surface. In the embodiment according to FIG. 9, heat is extracted from a closed circuit 18 by spraying part of the same with water, which then also gives off heat in the honeycomb package 15. In order to also reduce deposits on the closed circuit 18, the coil 8 of the honeycomb package also extends over a part of the circuit 18, but this part is preferably assigned its own coil 8. It goes without saying that further coils 8a may be arranged on the various feed lines.

Claims

Patentansprüche claims

1. Wärmetauscher mit mindestens einer Kontaktwand, deren erste Oberfläche die Kontaktfläche (2a) zu einem ersten Medium bildet, wobei die Kontaktwand im Kon- takt mit einem zweiten Medium Wärme von diesem aufnimmt und während eines1. Heat exchanger with at least one contact wall, the first surface of which forms the contact surface (2a) with a first medium, the contact wall absorbing heat from this during contact with a second medium and during a

Erwärmungsschrittes über die Kontaktfläche (2a) an das ersten Medium abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher eine Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfeldes umfasst, welche das erste Medium während zumindest eines Teiles des Erwärmungsschrittes im Bereich der Kontaktfläche (2a) mit einem elektromagnetischen Wechselfeld beaufschlagbar macht.Releases the heating step via the contact surface (2a) to the first medium, characterized in that the heat exchanger comprises a device for generating an alternating electromagnetic field which can be acted upon by the alternating electromagnetic field in the region of the contact surface (2a) during at least part of the heating step makes.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfeldes eine Spule (8) und eine Speisevorrichtung (9) umfasst, wobei die Spule (8) zumindest einen Teil der Kontaktfläche (2a) umschliesst, so dass dieser Teil der Kontaktfläche (2a) und der daran anschliessende Bereich zur Aufnahme des ersten Mediums und, vorzugsweise auch der daran anschliessende Bereich zur Aufnahme des zweiten Mediums, dem elektromagnetischen Wechselfeldes im Innern der Spule (8) ausgesetzt sind.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the device for generating an electromagnetic alternating field comprises a coil (8) and a feed device (9), the coil (8) enclosing at least part of the contact surface (2a) so that it Part of the contact surface (2a) and the adjoining area for receiving the first medium and, preferably also the adjoining area for receiving the second medium, are exposed to the alternating electromagnetic field inside the coil (8).

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktwand aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise aus Stahl, gebildet ist und die Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfeldes zumindest in einem Teilbereich der Kontaktwand Induktionsspannungen und entspre- chende Induktionsströme, insbesondere in der Form von Wirbelströmen, erzielbar macht.3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the contact wall is made of electrically conductive material, preferably steel, and the device for generating an electromagnetic alternating field at least in a partial area of the contact wall induction voltages and corresponding induction currents, in particular in the Form of eddy currents, achievable.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontaktfläche im wesentlichen entlang einer Ebene erstreckt und die Vorrichtung zum Er- zeugen eines elektromagnetischen Wechselfeldes magnetische Feldvektoren mit einer Komponente in Richtung der Flächennormalen dieser Ebene erzielbar macht, sodass die Flussänderungen des magnetischen Wechselfeldes Wirbelströme in der Kontaktwand erzielbar machen. 4. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that the contact surface extends essentially along a plane and the device for generating an electromagnetic alternating field makes magnetic field vectors with a component in the direction of the surface normal of this plane achievable, so that the flux changes of the alternating magnetic field Make eddy currents achievable in the contact wall.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontaktfläche (2a) als geschlossenen Fläche um eine Achse erstreckt und die Vorrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfeldes magnetische Feldvektoren mit einer Komponente in Richtung dieser Achse erzielbar macht, sodass die Flussänderungen des magnetischen Wechselfeldes Ringströme in der Kontaktwand erzielbar machen.5. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that the contact surface (2a) extends as a closed surface about an axis and the device for generating an electromagnetic alternating field makes magnetic field vectors with a component in the direction of this axis achievable, so that the flux changes of the alternating magnetic field Make ring currents achievable in the contact wall.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einem Zuführanschluss für das erste Medium eine weitere Magnetfeld-Behand- lungsvorrichtung zugeordnet ist, so dass das erste Medium vor dem Erreichen der Kontaktfläche (2a) mit einem magnetischen Wechselfeld vorbehandelbar ist.6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that a feed connection for the first medium is associated with a further magnetic field treatment device, so that the first medium can be pretreated with an alternating magnetic field before reaching the contact surface (2a) ,

7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (8) den gesamten Wärmetauscher umschliesst.7. Heat exchanger according to one of claims 2 to 6, characterized in that the coil (8) encloses the entire heat exchanger.

Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisevorrichtung (9) die Spule (8) mit einem Wechselstrom mit steilen Flanken, insbesondere mit einer angenäherte Rechteckfunktion oder mit angenäherten Diracstössen, beaufschlagbar macht.Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the feed device (9) makes the coil (8) with an alternating current with steep flanks, in particular with an approximated rectangular function or with approximated Dirac impacts.

9. Verfahren zum Betreiben eines Wärmetauschers mit mindestens einer Kontaktwand, deren erste Oberfläche die Kontaktfläche (2a) zu einem ersten Medium bildet, wobei die Kontaktwand im Kontakt mit einem zweiten Medium Wärme von diesem aufnimmt und während eines Erwärmungsschrittes über die Kontaktflä- ehe (2a) an das ersten Medium abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium während zumindest eines Teiles des Erwärmungsschrittes im Bereich der Kontaktfläche (2a) mit einem elektromagnetischen Wechselfeld beaufschlagt wird.9. Method for operating a heat exchanger with at least one contact wall, the first surface of which forms the contact surface (2a) with a first medium, the contact wall absorbing heat from this in contact with a second medium and during a heating step via the contact surface (2a ) to the first medium, characterized in that the first medium is subjected to an alternating electromagnetic field in the region of the contact surface (2a) during at least part of the heating step.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kontaktwand10. The method according to claim 9, characterized in that in the contact wall

Polarisationen und/oder Induktionsspannungen mit entsprechenden Oberflächenladungen bzw. Induktionsströmen erzeugt werden, indem das elektromagnetische Wechselfeld die Kontaktwand zumindest teilweise erfasst. Polarizations and / or induction voltages with corresponding surface charges or induction currents are generated by the electromagnetic alternating field at least partially detecting the contact wall.