湿和/或热交换装置，例如，平板热交换器、吸湿转筒、吸附去湿转筒或类似的装置

摘要

一种湿和/或热交换装置，例如，平板热交换器、吸湿转筒、吸附去湿转筒等，它带有湿或热交换表面，借助于湿或热交换表面，湿气和/或热量可引入到流体流中和/或从流体流中取走，和/或在流体流之间进行湿气和/或热量的交换，以及它带有一涂层，湿或热交换表面上涂以该种涂层，该涂层由沸石材料和粘结剂构成。为了提高该类型湿和/或热交换装置的效率，建议采用一种合成的纳米沸石作为沸石材料，其由颗粒大小＜1000nm的颗粒组成。

说明书

技术领域

本发明涉及一湿和/或热交换装置，例如，平板热交换器、吸湿转筒、吸附去湿转筒等，它们带有湿或热交换表面，借助于湿或热交换表面，湿气和/或热量可引入到流体流中和/或从流体流中取走，和/或在流体流之间进行湿气和/或热量的交换，以及它们带有一涂层，湿或热交换表面上涂以该种涂层，该涂层由沸石材料和粘结剂构成。

背景技术

该种类型的湿和/或热交换装置经常用于室内的调温和空调。此外，这种类型的湿和/或热交换装置还可用于其它的工业用途。

从本技术的状态出发，已知的该种类型的湿和/或热交换装置(尤其在从流体流中取走湿气或用湿气对流体流增湿时)具有这样的缺点，即，吸附过程和/或解吸过程，其中一种过程或两种过程在湿和/或热交换装置中发生，这种过程要求过长的时间，由此，该种类型的湿和/或热交换装置本身就不能实现其可能的生产能力。此外，承受流体流的涂层过的表面通常具有粗糙度，其结果，流体流中含有的颗粒会积聚在上面，这导致相应装置的效率有很大的损失，或者经常需要采取相当花费的清洁和维护措施。此外，经常还存在着这样的困难，即，难于将涂层固定在构成湿和/或热交换装置的骨架或基体的材料上。

发明内容

从开头所描述的本技术的现状出发，本发明的任务是提出一湿和/或热交换装置，例如，平板热交换器、吸湿转筒、吸附去湿转筒等，其能避免上述的缺点，此外，可以相当低的技术-构造的成本进行制造。

根据本发明，该任务如下地来解决，采用一种合成的纳米沸石(Nano-Zeolith)作为用于构造湿和/或热交换装置涂层的材料，该沸石由颗粒大小＜1000nm(纳米)的颗粒组成。通过构造构成涂层的沸石材料，与现有技术已知的沸石材料相比，大大地提高了动态吸附特性，其结果，提高了每单位时间水蒸气的吸附或解吸量，由此，实现了一提高的湿气传输。通过使用本发明的纳米沸石作为涂层材料，达到比表面积的增大，由此，该纳米沸石在使用相应合适的粘结剂时可很好地粘着在各种表面上。根据本发明用作为涂层材料所采用的纳米沸石具有快速的再生能力。作为合成的纳米沸石，该沸石材料可制造成非常均匀的颗粒大小分布。根据对涂层材料规定的颗粒大小分布所作的选择，涂层的厚度可符合不同要求的分布。根据本发明用作为沸石材料所采用的合成纳米沸石的纤毫般颗粒大小产生这样的效果，涂层在其承受流体流的表面上具有非常小的粗糙度，由此，相应构造出的湿和/或热交换装置非常抗污染。根据对合成的纳米沸石所选定的或多或少均匀的颗粒大小，本发明构造的涂层可具有一高的堆积密度。为了将作为涂层的根据本发明的沸石材料涂敷到湿和/或热交换上，既可采用旋转涂敷法也可采用浸涂法。根据本发明用纳米沸石构造的涂层根据纳米沸石的性质其表面的化学特性可变化地进行构造。

只要平板热交换器的平板设置有根据本发明的涂层，就可达到这样的效果，即，在热交换器平板一侧上为了在该热交换器平板另一侧上提供冷却能量(Kühlenergie)而应蒸发的液体，非常均匀地分布在热交换器平板具有涂层的一侧上，于是，在该热交换器平板另一侧上在表面上存在着一均匀的冷却能量的分布。该均匀的分布可追根溯源到这样一事实，即，通过本发明的涂层，撞击在其上的液滴非常均匀地分布在热交换器平板具有根据本发明的涂层的一侧上。

根据本发明的湿和/或热交换装置的一优选的实施例，选择纳米沸石使其具有孔径＜1.5nm的均匀的孔大小的分布，较佳地是0.4nm的孔径。由此，可以确保，涂层中不能接受如此的分子，即，在湿和/或热交换装置长期运行中在一定情况下会导致气味烦扰的那些分子。然而，可以卓越方式接纳相应形成的涂层中的水蒸气或从涂层中取走水蒸气。在该种构造中，根据本发明由纳米沸石构成的涂层由此在湿和/或热交换装置的运行中可起作特别合适的分子筛作用。

对于相应构造的湿和/或热交换装置的运行，如果根据本发明形成的涂层厚度为0.2至100μ，较佳地为1至2μ(10^-6m)的话，则较为合适。

如果吸附去湿转筒用合适的纸质材料制造，且该吸附去湿转筒的构成湿和/或热交换的材料基质用含有合成的纳米沸石悬浮液浸渍的话，则可实现一特别有利地拓展了的根据本发明的湿和/或热交换装置。

该浸渍在一定时间或规模上进行，直到干燥之后吸附去湿转筒的材料基质达到由30％较佳地由40至80％重量百分比的根据本发明的纳米沸石材料组成。

自然，也可以使用这样的根据本发明的涂层，即，湿和/或热交换装置的材料基质用其它合适材料构成，例如，铝箔、陶瓷材料等。

作为粘结剂可采用一种分散粘结剂，例如，丙烯酸盐水，或者并加入胶体二氧化硅。也可在其它构成涂层的材料中有利地采用该相应的粘结剂。

具体实施方式

下面将根据实施例形式详细地描述本发明。

在一第一实施例中，提供一构造为吸附去湿转筒的湿和/或热交换装置，其带有由颗粒大小在300nm范围内的合成纳米沸石构成的本发明的涂层。吸附去湿转筒的材料基质由一合适纸质材料构成。为了将纳米沸石敷在吸附去湿转筒的材料基质上，吸附去湿转筒浸渍在一种含有所希望颗粒大小的纳米沸石的悬浮液中。吸附去湿转筒干燥之后，其最终重量具有约50％的重量百分比的纳米沸石。

与传统的沸石材料相比，该用作吸附去湿转筒材料基质浸渍的沸石材料具有毫微结晶形式的颗粒，该材料具有大为提高的快速吸附/解吸的动态特性。根据本发明的纳米沸石的比表面面积大于其它传统的沸石材料。构成吸附去湿转筒涂层的结晶的纳米沸石鉴于其孔大小来说是相当地均匀，并构造成使涂层具有直径为0.4nm的均匀的孔大小。通过形成该种结构的涂层可以确保，吸附去湿转筒经久地防备积聚起形成气味的分子，与此相反，可以简单的方式接受水蒸气和脱去水蒸气。

基于快速的吸附/解吸动态特性，为该类型吸附去湿转筒的运行所建立的制冷能力(尤其是在热带气候中)大大地减小，甚至达到约50％。

上文中描述的吸附去湿转筒在其涂敷涂层之后具有一均匀平坦的表面，由此，吸附去湿转筒不易于遭受可能发生的污染。

涂层可根据其表面化学特性可变化地进行构造。涂层可借助于旋转涂敷法和浸涂法进行涂敷。

涂层由于其小而均匀的颗粒大小因而具有一很大的比表面面积，该涂层可以涂敷在各种表面上。

作为粘结剂可采用一胶体的丙烯酸酯-聚合物，以及无定形的带有钠离子的表面稳定的二氧化硅胶体。

其材料基质由其它材料例如由铝组成的吸湿转筒也可设置有上述的涂层，此时可得到类似的优点，就如以上对于一带有由纸质材料组成的材料基质的吸附去湿转筒所作的描述一样。

由于很小的颗粒大小，涂层有一相当高的堆积密度，由此，涂层厚度可以是比较小。在上述实施例中，涂层厚度约为1至2μ(10^-6m)就足够了。

此外，涂层也可用于平板热交换器。如果由上述结晶的纳米沸石组成的涂层涂敷在热交换器平板的一侧上，则通过该涂层可达到以下的效果，即，为了湿润热交换器平板的该侧面，采用的湿润介质比较均匀地分布在热交换器平板的该侧上，这建立在以下的基础之上，撞击在涂层上的液滴由于涂层结构的原因比较均匀地分布开来。由此，在热交换器平板具有涂层的这侧上，均匀地索取蒸发热，这造成在热交换器平板另一侧上流过的流体流以理想的方式得到冷却。在该种涂层的应用形式中，也可实现与吸附去湿转筒和吸湿转筒所描述相同的或类似的优点。