201811. lajstromszámú szabadalom • Eljárás regenerativ nedvesség- és hőcserélő felület kiképzésére alumínium vagy alumínium ötvözetek felületén
HU 201811 B A találmány tárgya eljárás regeneratív nedvesség- és hőcserélő felület kiképzésére alumínium vagy alumínium ötvözetek felületén. A levegő hő- és nedvességtartalmának megváltoztatására (ún. nedves hőcsere) a szellőztetés- és klimatechnológiában különféle megoldások ismeretesek. A regeneratív hőcserélőket már régen használják szellőztetőberendezéseknél hővisszanyerés céljára. A legáltalánosabban használt nedvesség- és hőcserélők sima és redőzött felületű lapokból felépített, forgó hőcserélőtestből állnak. A nedvesség- és hőcserélőtest anyaga fém lemez, papír vagy azbeszt, előnyösen fém lemez lehet. A fémből készült test számos előnnyel rendelkezik a többihez képest, hátránya azonban, hogy a nedvességátvitel csakvízgőzkondenzáció következtében jöhet létre, így a nedvességátvitel hatékonysága a többihez képest kedvezőtlenebb. A hőcserélőtest lemezeinek felületét ezért megfelelőképpen kezelni kell ahhoz, hogy a nedvességátviteli felülete nagyobb legyen. A felületkezeléssel elérhető, hogy vékony nedvszívó rétegeket alakítsunk ki a nem nedvszívó alapon. Az ismert megoldások közül a nedvszívó rétegben lítiumkloridot, mint reverzibilisen működő nedvességmegkötő anyagot tartalmazó berendezések alkalmasak az elhasznált levegő hő- és nedvességtartalmának a beszívott friss levegőbe történő szennyeződésmentes átvitelére, valamint kis légcsereigényű zárt légterek folyamatos szárítására, illetve nedvesítésére is. Az említett klimatechnikai műveleteket a lítiumklorid azon tulajdonsága teszi lehetővé, hogy a vegyület kristályai ill. tömény oldata a vele érintkező levegő hőmérsékletétől és nedvességtartalmától függően a levegőből vizet és kondenzációs hőt vesz fel ill. a levegőbe vízgőzt juttat, miközben a vegyidet lehűl. Az ilyen típusú klimatechnikai berendezések reverzibilis működését jelentős mértékben befolyásolja annak a felületnek a kialakítása, mely a hő- és nedvességcserélőkben a lítiura-klorid oldatot magába foglalja. A 2600283 sz. DOS szerint alumíniumlapok nedvszívó rétegeit oly módon hozzák létre, hogy alumíniumból vagy alumíniumötvözetből készült lapokat 3-10 t%-os nátrium-hidroxid pácfürdőben 70 °C hőmérsékleten és 30 percig nedves levegővel 110 °C hőmérsékleten oxidálnak. Adott esetben a réteg porozitását oly módon növelik meg, hogy az oxidáció előtt savval kezelik. így egy önmagában nem nedvszívó, porózus réteget alakítanak ki, melyre egy nedvszívó anyagot, lítium-kloridot visznek fel. Elegendő mennyiségű lítium-klorid felvitele esetén a kívánt nedvességvezetés elérhető. Ennek a módszernek a hátránya, hogy a nedvszívó réteg tapadása és porozitása nem megfelelő, ezért időszakos tisztítás után a szorpciós réteget újra ki kell alakítani. További hátrány, hogy megfelelő porozitású réteg kialakításához egy savas előkezelési lépést kell alkalmazni, különben egységnyi felületre csak igen kis mennyiségű lítium-klorid vihető fel. További hátrány, hogy a porózus réteg kialakítása után a pácfürdőből kiemelt lemezeket 1 szárítják, így a porózus réteg pórusait levegő tölti ki. Amikor a porózus réteget lítium-klorid oldattal telítik, a porósuk végébe a lítium-klorid nem tud behatolni az ott levő légbuborékok miatt, és csak a pórusok külső részén helyezkedik el. így amennyiben nagyobb nedvességcserére alkalmas berendezést akarnak előállítani, a berendezést alkotó lemezek felületét kell megnövelni, vagyis az anyagköltség, a berendezés méretei és a forgatáshoz szükséges energia egyaránt nő. Ahhoz, hogy egy nedvességcserélő kapacitását növelni tudjuk, vagy a forgási sebességét, vagy a felületét vagy a felületén levő lítium-klorid menynyiségét kell növelnünk. Könnyen belátható, hogy legelőnyösebb (legkevésbé energia- és anyagigényes, így legolcsóbb) megoldás az, ha a lítium-klorid egységnyi nedvességcserélő felületen elhelyezkedő mennyiségét növeljük. Ez legegyszerűbben úgy oldható meg, hogy a porózus rétegben levő pórusok teljes térfogatát kitöltjük h'tium-kloriddal, nam hagyunk légzárványokat. A levegőzárványok kiküszöbölésére a 72.38.793 sz. japán Kikai szerint aktív szenet oly módon impregnálnak lítium-kloriddal, hogy az eljárást csökkentett nyomású térben hajtják végre. Ennek a módszernek nagy a berendezés, eszköz és beruházásigénye, és nehézkesen hajtható végre. A vákuum alkalmazása ugyanis az egész telítési ciklus alatt szükséges. A vákuum mértékének változása a kapott termék minőségét erősen befolyásolja, és a termék minősége csak a folyamat végén állapítható meg. Találmányunk kidolgozása során célunk ezért az volt, hogy olyan egyszerű eljárást találjunk, amellyel lítium-klorid felvitelére alkalmas, megfelelő porozitású oxidréteg alakítható ki alumínium vagy alumínium ötvözet felületeken, és a réteg megfelelően szilárd, tapadóképes. További célunk az volt, hogy az eljárással kialakított oxidrétegben levő pórusok teljes térfogatát egyszerű, kis beruházásigényű, könnyen végrehajtható eljárással töltsük ki h'tiumkloriddal, anélkül, hogy légzárványok maradnának, és így olyan nedvességcserélő felületet hozzunk létre, melynek az egységnyi felületre eső kapacitása lényegesen meghaladja az eddig ismert nedvességcserélők kapacitását. Kísérleteink során úgy találtuk, hogy ha az alumínium, vagy alumínium ötvözet felületen 0,005- 0,5, előnyösen 0,01-0,1 mól/1 O2O7"2 koncentrációjú, adott esetben alkálifém-karbonátot tartalmazó folyadékfürdőben alakítjuk ki az oxidréteget, megfelelő tapadású és porozitású réteget kapunk. A légzárványok képződése elkerülhető akkor, ha a folyadékfürdőben oxidált lemezt a pórusok folyadékkal való teh'tettségének fenntartásával, előnyösen folyadék alatt vízzel öblítjük, majd 2-50 t%, előnyösen 5-15 t% vizes lítium-klorid oldatban tartjuk legalább 24 órán keresztül. At oxidrétegnek a felhasználás szempontjából célszerű tulajdonságai (az oxidréteg vastagsága, keménysége, porozitása) az oxidáló fürdő összetételével (adalékanyagok mennyiségével, minőségével, a kromát ionok koncentrációjával), hőmérsékletével és az oxidáció idejével befolyásolható. Kromát-ion forrásként bármely, vízoldható kro-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
