(57)【要約】  湿気及び／又は熱交換装置、例えばプレート熱交換器、吸収ロータ、吸着除湿ロータ又はそれに類似したものは、湿気及び／又は熱を流体流に放出可能かつ／又は流体流から吸引可能でかつ／又は流体流の間で交換可能である湿気もしくは熱交換面を有しかつ湿気もしくは熱交換面が被覆されかつゼオライト材料と結合剤とから構成された被覆層を有している。このような湿気及び／又は熱交換装置の効率を改善するためには、ゼオライト材料として粒子大＜１０００ｎｍである粒子から構成された合成のナノゼオライトを使用することが提案されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿気及び／又は熱交換装置、例えばプレート熱交換器、吸収ロータ、吸着除湿ロータ又はそれに類似したものであって、湿気もしくは熱交換面を有し、該湿気もしくは熱交換面で湿気及び／又は熱が流体流に放出可能でかつ／又は流対流から吸引可能でありかつ／又は流体流の間で交換可能であり、湿気もしくは熱交換面が被覆されかつゼオライト材料と結合剤とから構成された被覆層を有している形式のものにおいて、ゼオライト材料が、粒子大＜１０００ｎｍの合成のナノゼオライトとして構成されていることを特徴とする、湿気及び／又は熱交換装置。
【請求項２】
ナノゼオライトが気孔直径＜１．５ｎｍ、有利には０．４ｎｍの均等な気孔大の分配を有するようにナノゼオライトが選ばれている、請求項１記載の湿気及び／又は熱交装置。
【請求項３】
ゼオライト材料の粒子がナノ結晶の形で存在している、請求項１又は２記載の湿気及び／又は熱交換装置。
【請求項４】
被覆層の厚さが０．２から１００、有利には１から２μ（１０−６ｍ）である、請求項１から３までのいずれか１項記載の湿気及び／又は熱交換装置。
【請求項５】
湿気もしくは熱交換面が紙材料から製作されかつ合成のナノゼオライトを含有する懸濁液で含浸されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の湿気及び／又は熱交換装置。
【請求項６】
合成のナノゼオライトを含有する懸濁液で又は該懸濁液に含浸させたあとで、少なくとも３０、有利には４０から８０重量パーセントナノゼオライト材料から成っている、請求項５記載の湿気及び／又は熱交換装置。
【請求項７】
結合剤が拡散接着剤、例えば付加的にコロイド状のＳｉＯ２が添加可能であるアクリレートゾルを含有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の湿気及び／又は熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿気及び／又は熱交換装置、例えばプレート熱交換器、吸収ロータ、吸着除湿ロータ又はそれに類似したものであって、湿気もしくは熱交換面を有し、この湿気もしくは熱交換面によって湿気及び／又は熱が流体流へ放出可能でかつ／又は流体流から吸引可能でかつ／又は流体流の間で交換可能であり、湿気もしくは熱交換面を被覆しかつゼオライト材料と結合剤とから構成された被覆層を有している形式のものに関する。
【０００２】
このような湿気及び／又は熱交換装置はしばしば室の温度調整と空調とに使用される。さらにこのような湿気及び／又は熱交換装置には他の工業的な使用目的も存在する。
【０００３】
周知技術であるこのような湿気及び／又は熱交換装置は、特に流体流から湿気を吸引するかもしくは湿気で流体流を負荷すると、湿気及び／又は熱交換装置にて行なわれる吸着過程及び／又は吸収過程が長すぎる時間帯を必要とし、これによってこのような湿気及び／又は熱交換装置にて可能な能力が実現できないことになる。さらに流体流に晒される被覆層の表面は、流体流に含まれた粒子が堆積する粗面度を有している。この結果、当該装置の作用度の著しい低下がもたらされるかもしくは比較的に費用のかかる浄化及び保守処置が必要となる。さらに多くの場合には湿気及び／又は熱交換装置のフレームもしくはマトリックスを構成する材料に被覆層を固定する困難が生じる。
【０００４】
冒頭に述べた公知技術から出発して本発明の課題は、湿気及び／又は熱交換装置、例えばプレート熱交換器、吸収ロータ、吸着除湿ロータ又はそれに類似したものにおいて先きに述べた欠点を除き、さらにこれを比較的にわずかな構成的な費用で製作できるようにすることである。
【０００５】
この課題は本発明によれば湿気もしくは熱交換面の被覆層を形成するために、粒子大＜１０００ｎｍである粒子から成る合成のナノゼオライトを使用することによって解決された。被覆層を構成するゼオライト材料を前記の如く構成することによって、公知技術のゼオライト材料に較べて著しく高い吸着運動が実現され、その結果、単位時間あたり吸着もしくは脱着された蒸気の量が高められ、高められた湿気の伝達が実現されることになる。本発明によるナノゼオライトを被覆材料として使用することでナノゼオライトの固有表面の拡大が達成される。さらにこの場合にはこのナノゼオライトは適宜の結合剤を使用した場合には、多様な表面の上に良好に付着可能である。本発明による被覆材料として使用されたゼオライトは迅速な回生能を有する。合成的なナノゼオライトとしてはゼオライト材料はきわめて均等な粒子の大分布で製作可能である。被覆材料に見込まれる粒子大の分布の選択に応じて被覆層の厚さは大きく異なる要求プロフィールに適合させられることができる。ゼオライト材料として本発明に従って使用された合成のナノゼオライトの低い粒子大は、流体流に晒される表面に被覆層がきわめてわずかな粗面度を有する結果をもたらし、これによって相応して構成された湿気及び／又は熱交換装置はきわめて大きい耐汚染性を有することになる。本発明によって構成された被覆層は−合成のナノゼオライトのために選択された多かれ少なかれ均等な粒子大に応じて−高いパック密度を有している。本発明によるゼオライト材料を被覆層として湿気もしくは熱交換面に施すためには、スピンコーティング法もデープコーティング法も使用することができる。本発明に従ってナノゼオライトで構成された被覆層はナノゼオライトの特性によりその表面化学に関して異ならせて構成可能である。
【０００６】
プレート熱交換器のプレートが本発明の被覆層を備えていると、熱交換プレートの片面にて蒸発させようとする液体は熱交換プレートの反対側で冷却エネルギーを提供するために、極めて均等に、熱交換プレートの被覆層を有するプレート側に分配されるので該熱交換プレートの他方のプレート側ではその面に亙って冷却エネルギーの均等な分配が得られる。この均等な分配は本発明による被覆層にあたる液滴が熱交換プレートの本発明による被覆層を有するプレート側にきわめて均等に分配されることに起因する。
【０００７】
本発明の湿気及び／又は熱交換装置の有利な実施形態によれば、ナノゼオライトが＜１．５ｎｍ、有利には０．４ｎｍの気孔直径を有する均等な気孔大の分布を具備するようにナノゼオライトが選択されている。これにより、場合によっては長期の湿気及び又は熱交換装置の運転で臭気を発生することのある分子を被覆層に吸収しないことが保証される。これに対し、相応して構成された被覆層において水蒸気は効果的に吸収されるか又はこの被覆層から放出される。この構成では本発明によるナノゼオライトから構成された被覆層は湿気及び／又は熱交換装置の運転と関連して特に適した分子篩として使用することができる。
【０００８】
相応して構成された湿気及び／又は熱交換装置の運転にとっては、本発明により構成された被覆層が０．２から１００、有利には１から２μ（１０−６ｍ）の厚さを有していると合目的的である。
【０００９】
本発明の湿気及び／又は熱交換装置の特に有利な構成は、吸着除湿ロータがそのために適した紙材から製作されかつこの吸着除湿ロータの、湿気もしくは熱交換面を形成する材料マトリックスが合成のナノゼオライトを含有する懸濁液で含浸されていることで達成される。
【００１０】
この含浸は−乾燥後−吸着除湿ロータの材料マトリックスが少なくとも３０、有利には４０から８０重量％本発明によるナノゼオライト材料から成る程度で実施されることができる。
【００１１】
もちろん、湿気及び／又は熱交換装置の材料マトリックスが他の適宜の材料、例えばアルミニウムフォイル、セラミック材料又はそれに類似したものから構成されている場合にも、本発明の被覆層を使用することができる。
【００１２】
結合剤としては拡散接着剤、例えばアクリレートゾルが場合によってはコロイド状の酸化シリコンから成る添加物と一緒に使用される。この相応する結合剤はほかの、被覆層を構成する材料の場合にも有利に使用可能である。
【００１３】
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
【００１４】
第１実施例では吸着除湿ロータとして構成された湿気及び／又は熱交換装置が、３００ｎｍの領域の粒子大を有する合成のナノゼオライトから成る本発明による被覆層を備えている。吸着除湿ロータの材料マトリックスは、適宜の紙材から成っている。吸着除湿ロータの材料マトリックスにナノゼオライトを付与するためには吸着除湿ロータには、所望の粒子大でナノゼオライトを含有する懸濁液が含浸される。吸着除湿ロータの乾燥後、吸着除湿ロータの最終重量は約５０重量％ナノゼオライトから成っている。
【００１５】
従来のゼオライト材料とは異って、吸着除湿ロータの材料マトリックスの含浸のために使用された、ナノ結晶の形をした粒子を有するゼオライト材料は著しく迅速な吸着／脱着運動を有している。
【００１６】
本発明によるナノゼオライトの固有表面は他の従来のゼオライト材料の場合よりも大きい。吸着除湿ロータの被覆層を構成する結晶性のナノゼオライトはその気孔の大きさに関して比較的に均等であって、被覆層が例えば０．４ｎｍの直径の均等な気孔の大きさを有するように構成されている。被覆層の構造の前記構成によって、臭気を形成する分子が蓄積することが永らく防止されるのに対し、水蒸気分子は簡単な形式で受容されかつ放出されるようになる。
【００１７】
迅速な吸着／脱着運動に基づき、このような吸着除湿ロータの運転のために装備する必要のある冷却出力は−特に熱帯気候では−著しく減じられ、しかも約５０％まで減じられる。
【００１８】
先きに述べた吸着除湿ロータは被覆後に均等な平らな表面を有し、これにより吸着除湿ロータが汚染される可能性はきわめて低くなる。
【００１９】
被覆層はその表面化学に関して可変に構成されていることができる。被覆層はスピンコーティング及びディプコーティング技術で形成することができる。
【００２０】
被覆層はわずかでかつ均等な粒子大に基づききわめて大きな固有表面を有し、被覆層を多様な表面の上に施すことができる。
【００２１】
結合剤としてはコロイド状のアクリレートポリマとコロイド状の非結晶のサトリュウムイオンで表面が安定化された酸化シリコンが使用された。
【００２２】
材料マトリックスが他の材料、例えばアルミニウムから成る吸収ロータも先に述べた被覆層を備えていることができる。この場合には、紙材から成る材料マトリックスを有する先きの吸着除湿ロータと関連して先きに記述した利点と似た利点が得られる。
【００２３】
小さな粒子大に基づき被覆層は比較的に高いパック密度を有し、ひいては層厚さは比較的にわずかであることができる。ここに述べた実施例では約１から２μ（１０−６ｍ）の層厚さで十分である。
【００２４】
さらに前記被覆層を例えばプレート熱交換器に使用することも可能である。先に述べた結晶性のナノゼオライトから成る被覆層が熱交換器の片側に施されると、この被覆層によっては、熱交換プレートのこのプレート側を湿すために使用した湿し剤が均等に熱交換プレートの前記プレート側に分配される。これは被覆層にあたる滴が被覆層の構造に基づき均等に分配されることに起因する。これによって熱交換プレートの、前記被覆層を有するプレート側で均等に蒸発熱が奪われる。これは熱交換プレートの他のプレート側を流過する流体流が所望の形式で冷却される結果をもたらす。被覆層のこの使用形態でも吸着除湿ロータ及び吸収ロータと関連して述べた利点と同じ又は似た利点が達成される。
【国際調査報告】
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