Kunststoffe haben das Potenzial zum Bau von Wärmeaustauschern

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Fluorpolymere und Polyolefine bilden das Werkstoffsortiment

Je nach Anforderung umfasst für Polytetra das Kunststoffspektrum daher die Fluorpolymere Perfluoralkoxylalkan (PFA), Ethylenchlortrifluorethylen (ECTFE) und Polyvinyldienfluorid (PVDF) sowie die PolyolefinePolypropylen (PP) und Polyethylen (PE), inklusive des auf PE-Basis hergestellten Ethylen-Okten-Copolymers (PE-RT):

• PFA erfüllt laut Hersteller komplett diese Kriterien – ganz besonders den Aspekt der chemischen Beständigkeit. Es sei daher für die Herstellung von Wärmetauschern prädestiniert. So könne PFA nahezu allen chemisch aggressiven Medien ausgesetzt werden. Ferner halte es Temperaturen bis etwa 200 °C stand.
• Im Gegensatz dazu verhindert ECTFE ein Verspröden bei Minustemperaturen. Die thermische Belastbarkeit reicht von –20 bis etwa 135 °C. Dieser Fluorkunststoff bietet nach Angaben von Polytetra eine bessere chemische Beständigkeit als PVDF – speziell bei alkalischen Medien wie Natronlauge (NaOH). Außerdem ermögliche ECTFE die Herstellung von Teilen mit sehr glatten Oberflächen.
• Im Vergleich zu ECTFE ist PVDF jedoch kostengünstiger. Die chemische Beständigkeit sei gut. Allerdings eignet sich dieser Fluorkunststoff nicht für alkalische Medien. Auch bei thermischer Belastung bis 120 °C wird PVDF ein gutes Zeugnis ausgestellt – hinab bis in den Bereich –5 bis –8 °C. Der darunter liegende Bereich gehört nicht zu den Anwendungen.
• Bezüglich der chemischen und thermischen Belastbarkeit schneidet unter den für Wärmeaustauscher geeigneten Polyolefinen das Copolymer PE-RT am besten ab. Polytetra zufolge hat dieser Kunststoff gute chemische Eigenschaften und kommt speziell bei Verzinkungsanlagen zur Anwendung, weil er Medien mit niedrigem NaOH-Anteil ausgesetzt werden kann und Temperaturen bis 80 °C standhält. Demgegenüber hat sich PE-100 bei galvanischen Prozessen für Kühlaufgaben etabliert (Temperaturbelastung bis 40 °C).
• Polypropylen eignet sich sowohl für galvanische Prozesse als auch für die Halbleitertechnik und die Photovoltaik, für die eine chemische Beständigkeit gegen Medien mit HF-Anteilen erforderlich ist. Jedoch neigt PP zum Verspröden. Die thermische Belastbarkeit des Kunststoffs reicht bis zu 60 °C.

Beachtlicher Wärmeübergang aufgrund minimierter Wanddicken

Wärmeaustauscher haben unterschiedliche Bauformen. Die Kunststoffe ermöglichen die Herstellung als Rohrbündel-, Bündel-, Flächen-, Modul- und Rund-Wärmeaustauscher. Rohrbündel-Wärmeaustauscher werden bei Nennweiten (NW) von 50 bis 280 aus PVDF oder PP hergestellt – mit Längen bis über 5 m.

Am anderen Ende des Spektrums reicht das Sortiment von Polytetra hinab bis zu Schlauchkapillaren mit 1,7 mm Durchmesser und 2 mm Länge. Aufgrund einer minimierten Schlauchwanddicke von 0,15 mm werde ein für Kunststoff beachtlicher Wärmeübertragungskoeffizient von etwa 600 W/m2 erzielt. Für verschmutzte Medien eignen sich auch Kapillare mit 10 mm Innendurchmesser.

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