Kunststoff-Wärmeaustauscher

Wärmeaustauscher aus Kunststoffen galten vor Jahren noch als Exoten und wurden größtenteils ausschließlich in galvanischen Prozessen verwendet. Zwischenzeitlich haben sie sich jedoch in vielen Industriezweigen etabliert und sind dort nicht mehr wegzudenken.

Aufgrund der ausgezeichneten chemischen Beständigkeit, hohen Temperaturbeständigkeit, hervorragende Antihafteigenschaften, keine Übertragungen von Ionen, gibt es heute ein breites Feld von Anwendungsmöglichkeiten. Speziell die Chemische Industrie, Halbleitertechnik und die Photovoltaik verwenden zunehmend Wärmeaustauscher aus Kunststoff zum Heizen oder zum Kühlen von sehr aggressiven Medien. Eine weitere klassische Anwendung findet man im Bereich der Herstellung von Rein- und Reinstwasser.

Die Werkstoffe
Je nach Anwendung kommen Kunststoffe PFA - ECTFE - PVDF - PE-RT - PE sowie PP zum Einsatz.

PFA
hervorragende chemische Beständigkeit gegenüber nahezu alle chemisch aggressiven Medien; sehr hohe Temperatur-Beständigkeit, ausgezeichnete Antihafteigenschaft, Temperatureinsatz bis ca. 200 °C
ECTFE
kein Verspröden bei hohen Minus-Temperaturen, bessere chemische Beständigkeit als PVDF speziell bei alkalischen Medien wie NaOH, Temperatureinsatz -20 °C bis ca. +135  °C; sehr glatte Oberflächen
PVDF
im Verhältnis zu den obigen Werkstoffen ein preiswerterer Kunststoff mit guter chemischer Beständigkeit, hoher Temperaturfestigkeit von ca. 120 °C, jedoch nicht geeignet für hohe Minus-Temperaturen (-5/-8 °C max.) sowie nicht für alkalische Medien
PE-RT
gute chemische Eigenschaften - spezielle Anwendung in Verzinkungsanlagen, da dieser Werkstoff beständig ist, für geringe NaOH-Anteile und thermisch bis 80 °C verwendet werden kann
PE-100
für galvanische Prozesse speziell zum Kühlen Temperaturen bis ca. 40 °C
PP
für galvanische Prozesse und Halbleiter/Photovoltaik mit HF-Anteilen, neigt jedoch zum Verspröden, Temperaturen bis max. 60 °C

Die Bauformen

I. Rohrbündel-Wärmeaustauscher
Rohrbündel-Wärmeaustauscher werden von den NW 50 bis NW 280 aus den Werkstoffen PVDF oder PP hergestellt bis zu Längen von über 5.000 mm. Es stehen hier verschiedene Schlauchkapillare zur Verfügung, der kleinste Einzelschlauch hat die Abmessung 1,7x2,0 mm und sorgt somit durch die dünne Wandstärke von 0,15 mm für eine für Kunststoff traumhafte Wärmeübertragung von ca. 600 W/m2xK. Für verschmutzte Medien können auch Kapillare von 10 mm ID verwendet werden. Rohrbündel-Wärmeaustauscher aus PFA sind derzeit bis NW 100 und aus ECTFE bis NW 150 herstellbar.
II. Bündel-Wärmeaustauscher
Bündel-Wärmeaustauscher verzichten auf einen äußeren Mantel und können somit direkt in vorhandene Behälter installiert werden. In der Regel erfolgt die Montage an einen Mannlochdeckel.
III. Flächenbündel-Wärmeaustauscher
Hierbei werden in der Regel mehrere Bündel Kopf- und Stirnseitig in Sammlern eingeschweißt, sie können somit jeder Behältergeometrie angepasst werden. Speziell in flachen Behältern können sie auf den Boden gelegt werden. Verwendete Materialien sind PFA - ECTFE - PVDF + PP
IV. Modul-Wärmeaustauscher
Modul-Wärmeaustauscher finden Ihren Einsatz in galvanischen Prozessen und werden direkt in die Verfahrensbecken gehangen. Der modulare Aufbau von ein-/zwei- und dreifachen Modulen bietet eine große Variantenmöglichkeit mit großen Austauschflächen. Die Materialien können sein PVDF - PE-RT - PE sowie PP
V. Rund-Wärmeaustauscher
Diese Bauart, die von dem Modul-Wärmeaustauscher abgeleitet wurde, kann als externes System ähnlich eines Rohrbündel-Wärmeaustauscher verwendet werden.

Firmeninfo
Die Mönchengladbacher Firma Polytetra fertigt seit über 25 Jahren Kunststoff-Wärmeaustauscher insbesondere aus Fluorkunststoff in unterschiedlichen Bauformen. Inzwischen hat das Unternehmen zahlreiche Patente und Gebrauchsmuster in Europa und in den USA. Polytetra bietet neben einer Palette an Produkten und Sonderprodukten auch fachgerechte Dienstleistungen wie Beratung, individuelle Planung und Betreuung, Erstellung von Speziallösungen und Montage vor Ort.

Michaela Küppers
Polytetra GmbH, Mönchengladbach
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