Ultraschallentgasung von Frostschutzmitteln und Kühlflüssigkeiten

Die Ultraschallentgasung ist eine hochwirksame und effiziente Methode zur Entfernung gelöster Gase aus Kühl- und Gefrierschutzmitteln. Ihre Anwendung in der Industrie, insbesondere durch den Einsatz von Sondenschalldämpfern, stellt sicher, dass diese kritischen Flüssigkeiten optimal funktionieren und die Geräte und Systeme, die sie schützen sollen, geschützt werden. Da die Industrie immer höhere Anforderungen an die Leistung und Zuverlässigkeit ihrer Kühlsysteme stellt, wird die Ultraschallentgasung auch in Zukunft ein wichtiges Verfahren sein, um die Langlebigkeit und Effizienz dieser Systeme zu gewährleisten.

Vorteile der Ultraschallentgasung und -entlüftung

Die Ultraschallentgasung und -entlüftung von Kühlschmierstoffen bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden und ist daher für industrielle Anwendungen sehr effektiv.

Vorteile der Ultraschallentgasung und -entlüftung

• Schnelles Verfahren: Die Ultraschallentgasung ist schneller als herkömmliche Methoden und entfernt schnell gelöste Gase aus Kühlmitteln.
• Effiziente Gasentfernung: Der durch die Ultraschallwellen erzeugte Kavitationseffekt sorgt für eine gründliche Entfernung von Gasen, einschließlich Sauerstoff, was zu einem blasenfreien, homogenen Kühlmittel führt.
• Verbesserte thermische Leistung: Durch die Beseitigung von Gasblasen verbessert die Ultraschallentgasung die Wärmeleitfähigkeit und die allgemeine Kühlleistung von Kühlmitteln.
• Energieeffizienz: Das Verfahren ist energieeffizient und macht Heiz- oder Vakuumsysteme, wie sie bei anderen Entgasungsmethoden üblich sind, überflüssig.
• Inline-Integration: Die Ultraschallentgasung lässt sich leicht in kontinuierliche Inline-Prozesse integrieren und ermöglicht die Behandlung großer Kühlmittelmengen in Echtzeit.
• Erhöhter Systemschutz: Eine wirksame Gasentfernung verhindert Probleme wie Kavitation und Korrosion und verbessert die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit von Kühlsystemen.

 
Das Verfahren ist wesentlich schneller und effizienter, da Ultraschallwellen intensive Kavitation erzeugen, die gelöste Gase, einschließlich Sauerstoff, schnell aus dem Kühlmittel entfernt. Dies führt zu einer gründlicheren Entgasung und stellt sicher, dass das Kühlmittel homogen und frei von Blasen bleibt, die zu Kavitation, Korrosion und verminderter thermischer Leistung führen können. Darüber hinaus ist die Ultraschallentgasung energieeffizient und kann leicht in kontinuierliche Inline-Prozesse integriert werden, so dass große Mengen an Kühlmittel in Echtzeit behandelt werden können, ohne dass Heiz- oder Vakuumsysteme erforderlich sind. Dies führt zu einer verbesserten Kühleffizienz, einem besseren Schutz der Systemkomponenten und einer insgesamt höheren Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Kühlsysteme.

Warum ist eine Entgasung notwendig?

Die Entgasung ist ein kritischer Prozess in verschiedenen industriellen Anwendungen, insbesondere bei Flüssigkeiten, die in hochleistungsfähigen oder empfindlichen Umgebungen verwendet werden, wie Frostschutzmittel und Kühlflüssigkeiten (Kühlmittel). Diese Flüssigkeiten enthalten oft gelöste Gase wie Sauerstoff und Stickstoff, die zu verschiedenen Betriebsproblemen führen können. Das Vorhandensein dieser Gase kann Kavitation verursachen, die Wärmeleitfähigkeit verringern und zu Korrosion in Kühlsystemen führen. Vor allem Kavitation kann zu Lochfraß und Erosion in Metallkomponenten führen, was deren Lebensdauer und Effizienz erheblich verringert. Außerdem können Gasblasen den Flüssigkeitsstrom behindern, was zu Ineffizienzen und möglichen Verstopfungen in Kühlkreisläufen führt. Daher ist die Entgasung notwendig, um sicherzustellen, dass das Kühl- oder Frostschutzmittel optimal funktioniert, die Effizienz des Systems aufrechterhält und die Lebensdauer der Komponenten, mit denen es zusammenwirkt, verlängert.
 

Entgasung mit Ultraschall: Mit Ultraschall werden eingeschlossene Gasblasen aus Flüssigkeiten entfernt

Entgasung von Kühlmitteln und ihre industrielle Relevanz

In der Industrie sind die Qualität und Zuverlässigkeit von Kühl- und Frostschutzmitteln von größter Bedeutung. Diese Flüssigkeiten werden häufig in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Elektronik- und Schwermaschinenindustrie verwendet, wo sie eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung optimaler Betriebstemperaturen und der Vermeidung von Überhitzung spielen. Um die oben genannten Probleme zu vermeiden, muss sichergestellt werden, dass diese Flüssigkeiten frei von gelösten Gasen sind. In Automotoren beispielsweise können Gasblasen in der Kühlflüssigkeit zu heißen Stellen führen, die die Kühleffizienz des Motors verringern und möglicherweise einen Motorschaden verursachen. In der Elektronik, wo Kühlflüssigkeiten zur Wärmeableitung von empfindlichen Bauteilen verwendet werden, können Gasblasen zu lokaler Erwärmung und Bauteilausfall führen. Angesichts der kritischen Natur dieser Flüssigkeiten benötigen industrielle Prozesse eine zuverlässige und effiziente Entgasungsmethode, um die Leistung und Sicherheit von Maschinen und Anlagen aufrechtzuerhalten.

Ultraschall-Entgasen – Das Arbeitsprinzip

Die Ultraschallentgasung ist eine fortschrittliche Technik, bei der Hochfrequenzschallwellen eingesetzt werden, um gelöste Gase aus Flüssigkeiten zu entfernen. Das Verfahren beruht auf dem Phänomen der Kavitation, bei dem Ultraschallwellen abwechselnd Hoch- und Niederdruckzonen in der Flüssigkeit erzeugen. Während der Niederdruckphase bilden sich kleine Vakuumblasen in der Flüssigkeit. Diese Bläschen kollabieren dann während der Hochdruckphase, was zu einer schnellen Verdrängung der gelösten Gase aus der Flüssigkeit führt. Die bei der Ultraschallentgasung verwendeten Schallwellen liegen je nach Anwendung typischerweise zwischen 20 kHz und mehreren MHz. Die Intensität und die Frequenz des Ultraschalls können eingestellt werden, um den Entgasungsprozess für verschiedene Arten von Flüssigkeiten zu optimieren. Die Ultraschallentgasung ist äußerst effizient und kann sowohl in kleinen Laboratorien als auch in großtechnischen Prozessen eingesetzt werden.
 

Ultraschallentgasung unter Verwendung einer Ultraschall-Durchflusszelle. Bei diesem Experiment handelte es sich um einen Prototyp einer Wasserschleife in kleinem Maßstab mit einem Volumen von 0,8 Gallonen, einem Inertgasstrom von 0,2 sfcm/min und einer Intensität von 275 W/cm2. Damit konnte ein eine Reduzierung der Sauerstoffentfernungszeit um etwa 70% erzielt werden.
Studie und Bild: Rubio et al. 2016

Ultraschallentgasung von Kühlmitteln und Frostschutzmitteln

Bei der Anwendung auf Kühl- und Frostschutzmittel bietet die Ultraschallentgasung mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Entgasungsmethoden. Herkömmliche Methoden wie Vakuumentgasung oder Erhitzung können zeitaufwändig und energieintensiv sein und sind möglicherweise nicht so effektiv bei der Entfernung aller gelösten Gase. Die Ultraschallentgasung hingegen ist schneller, energieeffizienter und kann einen höheren Grad an Gasentfernung erreichen. Dieses Verfahren ist besonders effektiv, da es sicherstellt, dass das Kühl- oder Frostschutzmittel homogen und blasenfrei bleibt, was für die Aufrechterhaltung der thermischen Eigenschaften und Fließeigenschaften der Flüssigkeit entscheidend ist. Indem die Flüssigkeit gründlich entgast wird, trägt die Ultraschallbehandlung dazu bei, Probleme wie Kavitation, Korrosion und Strömungsblockaden zu vermeiden und so die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit des Kühlsystems zu verbessern.

Industrielle Sondenschalldämpfer für die Inline-Entgasung

In industriellen Anwendungen wird der Einsatz von Sondenschalldämpfern zur Inline-Entgasung immer beliebter. Diese Sonotroden sind so konzipiert, dass sie direkt in die Produktionslinie integriert werden können und eine kontinuierliche und effiziente Entgasung von Kühl- und Gefrierschutzmitteln während der Verarbeitung ermöglichen. Sonotrodenschalldämpfer senden Ultraschallwellen direkt in die Flüssigkeit, während diese durch das System fließt, so dass die Entgasung in Echtzeit erfolgt. Dieses Inline-Verfahren ist besonders vorteilhaft für Großbetriebe, bei denen eine gleichbleibende und qualitativ hochwertige Produktion unerlässlich ist. Industrielle Sonotroden sind in der Regel robust und können große Flüssigkeitsmengen bewältigen, was sie ideal für den Einsatz in der Automobilherstellung, in elektronischen Kühlsystemen und anderen Schwerindustrieanwendungen macht. Die Möglichkeit, die Frequenz und Leistung der Ultraschallwellen individuell anzupassen, gewährleistet, dass der Entgasungsprozess auf die spezifischen Anforderungen der Anwendung zugeschnitten werden kann, was eine vielseitige und effiziente Lösung für die Aufrechterhaltung der Qualität und Leistung von Kühl- und Frostschutzmitteln darstellt.

Design, Herstellung und Beratung – Qualität Made in Germany

Hielscher Ultraschallgeräte sind bekannt für höchste Qualität und Designstandards. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die problemlose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen sind für Hielscher Ultraschallgeräte kein Problem.

Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt großen Wert darauf, Hochleistungs-Ultraschallgeräte zu entwickeln und zu produzieren, die sich durch modernste Technik und Benutzerfreundlichkeit auszeichnen. Selbstverständlich sind Hielscher Ultraschallgeräte CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.

In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren: