Kühlprozesse werden durch Ablagerungen auf Wärmeübertrageroberflächen in verschiedenen Anwendungen wie beispielsweise Kondensatoren in Kraftwerken beeinträchtigt. Der reduzierte Wärmeübergang sowie der daraus resultierende Effizienzverlust macht aufwendige und umweltschädliche Reinigungsprozesse notwendig. Ziel dieser Arbeit ist es, eine kostengünstige und umweltfreundlichere Alternative zu entwickeln. Mittels eines Beschichtungsverfahrens für Rohrbündelwärmeübertrager sollen die Rohroberfläche insbesondere vor biologischem Fouling geschützt werden, welches bei fluss- oder meerwassergekühlten Systemen die Hauptursache für Ablagerungen darstellt. Herausforderungen hierbei stellen die geringen Rohrdurchmesser, heterogenen Ablagerungen und eine mögliche Hemmung der Wärmeübertragung durch die Beschichtung dar.

Als Abscheidungsprozess wird eine plasmaaktivierte Chemische-Gasphasenabscheidung (PECVD) ausgewählt und hierfür eine dielektrische Barrieentladungsdüse konstruiert, welche die Abscheidung dünner Polydimethylsiloxanschichten in den Rohren ermöglicht. Um das Plasma zwischen Entladungsdüse und Rohrwand zu kontrollieren, wird eine Versuchsanlage aufgebaut, welche die Beschichtung bis zu drei Meter langer Rohrstücke ermöglicht. Die Beschichtung wird durch umfangreiche Versuchsreihen mittels unterschiedlicher Plasmaparameter, Gasmischungen und konstruktiver Anpassungen der Düse untersucht. Dabei kommen zur Bewertung der Beschichtungen und ihrer Wirksamkeit Messungen der Oberflächeneigenschaften, mikrobiologische Bewuchsversuche und Langzeituntersuchungen der Schichtstabilität zur Anwendung. Insbesondere auf den häufig genutzten Edelstahloberflächen zeigt die Beschichtung eine gute Langzeitstabilität und eine Reduktion des biologischen Foulings. Konstruktiv wird die Düse mittels CFD-Simulationen optimiert, um gleichmäßigere Beschichtungen und Beschichtungsraten von bis zu 0,9 m/min zu erreichen.