NL1011108C2 - Voertuig voorzien van meerdere gekoelde deellaadruimten. - Google Patents

Description

VOERTUIG VOORZIEN VAN MEERDERE GEKOELDE DEELLAADRUIMTEN

5

De uitvinding heeft betrekking op een voertuig voorzien van ten minste twee deellaadruimten, met een koelsysteem om de deellaadruimten te koelen middels het bedrijven van een dampcompressie-cyclus, welk koelsysteem een compressor, een 10 condensor en ten minste twee verdampers omvat, die zijn opgenomen in een gesloten circuit voor een koelmiddel, alsmede een motor welke de^compressor aandrijft, waarbij de verdampers zich elk in een deellaadruimte bevinden.

Opgemerkt wordt dat in het.....kader van de uitvinding onder 15 de term "voertuig" tevens eën vaartuig of een vliegtuig moet worden verstaan, terwijl onder de term "koelen" eveneens vriezen moet worden verstaan.

Een dergelijk voertuig is algemeen bekend. Het 20 bedrijfsprincipe van een dampcompressie-cyclus is als volgt: de druk en de temperatuur van de damp van het koelmiddel wordt door de compressor vergroot voordat het koelmiddel de condensor binnentreedt, waar het wordt gekoeld en gecondenseerd en warmte afgeeft aan de omgeving buiten de 25 te koelen ruimte. De vloeistof onder hoge druk wordt dan tot de verdampingsinrichtingsdruk en -temperatuur gesmoord door middel van eën expansieventiel. In de verdampingsinrichting zet de vloeistof uit en verdampt, onder opname van warmte uit de te koelen ruimte. De damp 30 aan de uitlaat van de verdampingsinrichting wordt aan de compressor toegevoerd, waardoor de cyclus wordt voltooid.

In een voertuig zoals in de aanhef genoemd dienen in de twee deellaadruimten vaak twee ^verschillende temperaturen 35 gehandhaafd te worden, bijvoorbeeld 0 °C (koelen) en -20 °C (vriezen) . Een bezwaar van het bekende voertuig is, dat het koelmiddel in de te vriezen ruimte meer olie opneemt dan in de te koelen ruimte, zodat in de "vries"-verdamper H 011 108 2 meer olie aanwezig is dan in de "koel"-verdamper. Zolang het systeem in bedrijf is, is de totaal aanwezige hoeveelheid olie daarop afgestemd, en zal dit niet tot problemen leiden. Zodra de vriesruimte echter de ingestelde 5 temperatuur heeft bereikt, zal de hierin aanwezige verdamper worden uitgeschakeld, terwijl de andere verdamper nog in werking kan zijn. De olie uit de "vries"-verdamper zal daardoor niet meer naar de compressor terugstromen om de smerende werking te verrichten. Dit kan bij een lage totale 10 oliehoeveelheid leiden tot het vastlopen van de compressor.

Een bekende oplossing voor dit probleem is het toevoegen van extra olie aan het systeem. Deze bekende oplossing heeft echter als nadeel dat er kans bestaat dat de compressor geen 15 gas maar olie gaat comprimeren, een verschijnsel dat ook wel "vloeistofslag" wordt genoemd.

Een ander bezwaar van het bekende voertuig is dat door het veelvuldig openen van de laaddeur en/of het inbrengen van 20 warme, vochtige lading, de luchtvochtigheid in de laadruimten relatief hoog wordt, waardoor ijsafzetting op de verdampers snel optreedt. Deze ijsafzetting moet periodiek worden verwijderd, wat kan gebeuren door toepassing van elektrische ontdooimiddelen of in de regel 25 door de massastroom in de betreffende verdamper om te draaien, waardoor de verdamper tijdelijk wordt verwarmd. Uiteraard dient daarbij de andere verdamper tijdens het ontdooien in werking te kunnen blijven. Het onafhankelijk van elkaar verwijderen van ijsafzetting op de verdampers 30 middels de laatste methode is dan ook een ingewikkelde zaak welke veel extra maatregelen vergt, in de vorm van omleidingen en regelapparatuur.

Het is het doel van de uitvinding de beschreven bezwaren 35 van de stand van de techniek te ondervangen, in het bijzonder een van deellaadruimten voorzien voertuig met een koelsysteem om de laadruimten te koelen te verschaffen, *101110! 3 waarbij dit koelsysteem stabiel reageert op grote temperatuurverschillen en -schommelingen in de te koelen laadruimten en ijsafzetting op de verdampers, zonder nadelige gevolgen te hebben op de algehele conditie en 5 werking van het koelsysteem.

Hiertoe heeft een voertuig van de in de aanhef vermelde soort volgens de uitvinding als bijzonderheid dat het koelsysteem is voorzien van ten minste twee, van elkaar 10 gescheiden, gesloten circuits voor het koelmiddel, waarbij in elk circuit een afzonderlijke verdamper, een afzonderlijke compressor en een afzonderlijke condensor is opgenomen.

15 Bij voorkeur strekken de deellaadruimten zich in hoofdzaak in de lengterichting van het voertuig uit, waardoor de deellaadruimten op een eenvoudige wijze vanaf de achterzijde van het voertuig kunnen worden beladen en ontladen.

20 Bij voorkeur zijn de deellaadruimten van elkaar gescheiden door een tussenwand, zodat elke deelruimte op een afzonderlijke temperatuur kan worden gekoeld.

In een andere uitvoeringsvorm is de tussenwand verwijderbaar 25 of vormen de deellaadruimten gezamenlijk een aaneengesloten laadruimte. In het laatste geval vormen de deelruimten denkbeeldige compartimenten"in de totale laadruimte. Hierbij vormen de gescheiden circuits een bijzonder voordeel, omdat daarmee de capaciteit van de koeling van de laadruimte op 3 0 een zeer flexibele wijze kan worden aangepast aan de omstandigheden. ......

Bij voorkeur zijn ten minste twee systeemcomponenten, omvattende de motor, de compressors, de condensors en de 35 verdampers, in een gezamenlijke behuizing ondergebracht. Hierdoor is een compacte, kosteneffectieve productie en inbouw van het koelsysteem mogelijk.

»1011108 4

Bij voorkeur zijn de circuits voorzien van regelmiddelen om de massastroom van koelmiddel naar de respectieve verdampers te regelen, In het bijzonder zijn de regelmiddelen voorzien van meetmiddelen welke ten minste 5 een koelprocesparameter, bijvoorbeeld de (gemiddelde) temperatuur in de laadruimte, kunnen meten, en waarbij de regelmiddelen de massastroom van het koelmiddel naar de afzonderlijke verdampers in afhankelijkheid van de gemeten koelprocesparameter kunnen regelen. Hierdoor is het mogelijk 10 om zowel de capaciteit van de installatie in zijn geheel, als van de verdampers afzonderlijk aan te passen aan de omstandigheden, waarbij een continue werking van de installatie gewaarborgd is.

15 In een uitvoeringsvorm omvatten de meetmiddelen een klok, waarbij de gemeten koelprocesparameter de tijd omvat welke het koelsysteem in werking is, of omvatten de meetmiddelen ijsdetectiemiddelen die ijsafzetting op de afzonderlijke verdampers kunnen waarnemen, en waarbij de gemeten 20 koelprocesparameter de waargenomen ijsafzetting omvat. Hierbij zijn de verdampers bij voorkeur voorzien van ontdooimiddelen, bij voorkeur electrische ontdooimiddelen, welke worden aangestuurd door de ij sdetectiemiddelen en/of de klok.

25

Bij voorkeur kunnen de regelmiddelen de massastroom in een van de gesloten circuits periodiek of in afhankelijkheid van de waargenomen ijsafzetting omkeren, teneinde de verdamper te ontdoen van ijsafzetting.

30

De uitvinding is tevens gerelateerd aan een koelsysteem kennelijk geschikt voor toepassing in een voertuig volgens de uitvinding.

3 5 De uitvinding refereert eveneens aan een werkwijze voor het koelen van tenminste twee deellaadruimten van een voertuig middels het bedrijven van een dampcompressie-cyclus, waarbij >1011 108 5 een koelmiddel door een gesloten circuit wordt gevoerd, welke een compressor, een condensor en ten minste twee verdampers omvat, waarbij de compressor wordt aangedreven door een motor, en waarbij de verdampers zich elk in een 5 deellaadruimte bevinden, waarbij het koelmiddel door ten minste twee, van elkaar gescheiden, gesloten circuits wordt gevoerd, en waarbij in elk circuit een afzonderlijke verdamper, een afzonderlijke compressor en een afzonderlijke condensor is opgenomen.

10

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van in een tekening weergegeven figuren, waarbij figuur 1 een schematisch diagram toont inzake het 15 fysische principe van het thans aan de orde zijnde koelsysteem; figuur 2 een schematische voorstelling van een koelsysteem overeenkomstig de stand van de techniek 20 weergeeft; figuur 3 een schematische voorstelling van een koelsysteem volgens de uitvinding laat zien.

25 Het schematische diagram van figuur 1 laat het pad zien van een constante massa koelmiddel zoals dit wordt getransporteerd bij een temperatuur en een druk behorend bij de condensor, door het expansieventiel, door de verdampingsinrichting, naar de compressor, en tenslotte 30 terug naar de condensor. Startend vanaf punt 1 in het diagram, corresponderend_met de toestand van de verzadigde vloeistof bij de temperatuur en de druk van de condensor, omvat het koelsysteem de volgende processen: 3 5 1 -> 2 Smoorproces omvattende een druk- en temperatuurval. De toestanden tussen de oorspronkelijke en de uiteindelijke toestand van p1 011 108 6 de vloeistof gedurende een smoorproces kunnen niet worden beschreven met de hulp van thermodynamische coördinaten betrekking hebbend op het koelsysteem als geheel en kunnen daarom 5 niet worden gerepresenteerd bij punten in het PV- diagram. Een en ander is thans weergegeven met behulp van een stippellijn tussen 1 en 2.

2 -* 3 Isothermische, isobare verdamping waarin warmte 10 Qk door het koelmiddel wordt geabsorbeerd bij een lage temperatuur Tfc, aldus de laadruimte koelend.

3 -> 4 Adiabatische compressie van de damp tot een temperatuur hoger dan dat van de condensor T .

15 4 -» 1 Isobarische koeling en condensatie bij een temperatuur T .

In figuur 2 onderscheidt men een conventioneel compact 20 koelsysteem volgens de stand van de techniek voor het koelen (bij ongeveer 0° Celsius) of vriezen (bij ongeveer -20° Celsius) van deellaadruimten A en B van een vrachtauto. Het koelsysteem omvat een door de motor van de vrachtauto, een separate dieselmotor of een electrische aandrijving 1 25 aangedreven compressor 2, een condensor 3, een expansieventiel 4, een verdeler 5 en twee verdampers 6. Voorts is voorzien in een met het expansieventiel verbonden temperatuursensor 7, alsmede in een startregelaar 8 verbonden met een druksensor 9.

30

De druk en de temperatuur van het gasvormige koelmiddel worden door de compressor 2 vergroot, waarna het koelmiddel de condensor 3 binnentreedt, waar het condenseert en warmte afstaat aan de omgeving buiten de te koelen laadruimten. 35 De vloeistof onder hoge druk wordt dan door het expansieventiel 4 gesmoord tot de gewenste verdampingsdruk en -temperatuur, afhankelijk van de temperatuurcondities »1011 108 7 (gemeten door de temperatuursensor 7) bij het verlaten van de verdampers 6. Door middel van ventielen 10, welke zijn verbonden met thermostaten in de respectievelijke deellaaruimten, wordt de massastroom naar de beide 5 verdampers 6 geregeld. Indien de massastroom naar beide verdampers 6 is afgesloten wordt de motor 1 uitgeschakeld. Via de verdelers 5 komt de koelvloeistof in de verdampers 6, waar de vloeistof uitzet en verdampt, onder opname van warmte uit de omgeving in de te koelen laadruimte. Het nu 10 gasvormige koelmiddel wordt via de startregelaar 8 teruggevoerd naar de compressor 2, waarmee het circuit wordt gesloten.

Startregelaar 8 dient ertoe om de capaciteit van het 15 koelvermogen te regelen, indien het koelsysteem wordt overbelast, bijvoorbeeld als er nieuwe, relatief warme lading in de ruimte wordt geplaatst, of als de deuren van de laadruimte gedurende langere tijd blijven openstaan. Dit uit zich in een te hoge druk bij de inlaat van de compressor 20 2, wat tot gevolg heeft dat het gevraagde vermogen van de compressor 2 te hoog wordt. De te hoge druk wordt door de druksensor 9 geregistreerd, welke de startregelaar 8 aanstuurt om de doorstroom van koelgas te smoren. Een eenvoudiger alternatief, dat eveneens vaak wordt toegepast, 25 is een restrictie, welke niet meer doorlaat dan een tevoren ingestelde (maximale) hoeveelheid gas.

Onder verwijzing naar figuur 3 worden volgens de uitvinding twee gescheiden circuits toegepast, voor elk der laadruimten 30 A en B een, met elk een compressor 2, een condensor 3 en een verdamper 6. In de voorkeursuitvoering worden beide circuits aangedreven door één gezamenlijke motor 1, bijvoorbeeld de motor van het voertuig zelf, doch het is ook mogelijk om elk circuit te voorzien van een eigen motor 35 1. De verdampers 6, in de respectievelijk deellaadruimten A en B zijn voorzien van ijsdectiemiddelen 12, welke zijn verbonden met een besturingseenheid 13 . IJsdetectiemiddelen »1011108 8 12 kunnen zijn uitgevoerd als drukverschilmeters, welke het verschil in druk meten tussen de luchtinlaat en de luchtuitlaat van de luchtstroom langs de verdamper. De ijsafzetting belemmert de luchtstroom langs de verdamper, 5 die wordt aangevoerd door middel van een ventilator, waardoor een meetbaar luchtdrukverschil ontstaat. In plaats van ijsdetectiemiddelen toe te passen, kan ook een tijdschakelaar worden gebruikt, die het ontdooiproces op vooraf bepaalde tijdstippen activeert. Besturingseenheid 10 13 kan indien ijsafzetting wordt geconstateerd op een van de verdampers 6, of indien de bepaalde tijd is verstreken, elektrische ontdooimiddelen 14 welke gerelateerd zijn aan de betreffende verdamper 6 in werking stellen. Tegelijkertijd, ofwel onafhankelijk daarvan, kan 15 besturingseenheid 13 de compressor 2 behorend bij de betreffende verdamper ontkoppelen van de motor 1 door middel van elektro-magnetische koppelmiddelen 15, of zelfs de richting van de massastroom omkeren door middel van een kleppensamenstel (niet getoond), teneinde een snelle 20 ontdooiing van de betreffende verdamper 6 te bewerkstelligen, terwijl het andere koelcircuit in werking blijft. Koppelmiddelen 15 worden tevens aangestuurd door door thermostaten in de respectieve laadruimten A en B, welke het betreffende circuit uitschakelen bij het bereiken 25 van de gewenste temperatuur.

In de voorkeursuitvoering zijn de motor 1, de compressors 2 en de condensors 3 samen in een behuizing 16 geplaatst.

30 Opgemerkt wordt, dat indien de scheidingswand tussen de beide deelruimten A en B wordt verwijderd, beide verdampers 6 beschikbaar zijn voor het koelen van de dan ontstane ene ruimte. Dit heeft het voordeel dat de capaciteit van het koelsysteem beter niet alleen kan worden geregeld door het 3 5 smoren van de massastroom, maar tevens door het al dan niet inschakelen van beide circuits. In de praktijk blijkt het regelen van de capaciteit door middel van alleen smoren in »1011 1 08 i 9 de sterk wisselende omstandigheden van een transportlaadruimte grote problemen op te leveren. Een extra mogelijkheid van het bij- of af schakelen van een extra koelcircuit biedt in dat geval grote voordelen.

*1011108

Claims (15)

1. Voertuig voorzien van ten minste twee deellaadruimten, met een koelsysteem om de deellaadruimten te koelen 5 middels het bedrijven van een dampcompressie-cyclus, welk koelsysteem een compressor, een condensor en ten minste twee verdampers omvat, die zijn opgenomen in een gesloten circuit voor een koelmiddel, alsmede een motor welke de compressor aandrijft, waarbij de 10 verdampers zich elk in een deellaadruimte bevinden, met het kenmerk dat het koelsysteem is voorzien van ten minste twee, van elkaar gescheiden, gesloten circuits voor het koelmiddel, waarbij in elk circuit een afzonderlijke verdamper, een afzonderlijke 15 compressor en een afzonderlijke condensor is opgenomen.

2. Voertuig volgens conclusies 1, waarbij de deellaadruimten zich in hoofdzaak in de lengterichting 20 van het voertuig uitstrekken.

3. Voertuig volgens conclusie 1 of 2, waarbij de deellaadruimten van elkaar gescheiden zijn door een tussenwand. 25

4. Voertuig volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de tussenwand verwijderbaar is.

5. Voertuig volgens een der voorgaande conclusies 1-4, 30 waarbij de deellaadruimten gezamenlijk een aaneengesloten laadruimte vormen.

6. Voertuig volgens een der voorgaande conclusies 1-5, waarbij tenminste twee systeemcomponenten, omvattende 3. de motor, de compressors, de condensors en de verdampers, in een gezamenlijke behuizing zijn ondergebracht. P\ 0 11 108

7. Voertuig volgens een der voorgaande conclusies 1-6, waarbij de circuits zijn voorzien van regelmiddelen om de massastroom van koelmiddel naar de respectieve verdampers te regelen. 5

8. Voertuig volgens conclusie 7, waarbij de regelmiddelen zijn voorzien van meetmiddelen welke ten minste een koelprocesparameter kunnen meten, en waarbij de regelmiddelen de massastroom van het koelmiddel naar 10 de afzonderlijke verdampers in afhankelijkheid van de gemeten koelprocesparameter kunnen regelen.

9. Voertuig volgens conclusie 8, waarbij de koelprocesparameter de (gemiddelde) temperatuur in de 15 laadruimte omvat.

10. Voertuig volgens conclusie 8 of 9, waarbij de meetmiddelen een klok omvatten, en waarbij de gemeten koelprocesparameter de tijd omvat welke het 20 koelsysteem in werking is.

11. Voertuig volgens conclusie 8 of 9, waarbij de meetmiddelen ijsdetectiemiddelen omvatten die ijsafzetting op de afzonderlijke verdampers kunnen 25 waarnemen, en waarbij de gemeten koelprocesparameter de waargenomen ijsafzetting omvat.

12. Voertuig volgens conclusie 10 of 11, waarbij de verdampers zijn voorzien van ontdooimiddelen, bij 30 voorkeur electrische ontdooimiddelen, welke worden aangestuurd door de klok en/of de ij sdetectiemiddelen.

13. Voertuig volgens een der voorgaande conclusies 10, 11 of 12, waarbij de regelmiddelen de massastroom in een 35 gesloten circuit kunnen omkeren.

14. Koelsysteem kennelijk geschikt voor toepassing in een H011108 voertuig volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 13.

15. Werkwijze voor het koelen van tenminste twee 5 deellaadruimten van een voertuig middels het bedrijven van een dampcompressie - cyclus, waarbij een koelmiddel door een gesloten circuit wordt gevoerd, welke een compressor, een condensor en ten minste twee verdampers omvat, waarbij de compressor wordt 10 aangedreven door een motor, en waarbij de verdampers zich elk in een deellaadruimte bevinden, met het kenmerk dat het koelmiddel door ten minste twee, van elkaar gescheiden, gesloten circuits wordt gevoerd, waarbij in elk circuit een afzonderlijke verdamper, 15 een afzonderlijke compressor en een afzonderlijke condensor is opgenomen. f1011 1 08