DE19650301A1 - Verfahren und Kühlbox zur Kühlung von Bio-Abfällen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Kühlbox zum Kühlen von zeitweilig in einem Abfallbehälter aufbewahrten leicht verderb­ lichen, insbesondere organischen Abfällen, wobei der Abfallbehälter in einer Kühlbox angeordnet und die Kühlung mittels Wärmeaustausch durch zirkulierende Luft vorgenommen wird, die mit Hilfe eines einen Verdampfer aufweisenden Kälteaggregates im Umlauf gekühlt wird.

Die Entsorgung insbesondere von Bio-Abfällen unterliegt strengen behördlichen Auflagen. Die Bio-Abfallbehälter und deren Inhalt, dauernd kühl gehalten werden. Die Kühlung darf auch nicht unter­ brochen werden, wenn der Abfallbehälter in Abständen gefüllt wird.

Weil beim Stand der Technik bis vor kurzem noch keine strengen Auflagen durch den Gesetzgeber bzw. durch die Gewerbeaufsicht erhoben wurden, steht die hierfür erforderliche Technik mit ent­ sprechenden technischen Mitteln noch am Anfang ihrer Entwicklung. Bekannt ist z.Zt. nur, daß an den Seitenwänden einer Kühlbox Ver­ dampfer mit Kühlluft-Gebläse angeordnet werden, die für Zwangsumluft um die Bio-Tonne herum und damit für eine indirekte Kühlung des Abfalls in der Bio-Tonne sorgen sollen. Derartige im Handel bzw. in Erprobung befindliche Geräte haben jedoch den schwerwiegenden Nachteil, daß

• a) das zu kühlende Abfallmaterial nur von außen durch die Behäl­ terwände hindurch gekühlt wird, und
• b) derartige Systeme einerseits einen vergleichsweise hohen Geräuschpegel durch die Gebläse erzeugen und
• c) infolge der indirekten Kühlung durch die Behälterwände hindurch einen äußerst schlechten thermischen Wirkungsgrad aufweisen bzw. wegen der erforderlichen hohen Kälteleistung einen ver­ gleichsweise hohen Energiebedarf haben.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Kühlbox der im Oberbe­ griff von Anspruch 1 bzw. von Anspruch 4 genannten Art weiterzubil­ den und dahingehend zu verbessern, daß die Abfälle in Abfallbehäl­ tern wesentlich wirkungsvoller und bevorzugt direkt gekühlt werden, daß dabei die Gebläsegeräusche entfallen, dabei der thermodynamische Wirkungsgrad des gesamten Kühlsystems signifikant verbessert und dadurch der Energiebedarf reduziert und der anlagentechnische Aufwand des Systems und damit die Kosten für die Kühleinrichtung wesentlich verringert werden.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Verfahren der im Oberbe­ griff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß Luft beim annähernd horizontalem Vorbeistreichen unter kalten Wärmeaustauschflächen des Verdampfers im Bereich der Oberseite der Kühlbox gekühlt und unter Verwendung eines Luftleittrichters zu einem konzentrischen Kaltluftstrom gebündelt wird, der in vertikal gerichteter Strömung gegen die Abfälle in den Abfallbehälter ein­ fließend zum direkten Wärmeaustausch mit den Abfällen unter Wärme­ aufnahme aus den Abfällen und Richtungsumkehr durch thermischen Auftrieb zum Aufsteigen an den Innenwänden des Abfallbehälters gebracht, und, nach Austritt aus diesem in wenigstens einem Teil­ strom wieder zur erneuten Wärmeabgabe an den Verdampfer unter die Kühlflächen des Verdampfers geleitet und damit der Kühlkreislauf der Luftströmung geschlossen wird.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor, daß ein anderer Teilstrom der aus dem Abfallbehälter aufsteigenden Luft in den Raum zwischen Abfallbehälter und Innenwänden der Kühlbox absinken gelas­ sen und nach Wärmeaustausch mit den Wänden des Abfallbehälters und Strömungsumkehr thermisch wieder aufsteigen gelassen und zur erneu­ ten Wärmeabgabe und Kühlung unter die Kühlflächen des Verdampfers geleitet und damit der Kreislauf auch dieses zweiten Teilstromes der zirkulierenden Luft geschlossen wird.

Mit großem Vorteil wird durch das Verfahren nach der Erfindung erreicht, daß die Abfälle durch den unmittelbar auf sie gerichteten Kaltluftstrom effizient und durchdringend gekühlt werden, wobei gleichzeitig eine wesentliche Anhebung des thermodynamischen Wir­ kungsgrades im System erreicht und durch Wegfall der Gebläse sowohl deren Energiebedarf und Geräuschentwicklung wegfällt. Auch wird insgesamt der apparatetechnische Aufwand signifikant reduziert und damit die Kühlbox mit ihrem Kühlsystem nicht nur leichter und kostengünstiger, sondern auch wesentlich mobiler sowie nach Art von Haushalts-Kühlschränken praktisch wartungsunabhängig.

Schließlich sieht eine Ausgestaltung des Verfahrens vor, daß der unter mehrfachem Wärmeaustausch im System der Kühlbox sowie des Abfallbehälters zirkulierende Luftstrom durch thermischen Antrieb in eine im wesentlichen laminare Umlauf-Strömung gebracht wird.

Eine Kühlbox gattungsgemäßer Art entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer an der offenen Oberseite der Kühlbox in Form eines bevorzugt flachen Aggregates derart angeordnet ist, daß es die Öffnung der Kühlbox bis auf eine verkleinerte Einwurföffnung überdeckt, und daß in vergleichsweise geringem Abstand unter der Kühlfläche des Verdamp­ fers ein Luftleittrichter über dem Abfallbehälter angeordnet ist, der im Zusammenwirken mit der Kühlfläche des Verdampfers flächenhaf­ te, von seitlichen Einströmschlitzen konzentrisch nach innen gerich­ tete und gegen die Einwurföffnung ausmündende Luftkühlkanäle aus­ bilden.

Weitere Ausgestaltungen sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.

Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.

Diese zeigt im Schnitt einer Seitenansicht eine Kühlbox 10 mit einem darin aufgenommenen Abfallbehälter 14 sowie zur Kühlung zeitweilig darin aufbewahrte leicht-verderbliche Abfälle 15. Die Kühlbox 10 besitzt ein Kälteaggregat 20, das bspw. in üblicher Bauart auf der Verdampfung eines Kältemittels beruht und entsprechend dem stamm­ baumartig dargestellten Schema einen Verdichter, einen nachgeschal­ teten Kühler für verflüssigtes Kältemittel, im Anschluß an diesen ein Drosselventil und schließlich den Verdampfer 1 aufweist, aus dem das Kältemittel in Form von Dampf wieder in den Verdichter zurückgeführt wird. Damit entspricht das Kälteaggregat 20 dem üblichen Verfahrens- und Konstruktionsschema eines Haushalts-Kühl­ schrankes.

Erfindungsgemäß ist der Verdampfer 1 an der offenen Oberseite der Kühlbox 10 in Form eines bevorzugt flachen Aggregates 6 derart angeordnet, daß es die Öffnung 11 der Kühlbox 10 bis auf eine verkleinerte Einwurföffnung 12 überdeckt, und daß in vergleichsweise geringem Abstand unter der Kühlfläche 3 des Verdampfers 1 ein Luftleittrichter 2 über dem Abfallbehälter 14 angeordnet ist. Dieser Luftleittrichter 2 bildet im Zusammenwirken mit der unteren Kühl­ fläche 3 des Verdampfers 1 flächenhafte, von seitlichen Einström­ schlitzen 4 konzentrisch nach innen gerichtete und gegen die Ein­ wurfsöffnung 12 ausmündende Luftkühlkanäle 5 aus.

Die seitlichen Einströmschlitze 4 sind im oberen Bereich der Kühlbox 10 an der Peripherie des Luftleittrichters 2 zwischen diesem und der Kühlfläche 3 des Verdampfers 1 vorhanden.

Erfindungswesentlich sind die der umgebenden Atmosphäre zugewandten Flächenteile 7 des Verdampfers 1 mit Isoliermaterial 8 gegen Wärme­ zutritt aus der Atmosphäre überdeckt.

Weiterhin zeigt die Figur, daß das Kälteaggregat 20 bevorzugt auf der Oberseite des Verdampfers 1 angeordnet ist. Damit wird eine kompakte und zugleich sehr mobile Bauart der Kühlbox 10 verwirk­ licht.

Der Verdampfer 1 ist bevorzugt als Einrohr-Verdampfer in flacher Bauweise 6 mit etwa der Abmessung der Öffnung 11 der Kühlbox 10 entsprechenden seitlichen Abmessungen sowie mit einer zentralen Einfüllöffnung 12 ausgebildet.

Mit Vorteil ist der Luftleittrichter 2 ein Teil aus ca. 4 mm dickem Kunststoff, welches mit einem düsenartigen Mundstück 30 in Richtung des Abfallbehälters 14 gegen diesen trichterförmig ausmündet.

Aus der schematischen Darstellung der Luftströmungsverhältnisse in der Zeichnung ist erkennbar, daß Luft bei annähernd horizontalem Vorbeistreichen unter den kalten Wärmeaustauschflächen 3 des Ver­ dampfers 1 im Bereich der Oberseite der Kühlbox 10 gekühlt und durch das als Ausströmdüse ausgebildete Mundstück 30 des Luftleittrichters 2 hindurchströmend als vertikal gerichteter Kaltluftstrom 13 gegen die Abfälle 15 am Boden des Abfallbehälters 14 fließt und dort zum direkten Wärmeaustausch mit den Abfällen 15 gebracht wird. Die herunterfließende kalte Luft 13 verdrängt die etwa im Abfallbehälter vorhandene Warmluft und nimmt beim Durchdringen der Abfälle 15 Anteile von deren Wärmeenergie auf, strömt nach Wärmeaufnahme mit gegenüber dem Kaltluftstrom 13 erhöhter Temperatur an den Rändern des Abfallbehälters 14 entlang in aufwärts gerichteter Strömung 31 zum oberen Rand des Abfallbehälters 14. Von dort fließt ein Teil­ strom 16 weiter und tritt in die Einströmschlitze 4 der Luftströ­ mungsspalte 5 zwischen den Kühlflächen 3 des Verdampfers 1 und durch den Luftleittrichter 2 hindurch. Aus dem düsenartigen Mundstück 30 des Luftleittrichters 2 strömt die Luft 13 als gebündelte vertikale Kaltluftströmung 13 in Richtung gegen den Boden des Abfallbehälters 14 und tritt oben mit einer laminaren Strömung 31 aus. Ein weiterer Teilstrom 17 fließt über die Ränder des Abfallbehälters 14 nach außen und sinkt dort entlang den Außenwänden des Abfallbehälters 14 nach unten, wobei sich eine schleierförmige Strömung 18 aus­ bildet, die nach Wärmeaufnahme am Boden der Kühlbox eine Richtungs­ umkehr vollzieht und als nach oben gerichtete Teilströmung 21 ebenfalls in die peripheren Einströmschlitze 4 der Luftströmungs­ spalte 5 mit eingesogen wird. Die beschriebene Luftströmung bildet sich unabhängig vom Füllstand des Abfalls im Behälter 14 aus; auch die Kühlung des Abfalls im Behälter ist bei jedem Abfall-Füllstand sichergestellt.

Wie die Figur zeigt, befinden sich in der Kühlbox 10 keine festen Einbauten, weil der Verdampfer 1 als Thermikdruckverdampfer ohne Lüfter arbeitet und die einzigen mechanischen Teile des Kälteaggre­ gates 20 außerhalb der Kühlbox auf dem Verdampfer 1 angeordnet sind. Dabei kann der Verdampfer 1 zusammen mit dem Kälteaggregat 20 als bauliche Einheit von der Kühlbox 10 abgenommen, der lose eingesetzte Luftleittrichter 2 ebenfalls problemlos entfernt und der Abfall­ behälter 14 herausgenommen werden. Der dann völlig leere Innenraum der Kühlbox 10 kann mit einem Wasserschlauch und heißem Wasser problemlos saubergehalten werden, ebenfalls der Luftleittrichter 2 und der Abfallbehälter 14.

Die Kühlbox mit ihrem Kühlsystem ist unkompliziert, umfaßt technisch ausgereifte Elemente wie das Kälteaggregat 20, ist mit äußerst wirtschaftlichen Mitteln herstellbar, hygienisch einwandfrei und leicht zu reinigen und löst in optimaler Weise die eingangs gestell­ te Aufgabe.

Bezugszeichenliste

1

Verdampfer

2

Luftleittrichter

3

Kühlfläche

4

Einströmschlitze

5

Luftströmungsspalt

6

flaches Aggregat

7

Flächenteile

8

Isoliermaterial

10

Kühlbox

11

Öffnung der Kühlbox

12

Einwurföffnung

13

vertikale Strömung

14

Abfallbehälter

15

Abfälle

16

Teilstrom

17

Teilstrom

18

Raum

20

Kälteaggregat

21

Teilströmung

30

düsenartiges Mundstück

31

Laminar-Strömung

Claims (9)

1. Verfahren zum Kühlen von zeitweilig in einem Abfallbehälter aufbewahrten leichtverderblichen, insbesondere organischen Abfällen, wobei der Abfallbehälter (14) in einer Kühlbox (10) angeordnet und die Kühlung mittels Wärmeaustausch durch zirku­ lierende Luft vorgenommen wird, die mit Hilfe eines einen Verdampfer (1) aufweisenden Kälteaggregates im Umlauf gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Luft beim annähernd horizontalem Vorbeistreichen unter kalten Wärmeaustauschflächen (3) des Verdampfers (1) im Bereich der Oberseite der Kühlbox (10) gekühlt und unter Verwendung eines Luftleittrichters (2) zu einem konzentrischen Kaltluft­ strom gebündelt wird, der in vertikal gerichteter Strömung (13) gegen die Abfälle (15) in den Abfallbehälter (14) fließend zum direkten Wärmeaustausch mit den Abfällen (15) unter Wärmeauf­ nahme aus den Abfällen (15) und Richtungsumkehr durch thermi­ schen Auftrieb zum Aufsteigen an den Innenwänden des Abfall­ behälters (14) gebracht, und, nach Austritt aus diesem in wenigstens einem Teilstrom (16) wieder zur erneuten Wärmeabgabe an den Verdampfer (1) unter die Kühlflächen (3) des Verdampfers (1) geleitet und damit der Kühlkreislauf der Luftströmung geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom (17) der aus dem Abfallbehälter (14) auf­ steigenden Luft in den Raum (18) zwischen Abfallbehälter (14) und Innenwänden der Kühlbox (10) absinken gelassen und nach Wärmeaustausch mit den Wänden des Abfallbehälters (14) und Strömungsumkehr thermisch wieder aufsteigen gelassen und zur erneuten Wärmeabgabe und Kühlung unter die Kühlflächen (3) des Verdampfers (1) geleitet und damit der Kreislauf auch dieses Teilstromes (17) der zirkulierenden Luft geschlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der unter mehrfachem Wärmeaustausch im System der Kühlbox (10) sowie des Abfallbehälters (14) zirkulierende Luftstrom durch thermischen Antrieb in eine im wesentlichen laminare Umlaufströmung gebracht wird.

4. Kühlbox zur Aufnahme eines Abfallbehälters (14) sowie zur Kühlung zeitweilig darin aufbewahrter leichtverderblicher, insbesondere organische Abfälle (15), mit einem Kälteaggregat (20) sowie mit Mittels zur Erzeugung kalter Umluft, umfassend in einem Kühlmittelkreislauf einen Kompressor und einen Ver­ dampfer (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (1) an der offenen Oberseite der Kühlbox (10) in Form eines bevorzugt flachen Aggregates (6) derart angeordnet ist, daß es die Öffnung (11) der Kühlbox (10) bis auf eine verkleinerte Einwurföffnung (12) überdeckt, und daß in vergleichsweise geringem Abstand unter der Kühlfläche (3) des Verdampfers (1) ein Luftleittrichter (2) über dem Abfall­ behälter (14) angeordnet ist, der im Zusammenwirken mit der Kühlfläche (3) des Verdampfers (1) flächenhafte, von seitlichen Einströmschlitzen (4) konzentrisch nach innen gerichtete und gegen die Einwurföffnung (12) ausmündende Luftkühlkanäle (5) ausbildet.

5. Kühlbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Einströmschlitze (4) im oberen Bereich der Kühlbox (10) an der Peripherie des Luftleittrichters (2) zwischen diesem und der Kühlfläche (3) des Verdampfers (1) vorhanden sind.

6. Kühlbox nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der umgebenden Atmosphäre zugewandten Flächenteile (7) des Verdampfers (1) mit Isoliermaterial (8) gegen Wärmezutritt aus der Atmosphäre überdeckt sind.

7. Kühlbox nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kälteaggregat (20) bevorzugt auf der Oberseite des Verdampfers (1) angeordnet ist.

8. Kühlbox nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (1) bevorzugt ein Einrohrverdampfer in flacher Bauweise (6) mit etwa der Abmessung der Öffnung (11) der Kühlbox (10) entsprechenden seitlichen Abmessungen sowie mit einer zentralen Einfüllöffnung (12) ist.

9. Kühlbox nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleittrichter (2) ein Formteil aus vergleichsweise dickerem Kunststoff ist, das mit einem düsenartigen Mundstück (30) in Richtung des Abfallbehälters (14) gegen diesen trich­ terförmig ausmündet.