DE29722052U1 - Transport container cooling system - Google Patents
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Description
TransportbehälterkühlsystemTransport container cooling system
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem, an das Transportbehälter anschließbar und mit Kälte aufladbar sind.The invention relates to a cooling system to which transport containers can be connected and charged with cold.
/ Ähnliche Kühlsysteme sind unter Verwendung von Feststoff-Sorptionsaggregaten/ Similar cooling systems are possible using solid sorption units
bekannt, bei denen der Kältemittelkreislauf nacn der Eiserzeugung in einem mobilen • Verdampfer aufgetrennt wird. !known in which the refrigerant circuit is separated after ice production in a mobile evaporator . !
In der EP 0 577 869 Al wird ein Kühlsystem beschrieben, bei dem mittels eines Feststoff-Sorptionsaggregats u. a. ein Wasservorrat in einem doppelwandigen Behälter eines mobilen, nur zeitweise angedockten Kühlbehälters eingefroren werden kann. Das Kühlsystem weist dazu neben dem Sorptionsmittelbehälter eine vakuumdichte Arbeitsmitteldampfsammelleitung auf, an die Verdampfer für ein Arbeitsmittel, z.B.EP 0 577 869 A1 describes a cooling system in which, by means of a solid sorption unit, a water supply can be frozen in a double-walled container of a mobile cooling container that is only docked temporarily. In addition to the sorbent container, the cooling system has a vacuum-tight working medium vapor collection line to which evaporators for a working medium, e.g.
als Aggregat eines Transportbehälters, an- und abdockbar sind. Für den Betrieb ist weiterhin eine Vakuumpumpe notwendig, um bei der Verwendung von Zeolith als Sorptionsmittel und Wasser als Arbeitsmittel nach jedem An- und Abdockvorgang ein ausreichendes Vakuum zu erzeugen, damit ein Teil des Wasser bei tiefen Temperaturen verdampfen und dadurch der Rest vereisen kann. Aufgrund der hohen Schmelzenthalpie des Eises von 334 kj/kg stellt dieses bei entsprechender Gestaltung des doppelwandigen Behälters anschließend für mehrere Stunden eine Wärmesenke dar, mit deren Hilfe Kühlgut bei nahezu konstanten Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt gelagert und transportiert werden kann, ohne daß die Zufuhr von Energie erforderlich ist. Das Verfahren erfordert einerseits zum Einfrieren ein Vakuum deutlich unterhalb des Tripelpunktsdrucks von 6,11 mbar und andererseits einen sehr hohen apparativen Aufwand für die Sorbens-Behälter mit integrierten Wärmeaustauschern für das Ein- und Auskoppeln von Desorptions- und Adsorptionsenthalpie und darüber hinaus eine sehr aufwendige Steuerung und Regelung. Allein durch die stets notwendige Vakuumdichtheit der Anschlüsse sowie das regelmäßige Nachevakuieren des Kältemittelkreislaufes (Sammelleitung und Sorptionsmittelbehälter) ist das Kühlsystem störanfällig. Und selbst bei optimaler Ausführung des Systems ist die Vereisungszeit und damit die Speicherzeit für die Kälteenergie lang, und der Energieverbrauch ist wegen des prozeßbedingt geringen Kühl-Wärmeverhältnisses hoch.as an aggregate of a transport container, can be docked and undocked. A vacuum pump is also required for operation in order to generate a sufficient vacuum after each docking and undocking process when using zeolite as a sorbent and water as a working medium, so that part of the water can evaporate at low temperatures and the rest can freeze. Due to the high melting enthalpy of the ice of 334 kj/kg, if the double-walled container is designed accordingly, it then represents a heat sink for several hours, with the help of which refrigerated goods can be stored and transported at almost constant temperatures just above the freezing point without the need for the supply of energy. The process requires, on the one hand, a vacuum for freezing well below the triple point pressure of 6.11 mbar and, on the other hand, a very high level of equipment expenditure for the sorbent containers with integrated heat exchangers for coupling and decoupling desorption and adsorption enthalpy, as well as very complex control and regulation. The cooling system is susceptible to failure simply because of the constantly necessary vacuum-tightness of the connections and the regular re-evacuation of the coolant circuit (collecting line and sorbent container). And even with an optimal design of the system, the freezing time and thus the storage time for the cold energy is long, and the energy consumption is high due to the low cooling-heat ratio caused by the process.
. &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; JJ J. ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ JJ J
Weiterhin sind aus der Luftfahrt rollende Servierwagen für Lebensmittel - sogenannte Trolleys - bekannt, die entweder für längere Dauern mit Trockeneis oder kurzzeitig mit in Umluftkühlschränkeri stark unterkühlten, massiven Aluminium-Innenwänden gekühlt werden. Während die Trockeneisvariante energie- und damit kostenintensiv ist und zusätzlich im Flugzeuginnenraum eine zu hohe CO2-Konzentration verursacht, ist die Kühlung aufgrund der'geringen spezifischen Wärmekapazität des Aluminiums vonFurthermore, rolling serving carts for food - so-called trolleys - are known from aviation, which are either cooled for longer periods with dry ice or for a short time with solid aluminum inner walls that are heavily sub-cooled in circulating air refrigerators. While the dry ice variant is energy-intensive and therefore cost-intensive and also causes an excessively high CO2 concentration in the aircraft interior, the cooling is due to the low specific heat capacity of aluminum from
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lediglich 0,896 kJ/(kg-K) nur kurzzeitig einsetzbar.only 0.896 kJ/(kg-K) can only be used for a short time.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Realisierung eines Transportbehälterkühlsystems im Normalkühl-und Tiefkühlbereich mit kurzen Kältespeicherzeiten und langen Kühldauern sowie einfacher Kältenachladung nach erfolgter Teilentladung, geringem apparativen und regelungstechnischen Aufwand und niedrigem Energieverbrauch.The object of the present invention is to realize a transport container cooling system in the normal cooling and deep-freezing range with short cold storage times and long cooling times as well as simple cold recharging after partial discharge, low equipment and control technology expenditure and low energy consumption.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.This problem is solved by the characterizing features of claim 1.
Die Unteransprüche geben weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen wieder.The subclaims reflect further advantageous embodiments.
Bei dem erfindungsgemäßen Transportbehälterkühlsystems, bei dem Transportbehälter an ein Kühlsystem angeschlossen und mit Kälte aufgeladen werden, wird die Kälte in einem stationären oder mobilen Binäreis-Erzeuger produziert und als flüssiges Eis über ein Vorlaufleitungssystem in hier angeschlossene Binäreis-Speicher von mobilen Transportbehältern gepumpt. Es durchläuft diese.Binäreis-Speicher unter Verdrängung bereits zu Kühlzwecken benutzten Wassers (also abgeschmolzenen Binäreises) und wird über ein Nachlaufleitungssystem zum Binäreis-Erzeuger zurückgeführt, wobei die Steuerung des Pumpvorganges zeit-, mengen- oder temperaturabhängig erfolgt.In the transport container cooling system according to the invention, in which transport containers are connected to a cooling system and charged with cold, the cold is produced in a stationary or mobile binary ice producer and pumped as liquid ice via a feed line system into binary ice storage units connected to it in mobile transport containers. It passes through these binary ice storage units while displacing water already used for cooling purposes (i.e. melted binary ice) and is returned to the binary ice producer via a feed line system, with the pumping process being controlled depending on time, quantity or temperature.
Der erfindungsgemäß genutzte Binäreis-Erzeuger ist ein aus Supermarkt-Vitrinenkühlsystemen bekanntes Aggregat, das mittels Kaltdampfkompressionstechnik und umweltverträglichen Kältemitteln eine Suspension aus feinsten Eiskristallen, Wasser und einem gefrierpunkterniedrigenden Stoff (z.B. Kochsalz) erzeugt. Der Gefrierpunkt dieses pumpfähigen Eises beträgt -1 bis -40 0C, und die spezifische Schmelzenthalpie kann in Abhängigkeit vom gefrierpunkt-erniedrigenden Stoff auf Werte oberhalb von 300 kJ/kg eingestellt werden.The binary ice generator used according to the invention is a unit known from supermarket display case cooling systems, which uses cold vapor compression technology and environmentally friendly refrigerants to produce a suspension of the finest ice crystals, water and a freezing point-lowering substance (e.g. table salt). The freezing point of this pumpable ice is -1 to -40 0 C, and the specific melting enthalpy can be set to values above 300 kJ/kg depending on the freezing point-lowering substance.
.13..13.
Die Erfindung teilt den Kühlmittelkreislauf auf, nachdem Eis, in dem sehr große Kältemengen gespeichert sind, zu einem Verbraucher gepumpt wurde. Die bisherige Herangehensweise an die Lösung des Problems der Kühlung von Transportbehältern, die technisch kritische Aufteilung des Kältemittelkreislaufes, wird dadurch durchbrochen.The invention divides the coolant circuit after ice, in which very large amounts of cold are stored, has been pumped to a consumer. The previous approach to solving the problem of cooling transport containers, the technically critical division of the coolant circuit, is thereby broken.
Zur Steuerung des Pumpvorgangs werden bei einer Ausgestaltung die Temperaturen im Vorlauf- und im Nachlaufleitungssystem gemessen und verglichen, und der Pumpzyklus wird bei annähernd gleichen Temperaturen abgebrochen. Das Messen der Temperaturen im Vorlaufleitungssystem erfolgt zwischen der Umwälzpumpe und dem ersten Transportbehälteranschluß und im Nachlaufleitungssystem nach dem Auslaß aus dem Binäreis-Speicher der Transportbehälter bzw. vor dem Eintritt in den Binäreis-Erzeuger. ^To control the pumping process, in one design the temperatures in the feed and discharge pipe systems are measured and compared, and the pumping cycle is stopped when the temperatures are almost the same. The temperatures in the feed pipe system are measured between the circulation pump and the first transport container connection and in the discharge pipe system after the outlet from the binary ice storage of the transport containers or before entering the binary ice generator. ^
Bei anderen Ausgestaltungsvarianten wird die Befüllung der Binäreis-Speicher der Transportbehälter mittels eines Durchlaufvolumenzählers für das Binäreis oder durch eine Befullzeitmessung geregelt.In other design variants, the filling of the binary ice storage tanks of the transport containers is regulated by means of a flow volume counter for the binary ice or by a filling time measurement.
Der Binäreis-Erzeuger produziert Binäreis der gewünschten Temperatur und der gewünschten Schmelzenthalpie. Mit einer Umwälzpumpe wird das Binäreis durch ein Vorlaufleitungssystem in einen Binäreis-Speicher des jeweiligen Transportbehälters gepumpt, der mittels automatischer Vorrichtung an das Vorlaufleitungssystem angedockt ist. Innerhalb weniger Minuten ist ein Behälter mit Binäreis gefüllt und kann abgedockt werden. Er kann dann für mehrere Stunden Kühlgut auf konstantem Temperaturniveau halten, das über den gefrierpunkterniedrigenden Stoff einstellbar ist; daher können Normalkühl-Behälter knapp über dem Gefrierpunkt und Tiefkühlbehälter im Bereich unterhalb von -20 0C mit Kälte betrieben werden. Nachdem das Eis abgeschmolzen ist, kann der Transportbehälter wieder an denselben oder einen anderen Binäreis-Erzeuger angedockt und mit Kälte aufgeladen werden. Ebenso ist es möglich, daß ein Transportbehälter einige Zeit im stationären Kühlbetrieb an einem Binäreis-Erzeuger betrieben wird.The binary ice producer produces binary ice at the desired temperature and melting enthalpy. A circulation pump pumps the binary ice through a flow line system into a binary ice storage tank in the respective transport container, which is docked to the flow line system using an automatic device. Within a few minutes, a container is filled with binary ice and can be undocked. It can then keep refrigerated goods at a constant temperature for several hours, which can be adjusted using the freezing point lowering substance; this means that normal refrigeration containers just above freezing point and deep-freeze containers in the range below -20 0 C can be operated with cold. After the ice has melted, the transport container can be docked again to the same or another binary ice producer and charged with cold. It is also possible for a transport container to be operated for some time in stationary cooling mode on a binary ice producer.
Bei mobilen Binäreis-Erzeugern ist vorgesehen, diese auch in Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugen, vorzugsweise direkt oder in der Nähe von Kälteverbrauchern, z. B. Bordküchen, anzuordnen. Zusätzlich zu den Anschlüssen für die Binäreis-Speicher derMobile binary ice generators are also intended to be installed in land, water or air vehicles, preferably directly or near cooling consumers, e.g. on-board kitchens. In addition to the connections for the binary ice storage units of the
mobilen Transportbehälter können hier über ein gesondertes Vorlauf- und Nachlaufleitungssystem weitere stationäre Kälteverbraucher angeschlossen sein.Additional stationary cooling consumers can be connected to the mobile transport container via a separate supply and discharge line system.
Transportbehälter im Sinne der Erfindung können auch Lieferfahrzeuge für gekühlte Lebensmittel sein, deren jeweiliger Kühlraum über einen Binäreis-Speicher verfügt,Transport containers within the meaning of the invention can also be delivery vehicles for chilled foodstuffs, the respective cooling chamber of which has a binary ice storage unit,
der in der beschriebenen Weise an' ein Vorlauf- und Nachlaufleitungssystem eines /which is connected in the manner described to a supply and discharge line system of a /
Binäreis-Erzeugers an- und abdockbar ist und mit Binäreis gefüllt werden kann.Binary ice generator can be docked and undocked and filled with binary ice.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen.The invention will be explained with reference to the drawing. It shows.
Fig. 1: das Transportbehälterkühlsystem undFig. 1: the transport container cooling system and
Fig. 2: das Transportbehälterkühlsystem mit zusätzlichen stationärenFig. 2: the transport container cooling system with additional stationary
Kälteverbrauchern.cooling consumers.
In der Zeichnung sind vorteilhafte Ausführungen der Erfindungsgedanken dargestellt:The drawing shows advantageous embodiments of the inventive ideas:
Ein Binäreis-Erzeuger 1 ist an ein Vorlaufleitungssystem 2 und ein Nachlaufleitungssystem 3 angeschlossen. Für das Vorlauf- und das Nachlaufleitungssystem können Rohrleitungen mit kleinen Querschnitten genutzt werden. Mit einer Umwälzpumpe 4 wird das Binäreis 10, dessen Temperatur mittels eines Thermoelements 14 überwacht wird, durch das Vorlaufleitungssystem 2 gepumpt. An dieses ist mittels automatischer Kupplung 6 ein Binäreis-Speicher 7 des Transportbehälters 8 angeschlossen. In den doppelwandigen Binäreis-Speicher 7 wird das Binäreis 10 bei geöffnetem Ventil 5 hineingepumpt. Der Binäreis-Speicher 7 ist nach außen thermisch isoliert und kühlt über die Innenwand das einzulagernde Kühlgut. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Binäreis-Speicher 7 als Labyrinth ausgebildet, um Binäreis-Kurzschlüsse vom Einlaß zum Auslaß zu verhindern.A binary ice generator 1 is connected to a feed line system 2 and a feed line system 3. Pipelines with small cross-sections can be used for the feed line and the feed line system. The binary ice 10, whose temperature is monitored by a thermocouple 14, is pumped through the feed line system 2 by a circulation pump 4. A binary ice storage tank 7 of the transport container 8 is connected to this by means of an automatic coupling 6. The binary ice 10 is pumped into the double-walled binary ice storage tank 7 when the valve 5 is open. The binary ice storage tank 7 is thermally insulated from the outside and cools the goods to be stored via the inner wall. In a preferred embodiment, the binary ice storage tank 7 is designed as a labyrinth in order to prevent binary ice short circuits from the inlet to the outlet.
Die Nachlauftemperatur wird mittels eines Thermoelements 13 überwacht, das sich am Ende der Nachlaufleitung vor dem Speicher des Binäreis-Erzeugers 1 befindet. Bei identischen oder nahezu identischen Temperaturen am Vorlauf und am Nachlauf wird der Befüllvorgang mit Binäreis und damit die Kältespeicherung als abgeschlossen betrachtet und das Ventil 5 wieder geschlossen. Ebenso ist es möglich, Temperaturfühler in jedem Transportbehälter anzubringen, um die Temperatur und damit den Ladezustand des Binäreises einzeln zu bestimmen. In der Folge könnenThe after-run temperature is monitored by means of a thermocouple 13, which is located at the end of the after-run line in front of the storage tank of the binary ice generator 1. If the temperatures at the inlet and outlet are identical or almost identical, the filling process with binary ice and thus the cold storage is considered complete and the valve 5 is closed again. It is also possible to install temperature sensors in each transport container in order to determine the temperature and thus the charge level of the binary ice individually. As a result,
weitere Transportbehälter 11, 12 etc. auf die gleiche Weise mit Binäreis gefüllt werden.further transport containers 11, 12 etc. are filled with binary ice in the same way.
Die geladenen Transportbehälter können dann mit Kühlgut beladen werden und dieses während eines mehrstündigen Transports kühlen. Zum Wiederaufladen können sie zum Binär/eis-Erzeuger 1 zurücktransportiert werden. Sie können jedoch ebenso an einem anderen Ort an einen anderen Binäreis-Erzeuger angeschlossen werden und dortThe loaded transport containers can then be loaded with refrigerated goods and cool them during a transport lasting several hours. They can be transported back to binary/ice generator 1 for recharging. However, they can also be connected to another binary ice generator at another location and cooled there.
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mit Kälte !wieder aufgeladen oder stationär mit Kälte versorgt werden. An diesen anderen Binäreis-Erzeuger, der sich z. B. in der Bordküche von Zugrestaurants, Schiffen oder Flugzeugen befindet, können über ein weiteres Vorlaufleitungssystem 15 zusätzliche stationäre Kälteverbraucher 16, wie z. B. Flaschen- und Durchlaufkühler sowie gekühlte Schauvitrinen etc., angeschlossen und mit handelsüblicher Temperaturregeltechnik temperiert werden.recharged with cold or supplied with cold in a stationary manner. Additional stationary cold consumers 16, such as bottle and flow coolers as well as cooled display cases etc., can be connected to this other binary ice producer, which is located in the galley of train restaurants, ships or aircraft, for example, via another supply line system 15 and can be tempered using commercially available temperature control technology.
Claims (8)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980625 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010129 |
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| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20040701 |