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DE4115964C1 - Using solar energy for mobile refrigeration equipment - connecting solar generator to energy store between sunrise and sunset and operating refrigerator w.r.t. external air temp. over set time period - Google Patents

Using solar energy for mobile refrigeration equipment - connecting solar generator to energy store between sunrise and sunset and operating refrigerator w.r.t. external air temp. over set time period

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Publication number
DE4115964C1
DE4115964C1 DE4115964A DE4115964A DE4115964C1 DE 4115964 C1 DE4115964 C1 DE 4115964C1 DE 4115964 A DE4115964 A DE 4115964A DE 4115964 A DE4115964 A DE 4115964A DE 4115964 C1 DE4115964 C1 DE 4115964C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
time
refrigerator
energy
sunrise
solar generator
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
DE4115964A
Other languages
English (en)
Inventor
Werner Dipl.-Ing. O-4500 Dessau De Marx
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Waggonbau Dessau O-4500 Dessau De GmbH
Original Assignee
Waggonbau Dessau O-4500 Dessau De GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waggonbau Dessau O-4500 Dessau De GmbH filed Critical Waggonbau Dessau O-4500 Dessau De GmbH
Priority to DE4115964A priority Critical patent/DE4115964C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4115964C1 publication Critical patent/DE4115964C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/002—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
    • B61D27/0072—Means for cooling only
    • B61D27/0081—Means for cooling only of wagons for transporting refrigerated goods
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

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  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausnutzung der Son­ nenenergie bei mobilen Kälteanlagen mit Kaltdampf-Kältema­ schine und eine Kälteanlage zur Durchführung des Verfahrens.
Allgemein bekannt sind ortsfeste Anlagen zur Kälteerzeugung aus Sonnenenergie nach unterschiedlichen Prinzipien, die ohne Schwierigkeiten mit einer ausreichenden Wandlerfläche ausge­ rüstet werden können.
In der Literaturstelle "Solar-powered refrigeration system for railway refrigerator cars" von Conover, D. R. (Transpor­ tation Research Record, USA 1977, Nr. 653) wird ein Kühlwagen beschrieben, dessen Energieversorgung durch eine begrenzte Anzahl von Solarzellen, die auf dem Dach des Fahrzeuges mon­ tiert sind, erfolgt. Unter ungünstigen Bedingungen kann diese beschränkte Wandlerfläche zu einem unerwünschten Ansteigen der Laderaumtemperatur führen.
Die Literaturstelle "Sonnenausnutzung zur Kälteerzeugung in Kühlfahrzeugen" von Dr.-Ing. J. Senst (DD-Z.: Luft- und Kältetechnik 1989/2) unterbreitet einen Lösungsvorschlag, in dem die gesamte Dachfläche des Kühlfahrzeuges mit Solarzellen ausgerüstet ist. Die beschriebene Lösung geht von Klimaten mit ausreichender täglicher Sonneneinstrahlung aus, eine ver­ besserte Nutzung der unter Umständen spärlich vorhandenen So­ larenergie ist jedoch nicht vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, den Mittelwert der Laderaumtemperatur einer mobilen Kälteanlage auch bei nicht ausreichender Sonnenein­ strahlung über einen längeren Zeitraum ohne zusätzliche Fremdenergieeinspeisung nur durch Nutzung der Sonnenener­ gie, aufrechtzuerhalten und eine dafür geeignete Vorrichtung zu schaffen.
Die Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die gesamte, zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang vom Solargenerator bereitgestellte Energie zunächst in einem Energiespeicher gespeichert und danach vollständig innerhalb einer begrenzten Zeitspanne, welche als mögliche Laufzeit der Kältemaschine für jeden Zyklus neu aus den Strahlungsbedingungen des betreffenden Tages ermittelt wird, im Bereich der niedrigsten täglichen Außenlufttempera­ tur zum Betrieb der Kältemaschine umgesetzt wird, wobei als Bezugspunkt für den Betrieb der Kältemaschine der Zeitpunkt des Sonnenaufganges gewählt wird, so daß die mögliche Lauf­ zeit der Kältemaschine sich in Abhängigkeit vom typischen Verlauf der Außenlufttemperaturen um diesen Bezugspunkt, da­ bei den Startzeitpunkt für den Betrieb der Kältemaschine er­ gebend, verteilt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine Kälteanlage zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem Solargenerator, einem Energiespeicher und einer Kältemaschine zeichnet sich dadurch aus, daß der Kältemaschi­ ne ein Leistungsschalter vorgeschaltet ist, der durch eine Auswertungseinheit ansteuerbar ist, welcher eine Eingabeein­ heit und ein dem Solargenerator nachgeschaltetes Meßgerät für den Ladestrom zugeordnet sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Fig. 1 und 2 skizzierten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die verfahrensgemäße Verteilung der möglichen Laufzeit der Kältemaschine um den täglichen Zeitpunkt der niedrigsten Außenlufttemperatur und die daraus resultierende Festlegung des Startzeitpunktes,
Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Käl­ teanlage.
Verfahrensgemäß wird der elektrochemische Energiespeicher 3 durch den Solargenerator 1 von Sonnenaufgang bis Sonnenunter­ gang bei konstanter Ladespannung geladen und mit Hilfe des mit dem Meßgerät 2 gemessenen Ladestromes und der Ladezeit wird von der Auswertungseinheit 6 die an den Energiespeicher 3 übergebene Energie ermittelt. Daraus berechnet die Auswer­ tungseinheit 6 unter Verwendung von Daten über die Speicher­ verluste und die Leistungsaufnahme der Kältemaschine 5 die, aus den Strahlungsbedingungen des Tages resultierende, mög­ liche Laufzeit ΔτMA.
Der Auswertungseinheit 6 steht ferner der tägliche Zeitpunkt der niedrigsten Außenlufttemperatur tmin in Form des Zeit­ punktes für den Sonnenaufgang τSA zur Verfügung. Dieser wird für definierte Transportaufgaben ebenfalls von der Auswer­ tungseinheit 6 unter Einbeziehung von Angaben über den Strec­ kenverlauf und die Fahrgeschwindigkeit, die mit der Eingabe­ einheit 7 vor Transportbeginn eingegeben wurden, berechnet oder er wird mit der Eingabeeinheit 7 direkt eingegeben. Die Verteilung k der möglichen Laufzeit ΔτMA der Kältmaschine 5 um den Zeitpunkt des Sonnenaufganges τSA ist als optimierter Wert in der Auswertungseinheit 6 gespeichert, kann jedoch mit der Eingabeeinheit 7 abweichend eingestellt werden.
Die gespeicherte Verteilung liegt vorzugsweise in der Größen­ ordnung k = 2/3. Die Auswertungseinheit 6 steuert den Lei­ stungsschalter 4 zum Zeitpunkt,
τSTART = τSA-k·ΔτMA,
an und setzt die Kältemaschine 5 in Betrieb. Durch erneute Ansteuerung des Leistungsschalters 4 unterbricht die Auswer­ tungseinheit 6 den Betrieb der Kältemaschine 5 nach Ablauf der Zeitspanne ΔτMA, wodurch im Energiespeicher 3 die vor der Ladung am Vortag vorhandene Basisladung verbleibt (Schutz vor Tiefentladung). Die Betätigung des Leistungsschalters 4 stellt gleichzeitig die Ausgangsbedingung für einen erneuten Zyklus her.
Die Kälteanlage zur Durchführung des Verfahrens besitzt außer dem Solargenerator 1, dem Energiespeicher 3 und der Kältema­ schine 5 ein Meßgerät für den Ladestrom 2, eine Auswertungs­ einheit 6, eine Eingabeeinheit 7 sowie einen durch die Aus­ wertungseinheit 6 ansteuerbaren Leistungsschalter 4 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Anordnung.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
 1 Solargenerator
 2 Meßgerät für den Ladestrom
 3 Energiespeicher
 4 Leistungsschalter
 5 Kältemaschine
 6 Auswertungseinheit
 7 Eingabeeinheit
ΔτMA mögliche Laufzeit
τSTART Startzeitpunkt
τSA Zeitpunkt des Sonnenaufganges
k Laufzeitverteilung
tmin niedrigste tägliche Außenlufttemperatur
t Außenlufttemperatur

Claims (4)

1. Verfahren zur Ausnutzung der Sonnenenergie bei mobilen Kälteanlagen mit Kaltdampf-Kältemaschine, gekennzeichnet dadurch, daß die gesamte, zwischen Sonnenaufgang und Son­ nenuntergang vom Solargenerator (1) bereitgestellte Ener­ gie zunächst in einem Energiespeicher (3) gespeichert und danach vollständig innerhalb einer begrenzten Zeitspanne, welche als mögliche Laufzeit (ΔτMA) der Kältemaschine (5) für jeden Zyklus neu aus den Strahlungsbedingungen des betreffenden Tages ermittelt wird, im Bereich der niedrig­ sten täglichen Außenlufttemperatur (tmin) zum Betrieb der Kältemaschine (5) umgesetzt wird, wobei als Bezugs­ punkt fur die Bestimmung des Startzeitpunktes (τSTART) für den Betrieb der Kältemaschine (5) der Zeitpunkt des Sonnenaufganges (τSA) gewählt wird, so daß die mögliche Laufzeit (ΔτMA) der Kältemaschine (5) sich in Abhängig­ keit vom typischen Verlauf der Außenlufttemperaturen (t) um diesen Bezugspunkt, dabei den Startzeitpunkt (τSTART) für den Betrieb der Kältemaschine (5) ergebend, verteilt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Zeitpunkt des Sonnenaufganges (τSA) in Abhängigkeit von der Transportaufgabe sowohl von der Auswertungseinheit (6) intern berechnet als auch mit der Eingabeeinheit (7) di­ rekt eingegeben werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Bestimmung des Startzeitpunktes (τSTART) für den Betrieb der Kältemaschine (5) in der Auswertungseinheit (6) ein Wert (k) für die Verteilung der möglichen Lauf­ zeit (ΔτMA) der Kältemaschine (5) gespeichert wird, wel­ cher vorzugsweise in der Größenordnung k = 2/3 liegt und mit der Eingabeeinheit (7) abweichend eingestellt werden kann.
4. Kälteanlege zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-3, bestehend aus einem Solargenerator, einem Energie­ speicher und einer Kältemaschine, gekennzeichnet dadurch, daß der Kältemaschine ein Leistungsschalter (4) vorge­ schaltet ist, der durch eine Auswertungseinheit (6) an­ steuerbar ist, welcher eine Eingabeeinheit (7) und ein dem Solargenerator nachgeschaltetes Meßgerät für den Ladestrom (2) zugeordnet sind.
DE4115964A 1991-05-16 1991-05-16 Using solar energy for mobile refrigeration equipment - connecting solar generator to energy store between sunrise and sunset and operating refrigerator w.r.t. external air temp. over set time period Expired - Fee Related DE4115964C1 (en)

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WO1999020478A1 (de) * 1997-10-16 1999-04-29 Möller Plast GmbH Kraftfahrzeug mit heizungs- und/oder klimaanlage
DE102008042587A1 (de) 2008-10-02 2010-04-08 Dilo Trading Ag Netz unabhängiges Kühlsystem und zugehörige Energiespeichereinheit
EP3246193A1 (de) 2016-05-20 2017-11-22 railCare AG Energieversorgungsanordnung
CN110304085A (zh) * 2019-06-21 2019-10-08 常州大学 一种高铁紧急状态停车车厢通风散热装置

Non-Patent Citations (2)

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Title
CONOVER, David R.: Solar-Powered Refrigeration System for Railway Refrigerator-Cars. In: Trans- portation Research Record, USA 1977, Nr. 653, S. 58-65 *
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