WO2009003928A2 - Refrigeration appliance - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a refrigerator, which is provided with a measuring device that indicates the current energy consumption of the device.
- Refrigerators are an indispensable part of the modern world. Cooling appliances, in particular refrigerators or freezers, are widely used in industry, gastronomy, commerce and also in the private sector.
- refrigerators consist of a housing provided with an insulating material for heating, the interior of which is cooled by means of a device operated by an electric current, usually consisting of a compressor and an evaporator.
- V insulation panels hereinafter also referred to as VIP, were used as insulating material. These have a vacuum of preferably less than 100 mbar.
- the vacuum insulation panels are well known and, for example, in
- DE 197 26 732 described. They usually consist of an evacuated, porous core material enclosed by a gas-tight film.
- zeolites or open-cell plastics such as rigid polyurethane foam or polystyrene foam, can be used as the core material.
- the foams can be used as a molded body or as a compressed powder.
- VIP foamed plastics, preferably polyurethane, used as the core material, since otherwise there may be problems with the recycling of refrigerators.
- the devices should be easy to produce.
- the object could surprisingly be achieved in that the cooling device is provided with a measuring device that indicates the current consumption of electrical energy.
- the invention is therefore a cooling device consisting of
- the composite elements of which the housing is composed consist, as stated, of at least one cover layer ai) and an intermediate layer aii) of a heat-insulating material.
- the cover layer ai) may be made of metal, for example made of sheet steel.
- the cover layer a) consists of plastics, in particular thermoplastics.
- plastics in particular thermoplastics.
- polystyrene or ABS plastics are used as plastics.
- the metal cover layers have a thickness of 0.2 to 0.5 mm, preferably of at least 0.25 and in particular of 0.3 and not more than 0.4 mm.
- a thickness of 0.7-1.0 mm is preferred.
- the intermediate layer aii) consists, as stated, of a heat-insulating material.
- all compounds with low thermal conductivity can be used. act as mineral fibers or preferably foamed plastics, such as polystyrene foam or polyurethane foam, in particular rigid polyurethane foam.
- foamed plastics such as polystyrene foam or polyurethane foam, in particular rigid polyurethane foam.
- rigid polyurethane foam it is customary to introduce the liquid starting components into the cavity between the cover layers ai) where they cure to foam.
- vacuum insulation panels are used as intermediate layer aii). These are porous materials that are enclosed by a gas-tight envelope and evacuated.
- Vacuum insulation panels, their preparation and the materials used for this purpose are known.
- core materials as described, mostly open-cell rigid polyurethane foams, mineral fibers or silicon compounds, preferably open-cell rigid polyurethane foams, are used.
- Suitable foams are described for example in EP 1512707.
- water and / or hydrocarbons are preferably used as blowing agents.
- open-cell foams with a cell size of less than 100 ⁇ m are used as the core material of the vacuum insulation panels.
- foams can be obtained via aerogels.
- the foam is initially produced in a manner known per se. Thereafter, the foams obtained are, unless they have already been prepared as shaped bodies of the desired size, placed in the mold they have as the core of the vacuum insulation panel. This is preferably done by sawing in appropriate plate size. The moldings are then in the gas-tight envelope, preferably the composite film, packaged, evacuated and gas-tight welded.
- getter materials for example, zeolites, activated carbon, highly hygroscopic materials can be used.
- a film As wrapping material for the vacuum insulation panels is generally used a film.
- Preferred films are composite films, in particular multilayer composite films with a vapor-deposited or laminated metal layer, for example made of aluminum. Suitable films consist for. Example of polyester, polyvinyl chloride, polyolefins such as polyethylene or polypropylene, or polyvinyl alcohol.
- the use of open-cell rigid polyurethane foams as core material for the vacuum insulation panel is preferred as described.
- the advantages are, on the one hand, that refrigerators produced in this way are completely recyclable, since no non-system components are contained in the refrigeration unit. On the other hand, the plates are also easier to handle when producing the vacuum insulation panels than powdered materials.
- the vacuum insulation panels are introduced between the cover layers ai), fixed and preferably foamed with a rigid polyurethane foam.
- the vacuum insulation panel preferably at least 60%, particularly preferably at least 70% and in particular at least 80% of the surface of the cover layer ai) is covered with the vacuum insulation panel.
- Complete covering of the covering layer ai) is possible, but not preferred, since foaming of the corners should be carried out for reasons of stability of the refrigerating devices produced from the thermal insulation elements.
- foaming of the corners should be carried out for reasons of stability of the refrigerating devices produced from the thermal insulation elements.
- Each cover layer ai) may be covered by several, but preferably by only one vacuum insulation panel.
- the vacuum insulation panels preferably have an edge length of at least 40 cm, preferably at 60 ⁇ 20 cm x 120 ⁇ 40 cm.
- the size of the vacuum insulation panels depends on the size of the refrigeration appliances and should, as described, be dimensioned so that at least 60% of the cover layer a) is covered with only one vacuum insulation panel.
- the advantage of using only one vacuum insulation panel b) per thermal insulation element lies in the fact that the continuous covering of the cover layer a) the water vapor diffusion and thermal conductivity can be deteriorated and any gaps that can occur at the boundary between two vacuum insulation panels on the outer skin , be avoided. Due to the size of this embodiment can be used in particular in the use of thermal insulation elements for the production of refrigerators or freezers.
- the fixation of the vacuum insulation panels b) on the cover layer a) can be effected by adhesive or adhesive tapes.
- the production of the refrigerators can be done in different ways.
- thermal insulation elements from ai) and aii) are produced separately as flat elements and then to the Refrigerators joined together.
- This embodiment is particularly preferred for very large refrigerators, such as refrigerated containers or superstructures for refrigerated vehicles.
- the cover layers a) and d) can be fixed at the desired distance and the insulating material c) can be introduced.
- rigid polyurethane foam is used as the insulating material c), the liquid starting components of which are introduced into the cavity, where they harden to give the polyurethane and at the same time firmly connect the cover layers a) and d) to one another.
- the thermal insulation elements by the double-plate belt method.
- the vacuum-insulated panels b) are applied to the moving lower cover layer a), then the liquid starting components for the rigid polyurethane foam and then the upper cover layer d) are applied.
- the thermal insulation element obtained can then be cut to length, depending on the length of the introduced vacuum insulation panels b) between the vacuum insulation panels b).
- the refrigerators are used for the back, where aesthetics naturally play no paramount role, insulating elements in which the cover layer ai) made of cardboard or polyolefin, such as polyethylene or polypropylene. Otherwise, these thermal insulation ducks have the same structure as described above.
- the heat-insulating elements are produced on a double-plate conveyor and, as described in EP 1 075 634, cut to length, mitred and folded into the housing of the refrigeration appliance.
- vacuum insulation panels make sure that the vacuum insulation panels are not damaged.
- the cooling takes place in a known manner by condensation and evaporation of a refrigerant.
- rigid polyurethane foams can be used as the sole heat-insulating material aii) and also for foaming the vacuum insulation panels.
- the rigid foams do not differ in either case.
- the rigid polyurethane foams used as heat-insulating material aii) are preferably the customary and known compounds, as described, for example, in the Kunststoff-Handbuch, Volume 7 "Polyurethane", 3rd edition 1993, Carl Hanser Verlag, Kunststoff, Vienna ,
- the preparation of these compounds is usually carried out by reacting polyisocyanates, preferably diphenylmethane diisocyanate and mixtures of diphenylmethane diisocyanate with polyphenylene-polymethylene polyisocyanates, also referred to as crude MDI, with compounds having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms.
- polyisocyanates preferably diphenylmethane diisocyanate and mixtures of diphenylmethane diisocyanate with polyphenylene-polymethylene polyisocyanates, also referred to as crude MDI
- the compounds having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms are usually polyether alcohols and / or polyester alcohols, preferably those having a functionality of at least 3.
- the polyester alcohols are usually reaction products of polyfunctional carboxylic acids with polyfunctional alcohols.
- the polyether alcohols are usually reaction products of compounds having at least 3 active hydrogen atoms with alkylene oxides, preferably ethylene oxide and / or propylene oxide.
- Compounds having at least 3 active hydrogen atoms are generally polyfunctional alcohols, such as glycerol, trimethylolpropane, or sugar alcohols, preferably sucrose or sorbitol, aliphatic amines, such as ethylenediamine, or aromatic amines, such as toluenediamine (TDA) or diphenylmethanediamine (MDA), mostly mixed with its higher homologs.
- the reaction usually takes place in the presence of catalysts, blowing agents and auxiliaries and / or additives.
- the blowing agent is usually water, usually in combination with inert, liquid at room temperature compounds which evaporate at the reaction temperature of the polyurethane formation, so-called physical blowing agents used.
- Typical physical blowing agents are alkanes, fluoroalkanes and methyl formate. Among the alkanes, the pentanes, and especially cyclopentane, have the greatest technical importance.
- the same starting materials are used as for the production of the polyurethanes used as heat-insulating material aii).
- water and / or gases dissolved in one of the polyurethane building components, in particular carbon dioxide, are used predominantly as the blowing agent.
- ammeters are used as measuring devices c).
- the respective current energy consumption can be displayed by means of the measuring devices c). If the consumption increases, the cause can either be detected promptly and, if possible, eliminated or, if this is not possible, the device can be taken out of service. This avoids unnecessary power being consumed by defective devices over a long period of time.
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Abstract
Description
Kühlgerät cooling unit
Beschreibungdescription
Gegenstand der Erfindung ist ein Kühlgerät, das mit einem Messgerät versehen ist, das den aktuellen Energieverbrauch des Geräts anzeigt.The invention relates to a refrigerator, which is provided with a measuring device that indicates the current energy consumption of the device.
Kühlgeräte sind aus der modernen Welt nicht mehr wegzudenken. Sowohl in der Industrie, der Gastronomie, im Handel und auch im privaten Bereich finden Kühlgeräte, insbesondere als Kühlschränke oder Kühltruhen, breite Anwendung.Refrigerators are an indispensable part of the modern world. Cooling appliances, in particular refrigerators or freezers, are widely used in industry, gastronomy, commerce and also in the private sector.
Üblicherweise bestehen Kühlgeräte aus einem mit einem Isoliermaterial für Wärme versehenen Gehäuse, dessen Innenraum mit einer mit elektrischem Strom betriebenen Vorrichtung, zumeist bestehend aus einem Kompressor und einem Verdampfer, ge- kühlt wird.Conventionally, refrigerators consist of a housing provided with an insulating material for heating, the interior of which is cooled by means of a device operated by an electric current, usually consisting of a compressor and an evaporator.
Es ist wesentlich, den Energieverbrauch der Kühlgeräte zu gering wie möglich zu halten. Eine Möglichkeit ist die Optimierung der Wärmeisolierung des Gehäuses. Als Isoliermaterial für Kältegeräte hat sich allgemein Polyurethan-Hartschaum durchgesetzt. Der Vorteil von Polyurethan-Hartschaum liegt, neben der sehr geringen Wärmeleitfähigkeit, auch in der den vorteilhaften Verarbeitungseigenschaften. Da bei die zur Herstellung der Polyurethan-Hartschaumstoffe eingesetzten Rohstoffe flüssig und fließfähig sind, ist es möglich, das Gehäuse vollständig und ohne Hohlräume auszufüllen.It is essential to keep the energy consumption of the refrigerators as low as possible. One possibility is to optimize the heat insulation of the housing. As an insulating material for refrigerators generally rigid polyurethane foam has prevailed. The advantage of rigid polyurethane foam, in addition to the very low thermal conductivity, also in the advantageous processing properties. Since the raw materials used to produce the rigid polyurethane foams are liquid and flowable, it is possible to fill the housing completely and without cavities.
Eine weitere deutliche Verringerung der Wärmeleitfähigkeit und damit des Energieverbrauchs der Kühlgeräte konnte erreicht werden, indem als Isoliermaterial sogenannte Vakuumisolationspaneele, im folgenden auch als VIP bezeichnet, eingesetzt wurden. Diese haben ein Vakuum von vorzugsweise kleiner 100 mbar.A further significant reduction in the thermal conductivity and thus the energy consumption of the cooling units could be achieved by so-called vacuum insulation panels, hereinafter also referred to as VIP, were used as insulating material. These have a vacuum of preferably less than 100 mbar.
Die Vakuumisolationspaneele sind allgemein bekannt und beispielsweise inThe vacuum insulation panels are well known and, for example, in
DE 197 26 732 beschrieben. Sie bestehen üblicherweise aus einem von einer gasdichten Folie umschlossenen evakuiertem, porösen Kernmaterial. Als Kernmaterial können beispielsweise Zeolithe oder offenzellige Kunststoffe, wie Polyurethan-Hartschaum oder Polystyrolschaum, verwendet werden. Die Schaumstoffe können dabei als Form- körper oder als verpresstes Pulver eingesetzt werden. Für Kühlgeräte werden vorzugsweise VIP mit geschäumten Kunststoffen, bevorzugt Polyurethan, als Kernmaterial eingesetzt, da es ansonsten Probleme beim Recycling der Kühlschränke geben kann.DE 197 26 732 described. They usually consist of an evacuated, porous core material enclosed by a gas-tight film. For example, zeolites or open-cell plastics, such as rigid polyurethane foam or polystyrene foam, can be used as the core material. The foams can be used as a molded body or as a compressed powder. For refrigerators preferably VIP with foamed plastics, preferably polyurethane, used as the core material, since otherwise there may be problems with the recycling of refrigerators.
Wie oben gesagt, kommt dem Energieverbrauch der Kühlgeräte eine große Bedeutung zu. Leider hat sich gezeigt, dass die Wärmeleitfähigkeit des Isoliermaterials mit der Zeit zunimmt, so dass es auch zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs der Kühlgeräte kommt. Ursachen für das Nachlassen der Isolierung können beispielsweise die Diffusi- on der Treibmittel aus den Schaumstoffen, das Nachlassen des Vakuums in den Vakuumisolationspaneelen oder Defekte der Isolierung oder der Kühlvorrichtung sein. Diese Erhöhung des Energieverbrauchs vollzieht sich zumeist schleichend über einen längeren Zeitraum und bleibt daher meist lange unbemerkt. Da jedoch der sparsame Umgang mit Energie, insbesondere unter Berücksichtigung des Klimawandels, eine ständige Aufgabe ist, sollte auch bei Kühlgeräten während der gesamten Laufzeit niedrig sein.As mentioned above, the energy consumption of refrigerators is of great importance. Unfortunately, it has been shown that the thermal conductivity of the insulating material increases with time, so that there is also an increase in the energy consumption of the cooling units. Causes of the relaxation of the insulation can be, for example, the diffusion on the blowing agent from the foams, the relaxation of the vacuum in the vacuum insulation panels or defects of the insulation or the cooling device. This increase in energy consumption usually takes place creeping over a longer period of time and therefore usually goes unnoticed for a long time. However, since the economical use of energy, especially in view of climate change, is a constant task, should also be low for refrigerators throughout the term.
Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kühlgeräte zur Verfügung zu stellen, die auch für lange Zeit einen niedrigen Energieverbrauch aufweisen. Die Geräte sollten auf einfache Weise herstellbar sein.It was the object of the present invention to provide refrigerators that have low energy consumption for a long time. The devices should be easy to produce.
Die Aufgabe konnte überraschenderweise dadurch gelöst werden, dass das Kühlgerät mit einem Messgerät versehen ist, dass den momentanen Verbrauch an elektrischer Energie anzeigt.The object could surprisingly be achieved in that the cooling device is provided with a measuring device that indicates the current consumption of electrical energy.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Kühlgerät, bestehend ausThe invention is therefore a cooling device consisting of
a) einem mit einem Isoliermaterial versehenen Gehäuse und b) einer mit elektrischem Strom betriebenen Vorrichtung zur Kühlung des von dem Gehäuse umschlossenen Innenraum, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlgerät zusätzlich mit c) einem Messgerät versehen ist, dass den laufenden Verbrauch an elektrischer Energie anzeigt.a) a housing provided with an insulating material and b) a device operated with electric current for cooling the housing enclosed by the housing interior, characterized in that the cooling device is additionally provided with c) a measuring device that indicates the current consumption of electrical energy.
Durch die Kombination des Kühlgeräts mit dem Messgerät ist es möglich, ständig den aktuellen Energieverbrauch zu verfolgen und frühzeitig auf den Anstieg des Energieverbrauchs zu reagieren.By combining the refrigerator with the meter, it is possible to constantly monitor the current energy consumption and react early to the increase in energy consumption.
Die Verbundelemente, aus denen das Gehäuse zusammengesetzt ist, bestehen, wie ausgeführt, aus mindestens einer Deckschicht ai) und einer Zwischenschicht aii) aus einem wärmeisolierenden Material.The composite elements of which the housing is composed consist, as stated, of at least one cover layer ai) and an intermediate layer aii) of a heat-insulating material.
Die Deckschicht ai) kann aus Metall, beispielsweise aus Stahlblech, bestehen. In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmedämmelemente besteht die Deckschicht a) aus Kunststoffen, insbesondere thermoplastischen Kunststoffen. Vorzugsweise werden als Kunststoffe Polystyrol oder ABS-Kunststoffe eingesetzt. Wie beschrieben, haben die Metall-Deckschichten eine Dicke von 0,2 bis 0,5 mm, bevorzugt von mindestens 0,25 und insbesondere von 0,3 und von höchstens 0,4 mm. Bei Kunststoff wird eine Dicke von 0,7 - 1 ,0 mm bevorzugt.The cover layer ai) may be made of metal, for example made of sheet steel. In another embodiment of the thermal insulation elements according to the invention, the cover layer a) consists of plastics, in particular thermoplastics. Preferably, polystyrene or ABS plastics are used as plastics. As described, the metal cover layers have a thickness of 0.2 to 0.5 mm, preferably of at least 0.25 and in particular of 0.3 and not more than 0.4 mm. For plastic, a thickness of 0.7-1.0 mm is preferred.
Die Zwischenschicht aii) besteht, wie ausgeführt, aus einem wärmeisolierenden Material. Dabei kann es sich prinzipiell um alle Verbindungen mit geringer Wärmeleitfähig- keit handeln, wie Mineralfasern oder vorzugsweise geschäumte Kunststoffe, wie Polystyrolschaum oder Polyurethanschaum, insbesondere Polyurethan-Hartschaum. Bei der Verwendung von Polyurethan-Hartschaum ist es üblich, die flüssigen Ausgangskomponenten in den Hohlraum zwischen den Deckschichten ai) einzubringen, wo sie zum Schaum aushärten.The intermediate layer aii) consists, as stated, of a heat-insulating material. In principle, all compounds with low thermal conductivity can be used. act as mineral fibers or preferably foamed plastics, such as polystyrene foam or polyurethane foam, in particular rigid polyurethane foam. When using rigid polyurethane foam, it is customary to introduce the liquid starting components into the cavity between the cover layers ai) where they cure to foam.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Zwischenschicht aii) sogenannte Vakuumisolationspaneele eingesetzt. Dabei handelt es sich um poröse Materialien, die von einer gasdichten Hülle umschlossen und evakuiert sind.In a particularly preferred embodiment of the invention so-called vacuum insulation panels are used as intermediate layer aii). These are porous materials that are enclosed by a gas-tight envelope and evacuated.
Vakuumisolationspaneele, ihre Herstellung und die dazu verwendbaren Materialien sind bekannt. Als Kernmaterialien werden, wie beschrieben, zumeist offenzellige Polyurethan-Hartschaumstoffe, Mineralfasern oder Siliziumverbindungen, bevorzugt offen- zellige Polyurethan-Hartschaumstoffe eingesetzt. Geeignete Schaumstoffe werden beispielsweise in EP 1512707 beschrieben. Bei der Herstellung der offenzelligen Polyurethan-Hartschaumstoffe werden als Treibmittel vorzugsweise Wasser und/oder Kohlenwasserstoffe eingesetzt.Vacuum insulation panels, their preparation and the materials used for this purpose are known. As core materials, as described, mostly open-cell rigid polyurethane foams, mineral fibers or silicon compounds, preferably open-cell rigid polyurethane foams, are used. Suitable foams are described for example in EP 1512707. In the production of open-cell rigid polyurethane foams, water and / or hydrocarbons are preferably used as blowing agents.
In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung werden als Kernmaterial der Vaku- umisolationspaneele offenzellige Schaumstoffe mit einer Zellgröße von kleiner 100 μm eingesetzt. Derartige Schaumstoffe können über Aerogele gewonnen werden.In a special embodiment of the invention, open-cell foams with a cell size of less than 100 μm are used as the core material of the vacuum insulation panels. Such foams can be obtained via aerogels.
Bei der Herstellung der Vakuumisolationspaneele unter Verwendung Polyurethan- Hartschaumstoffe wird zunächst in an sich bekannter Weise der Schaum hergestellt. Danach werden die erhaltenen Schaumstoffe, sofern sie nicht bereits als Formkörper mit der gewünschten Größe hergestellt wurden, in die Form gebracht, die sie als Kern des Vakuum-Isolationspaneels haben. Dies geschieht vorzugsweise durch sägen in entsprechende Plattengröße. Die Formkörper werden danach in die gasdichte Umhüllung, vorzugsweise die Verbund-Folie, verpackt, evakuiert und gasdicht verschweißt.In the production of the vacuum insulation panels using rigid polyurethane foams, the foam is initially produced in a manner known per se. Thereafter, the foams obtained are, unless they have already been prepared as shaped bodies of the desired size, placed in the mold they have as the core of the vacuum insulation panel. This is preferably done by sawing in appropriate plate size. The moldings are then in the gas-tight envelope, preferably the composite film, packaged, evacuated and gas-tight welded.
Es ist üblich, gemeinsam mit dem Kernmaterial auch ein Gettermaterial mit einzuschweißen, um zu verhindern, dass später ausgasende flüchtige Substanzen das Vakuum beeinträchtigen. Als Gettermaterialien können beispielsweise Zeolithe, Aktivkohle, stark hygroskopische Materialien eingesetzt werden.It is common practice to weld together a getter material along with the core material to prevent any later outgassing of volatile substances from affecting the vacuum. As getter materials, for example, zeolites, activated carbon, highly hygroscopic materials can be used.
Als Hüllmaterial für die Vakuumisolationspaneele verwendet man im allgemeinen eine Folie. Bevorzugte Folien sind Verbundfolien, insbesondere Mehrschichtverbundfolien mit einer aufgedampften oder auflaminierten Metallschicht, beispielsweise aus Aluminium. Geeignete Folien bestehen z. B. aus Polyester, Polyvinylchlorid, Polyolefinen wie Polyethylen oder Polypropylen, oder Polyvinylalkohol. Die Verwendung von offenzelligen Polyurethan-Hartschaumstoffen als Kernmaterial für die Vakuumisolationspaneel ist, wie beschrieben bevorzugt. Die Vorteile liegen zum einen darin, dass so hergestellte Kältegeräte komplett recycelbar sind, da keine systemfremden Bestandteile im Kältegerät enthalten sind. Zum anderen sind die Platten bei der Herstellung der Vakuumisolationspaneele auch besser handhabbar als pulver- förmige Stoffe.As wrapping material for the vacuum insulation panels is generally used a film. Preferred films are composite films, in particular multilayer composite films with a vapor-deposited or laminated metal layer, for example made of aluminum. Suitable films consist for. Example of polyester, polyvinyl chloride, polyolefins such as polyethylene or polypropylene, or polyvinyl alcohol. The use of open-cell rigid polyurethane foams as core material for the vacuum insulation panel is preferred as described. The advantages are, on the one hand, that refrigerators produced in this way are completely recyclable, since no non-system components are contained in the refrigeration unit. On the other hand, the plates are also easier to handle when producing the vacuum insulation panels than powdered materials.
Die Vakuumisolationspaneele werden zwischen die Deckschichten ai) eingebracht, fixiert und vorzugsweise mit einem Polyurethan-Hartschaumstoff umschäumt.The vacuum insulation panels are introduced between the cover layers ai), fixed and preferably foamed with a rigid polyurethane foam.
Dabei ist vorzugsweise mindestens 60 %, besonders bevorzugt mindestens 70 % und insbesondere mindestens 80 % der Fläche der Deckschicht ai) mit dem Vakuumisolationspaneel bedeckt. Eine vollständige Bedeckung der Deckschicht ai) ist möglich, jedoch nicht bevorzugt, da aus Gründen der Stabilität der aus den Wärmedämmelemen- ten hergestellten Kältegeräte eine Ausschäumung der Ecken vorgenommen werden sollte. Außerdem kann nicht sichergestellt werden, dass sich bei der Herstellung der Kältegeräte an den Ecken beziehungsweise Kanten keine Bereiche herausbilden, an denen die Vakuumisolationspaneele zusammenstoßen und Hohlräume ausbilden, die auch vom weiteren Dämmmaterial c) nicht ausgefüllt werden können.In this case, preferably at least 60%, particularly preferably at least 70% and in particular at least 80% of the surface of the cover layer ai) is covered with the vacuum insulation panel. Complete covering of the covering layer ai) is possible, but not preferred, since foaming of the corners should be carried out for reasons of stability of the refrigerating devices produced from the thermal insulation elements. In addition, it can not be ensured that in the manufacture of the refrigerators at the corners or edges no areas are formed, where the vacuum insulation panels collide and form cavities that can not be filled by the further insulation material c).
Jede Deckschicht ai) kann von mehreren, bevorzugt jedoch von nur einem Vakuumisolationspaneel bedeckt sein. Dabei haben die Vakuumisolationspaneele bevorzugt eine Kantenlänge von mindestens 40 cm, vorzugsweise bei 60±20 cm x 120±40 cm. Vorzugsweise richtet sich die Größe der Vakuumisolationspaneele nach der Größe der Kältegeräte und sollte, wie beschrieben, so bemessen sein, dass mit nur einem Vakuumisolationspaneel mindestens 60 % der Deckschicht a) bedeckt ist.Each cover layer ai) may be covered by several, but preferably by only one vacuum insulation panel. The vacuum insulation panels preferably have an edge length of at least 40 cm, preferably at 60 ± 20 cm x 120 ± 40 cm. Preferably, the size of the vacuum insulation panels depends on the size of the refrigeration appliances and should, as described, be dimensioned so that at least 60% of the cover layer a) is covered with only one vacuum insulation panel.
Der Vorteil der Verwendung nur eines Vakuumisolationspaneels b) pro Wärmedämmelement liegt insbesondere darin, dass durch die lückenlose Bedeckung der Deck- schicht a) die Wasserdampfdiffusion und die Wärmeleitfähigkeit verschlechtert werden können und eventuelle Lücken, die an der Grenze zwischen zwei Vakuumisolationspaneelen an der Außenhaut auftreten können, vermieden werden. Auf Grund der Größe kann diese Ausführungsform insbesondere bei der Verwendung der Wärmedämmelemente zur Herstellung von Kühlschränken oder Gefriertruhen eingesetzt werden.The advantage of using only one vacuum insulation panel b) per thermal insulation element lies in the fact that the continuous covering of the cover layer a) the water vapor diffusion and thermal conductivity can be deteriorated and any gaps that can occur at the boundary between two vacuum insulation panels on the outer skin , be avoided. Due to the size of this embodiment can be used in particular in the use of thermal insulation elements for the production of refrigerators or freezers.
Die Fixierung der Vakuumisolationspaneele b) an der Deckschicht a) kann durch Kleber oder Klebebänder erfolgen.The fixation of the vacuum insulation panels b) on the cover layer a) can be effected by adhesive or adhesive tapes.
Die Herstellung der Kältegeräte kann auf unterschiedlichem Wege erfolgen.The production of the refrigerators can be done in different ways.
In einer Ausführungsform der Herstellung der Kältegeräte werden Wärmedämmelemente aus ai) und aii) separat als flächige Elemente hergestellt und danach zu den Kältegeräten zusammengefügt. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei sehr großen Kältegeräten bevorzugt, beispielsweise Kühlcontainern oder Aufbauten für Kühlfahrzeuge. Dabei können die Deckschichten a) und d) im gewünschten Abstand fixiert und das Dämmmaterial c) eingebracht werden. Als Dämmmaterial c) wird insbesonde- re Polyurethan-Hartschaumstoff eingesetzt, dessen flüssige Ausgangskomponenten in den Hohlraum eingebracht werden, wo sie zum Polyurethan aushärten und gleichzeitig die Deckschichten a) und d) fest miteinander verbinden.In one embodiment of the production of refrigeration units, thermal insulation elements from ai) and aii) are produced separately as flat elements and then to the Refrigerators joined together. This embodiment is particularly preferred for very large refrigerators, such as refrigerated containers or superstructures for refrigerated vehicles. The cover layers a) and d) can be fixed at the desired distance and the insulating material c) can be introduced. In particular, rigid polyurethane foam is used as the insulating material c), the liquid starting components of which are introduced into the cavity, where they harden to give the polyurethane and at the same time firmly connect the cover layers a) and d) to one another.
Es ist prinzipiell auch möglich, die Wärmedämmelemente nach dem Doppelplatten- bandverfahren herzustellen. Dazu werden auf die bewegte untere Deckschicht a) die Vakuumisolationspaneele b) aufgebracht, darauf die flüssigen Ausgangskomponenten für den Polyurethan-Hartschaumstoff und danach die obere Deckschicht d) aufgebracht. Das erhaltene Wärmedämmelement kann dann je nach der Länge der eingebrachten Vakuumisolationspaneele b) zwischen den Vakuumisolationspaneelen b) abgelängt werden.In principle, it is also possible to produce the thermal insulation elements by the double-plate belt method. For this purpose, the vacuum-insulated panels b) are applied to the moving lower cover layer a), then the liquid starting components for the rigid polyurethane foam and then the upper cover layer d) are applied. The thermal insulation element obtained can then be cut to length, depending on the length of the introduced vacuum insulation panels b) between the vacuum insulation panels b).
Bei der Herstellung von Kühlschränken oder Gefriertruhen ist es bevorzugt, die äußere und die innere Deckschicht ai) zu dem Gehäuse des Geräts zu verformen und in den Hohlraum zwischen den Deckschichten die flüssigen Ausgangskomponenten des als Dämmmaterial eingesetzten Polyurethan-Hartschaumstoffs einzubringen. Durch den Polyurethan-Hartschaumstoff werden die Deckschichten fest verbunden und das Gehäuse somit stabilisiert.In the manufacture of refrigerators or freezers it is preferable to deform the outer and inner cover layers ai) to the housing of the device and to introduce into the cavity between the cover layers the liquid starting components of the rigid polyurethane foam used as the insulating material. Due to the polyurethane rigid foam, the cover layers are firmly connected and the housing thus stabilized.
In einer Ausführungsform der Kühlschränke werden für die Rückseite, wo ästhetische Aspekte naturgemäß keine überragende Rolle spielen, Dämmelemente eingesetzt, bei denen die Deckschicht ai) aus Pappe oder Polyolefin, wie Polyethylen oder Polypropylen, bestehen. Ansonsten haben diese Wärmedämmelenente den gleichen Aufbau wie oben beschrieben.In one embodiment of the refrigerators are used for the back, where aesthetics naturally play no paramount role, insulating elements in which the cover layer ai) made of cardboard or polyolefin, such as polyethylene or polypropylene. Otherwise, these thermal insulation ducks have the same structure as described above.
In einer weiteren Ausführungsform der Herstellung der Kältegeräte können, wie oben beschrieben, auf einer Doppelplattenbandanlage die Wärmedämmelemente hergestellt und, wie in EP 1 075 634 beschrieben, abgelängt, auf Gehrung geschnitten und zum Gehäuse des Kältegerätes gefaltet werden. Bei der Verwendung von Vakuumisolationspaneelen als aii) ist zu beachten, dass die eingebrachten Vakuumisolationspaneele nicht beschädigt werden.In a further embodiment of the production of the refrigeration appliances, as described above, the heat-insulating elements are produced on a double-plate conveyor and, as described in EP 1 075 634, cut to length, mitred and folded into the housing of the refrigeration appliance. When using vacuum insulation panels as aii), make sure that the vacuum insulation panels are not damaged.
Die Kühlung erfolgt auf bekannte Weise durch Kondensation und Verdampfung eines Kältemittels.The cooling takes place in a known manner by condensation and evaporation of a refrigerant.
Wie beschrieben, können als einziges wärmeisolierendes Material aii) und auch zum Umschäumen der Vakuumisolationspaneele Polyurethan-Hartschaumstoffe eingesetzt werden. Die Hartschaumstoffe unterscheiden sich in beiden Fällen nicht. Bei den als wärmeisolierendes Material aii) eingesetzten Polyurethan- Hartschaumstoffen handelt es sich vorzugsweise um die üblichen und bekannten Verbindungen, wie sie beispielsweise im Kunststoff-Handbuch, Band 7 „Polyurethane", 3. Auflage 1993, Carl Hanser Verlag, München, Wien beschrieben sind.As described, rigid polyurethane foams can be used as the sole heat-insulating material aii) and also for foaming the vacuum insulation panels. The rigid foams do not differ in either case. The rigid polyurethane foams used as heat-insulating material aii) are preferably the customary and known compounds, as described, for example, in the Kunststoff-Handbuch, Volume 7 "Polyurethane", 3rd edition 1993, Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna ,
Die Herstellung dieser Verbindungen erfolgt üblicherweise durch Umsetzung von PoIy- isocyanaten, vorzugsweise Dipenylmethan-Diisocyanat und Gemischen aus Diphenyl- methan-Diisocyanat mit Polyphenylen-Polymethylen-Polyisocyanaten, auch als Roh- MDI bezeichnet, mit Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen. Bei den Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen handelt es sich zumeist um Polyetheralkoho- Ie und/oder Polyesteralkohole, vorzugsweise solchen mit einer Funktionalität von mindestens 3. Bei den Polyesteralkoholen handelt es sich zumeist um Umsetzungsproduk- te von mehrfunktionellen Carbonsäuren mit mehrfunktionellen Alkoholen. Bei den Po- lyetheralkoholen handelt es sich zumeist um Umsetzungsprodukte von Verbindungen mit mindestens 3 aktiven Wasserstoffatomen mit Alkylenoxiden, vorzugsweise Ethy- lenoxid und/oder Propylenoxid. Als Verbindungen mit mindestens 3 aktiven Wasserstoffatomen werden zumeist mehrfunktionelle Alkohole, wie Glyzerin, Trimethylolpro- pan, oder Zuckeralkohole, vorzugsweise Saccharose oder Sorbit, aliphatische Amine, wie Ethylendiamin, oder aromatische Amine, wie Toluylendiamin (TDA) oder Diphe- nylmethandiamin (MDA), zumeist im Gemisch mit seinen höheren Homologen.The preparation of these compounds is usually carried out by reacting polyisocyanates, preferably diphenylmethane diisocyanate and mixtures of diphenylmethane diisocyanate with polyphenylene-polymethylene polyisocyanates, also referred to as crude MDI, with compounds having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms. The compounds having at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms are usually polyether alcohols and / or polyester alcohols, preferably those having a functionality of at least 3. The polyester alcohols are usually reaction products of polyfunctional carboxylic acids with polyfunctional alcohols. The polyether alcohols are usually reaction products of compounds having at least 3 active hydrogen atoms with alkylene oxides, preferably ethylene oxide and / or propylene oxide. Compounds having at least 3 active hydrogen atoms are generally polyfunctional alcohols, such as glycerol, trimethylolpropane, or sugar alcohols, preferably sucrose or sorbitol, aliphatic amines, such as ethylenediamine, or aromatic amines, such as toluenediamine (TDA) or diphenylmethanediamine (MDA), mostly mixed with its higher homologs.
Die Umsetzung läuft üblicherweise in Anwesenheit von Katalysatoren, Treibmitteln sowie Hilfs- und/oder Zusatzstoffen statt. Als Treibmittel wird üblicherweise Wasser, zumeist in Kombination mit inerten, bei Raumtemperatur flüssigen Verbindungen, die bei der Reaktionstemperatur der Polyurethanbildung verdampfen, sogenannte physikalische Treibmittel, verwendet. Übliche physikalische Treibmittel sind Alkane, Fluoralka- ne und Methylformiat. Unter den Alkanen haben die Pentane, und hier besonders das Cyclopentan, die größte technische Bedeutung.The reaction usually takes place in the presence of catalysts, blowing agents and auxiliaries and / or additives. The blowing agent is usually water, usually in combination with inert, liquid at room temperature compounds which evaporate at the reaction temperature of the polyurethane formation, so-called physical blowing agents used. Typical physical blowing agents are alkanes, fluoroalkanes and methyl formate. Among the alkanes, the pentanes, and especially cyclopentane, have the greatest technical importance.
Bei den als Kernmaterial für die Vakuumisolationspaneele eingesetzten Polyurethan- Hartschaumstoffen werden prinzipiell die gleichen Ausgangsstoffe eingesetzt wie zur Herstellung der als wärmeisolierendes Material aii) eingesetzten Polyurethane. Es werden jedoch als Treibmittel überwiegend Wasser und/oder in einer der Polyurethan- Aufbaukomponenten gelöster Gase, insbesondere Kohlendioxid, eingesetzt.In the rigid polyurethane foams used as core material for the vacuum insulation panels, in principle the same starting materials are used as for the production of the polyurethanes used as heat-insulating material aii). However, water and / or gases dissolved in one of the polyurethane building components, in particular carbon dioxide, are used predominantly as the blowing agent.
Als Messgeräte c) werden insbesondere Amperemeter eingesetzt.In particular ammeters are used as measuring devices c).
Wie beschrieben, kann mittels der Messgeräte c) der jeweils aktuelle Energieverbrauch angezeigt werden. Wenn der Verbrauch ansteigt, kann entweder zeitnah die Ursache festgestellt und, sofern möglich, abgestellt oder, falls dies nicht möglich ist, das Gerät ausgemustert werden. Damit wird vermieden, dass durch defekte Geräte über einen längeren Zeitraum unnütz Strom verbraucht wird. As described, the respective current energy consumption can be displayed by means of the measuring devices c). If the consumption increases, the cause can either be detected promptly and, if possible, eliminated or, if this is not possible, the device can be taken out of service. This avoids unnecessary power being consumed by defective devices over a long period of time.
Claims
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