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WO2012019792A1 - Eisspeicher - Google Patents

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Publication number
WO2012019792A1
WO2012019792A1 PCT/EP2011/057050 EP2011057050W WO2012019792A1 WO 2012019792 A1 WO2012019792 A1 WO 2012019792A1 EP 2011057050 W EP2011057050 W EP 2011057050W WO 2012019792 A1 WO2012019792 A1 WO 2012019792A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ice storage
fluid medium
module
storage tank
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/057050
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sven-Olaf Klüe
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.)
HEAT TRANSFER TECHNOLOGY AG
Original Assignee
HEAT TRANSFER TECHNOLOGY AG
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 HEAT TRANSFER TECHNOLOGY AG filed Critical HEAT TRANSFER TECHNOLOGY AG
Priority to MX2013001631A priority Critical patent/MX2013001631A/es
Priority to BR112013003152A priority patent/BR112013003152A2/pt
Priority to RU2013110238/13A priority patent/RU2013110238A/ru
Publication of WO2012019792A1 publication Critical patent/WO2012019792A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D16/00—Devices using a combination of a cooling mode associated with refrigerating machinery with a cooling mode not associated with refrigerating machinery
    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine
    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
    • F25D31/002—Liquid coolers, e.g. beverage cooler
    • F25D31/003—Liquid coolers, e.g. beverage cooler with immersed cooling element

Definitions

  • the invention relates to improvements in ice storage, as used in particular in milk cooling systems.
  • the milked milk can be cooled by means of storage cooling or throughflow cooling.
  • storage cooling In both cooling methods, it is known to use cold water to cool the milk.
  • a heat exchanger In the continuous cooling, a heat exchanger is used, through which a flow channel milk, is passed through the other cold water. There is a heat exchange between the warm milk and the cold water, which cools the milk.
  • the milk is stored in a container that is cooled by cold water, which then also cools the milk.
  • a high cooling capacity is usually not required continuously to cool milk. Rather, a high cooling capacity is required only when freshly-depleted - and thus warm - milk is supplied to the dairy plant.
  • ice storage In order to reduce the cooling capacity of the system to be installed, the use of ice storage is known.
  • This ice storage can cold "caching.” Ice storage are thereby "charged” by low-power refrigeration generators over a period of time and can the stored refrigeration capacity, which may be above the cooling capacity of the refrigeration generators, deliver again at short notice. Thus, it can be ensured that in the system for cooling milk, despite a smaller installed cooling capacity, there is always enough stored cooling capacity to cool the de-molten milk.
  • a corresponding milk cooling system is disclosed for example in DE-Al-103 16 165.
  • the known in the art ice storage include a water-filled ice storage tank. In the ice storage tank and with this firmly connected coils are arranged through which a refrigerant can flow.
  • the water in the ice storage tank is cooled.
  • the heated after cooling of milk water can be returned to the ice storage tank, where it is cooled again.
  • the rate at which the refrigeration capacity stored in the ice storage pool can be delivered is referred to as the "melting rate".
  • the water in the ice storage tank can be cooled so far that at least partially ice forms in the ice storage tank.
  • ice must form in the ice
  • the invention is based on the object to provide devices that allows a simple and cost-effective repair of ice storage in case of corrosion damage and ensures a high Abschmelz intricate in ice storage.
  • the invention relates to a cooling module for lowering into an ice storage tank of an ice storage unit filled with a first fluid medium, comprising a pipe arrangement, by which an inlet opening and an outlet opening for a second fluid medium are connected to one another, a system holder, with which the cooling module in FIG attachable to the ice storage tank and at which the pipe arrangement is fastened, wherein on the system holder an inlet opening for the first fluid medium is provided, and the system holder at the bottom of the refrigeration module with the inlet port for the first fluid medium fluid-connected Ausströmöff has openings which are arranged so that the flowing out of the outflow first Medium is uniformly distributed over the surface of the cooling module, and wherein an air injection device is provided with an air supply opening and a plurality of fluid-connected air outflow, wherein the Heilausström ⁇ openings are arranged on the underside of the cooling module, that the air flowing from the Heilausströmö Stammen evenly over the surface of the cooling module is distributed.
  • the invention further relates to an ice storage comprising a filled with a first fluid medium ice storage tank and at least one in the ice storage tank from ⁇ lowered cooling module according to the invention.
  • the invention further relates to a kit for retrofitting ice storage basins, comprising at least two bauglei ⁇ che, inventive cooling modules, wherein the inlet opening and outlet opening for the second fluid medium, the air supply openings and the inlet opening for the first flu ⁇ ide medium of the refrigeration modules connected in parallel are.
  • the invention relates to a set of ice storage tanks, comprising at least two identical, inventive cooling modules, which are lowered in each case an ice storage tank, and inlet opening and outlet opening for the second fluid medium, the air supply openings and the Inlet opening for the first fluid medium of the cooling modules are connected in parallel.
  • Two openings o.a. are considered to be "fluidly connected" when the two are connected so that a fluid from the first opening is guided so that it can flow through a defined channel to the second opening, a corresponding connection can be achieved, for example, by a pipeline.
  • Two or more ports are "connected in parallel" when one fluid flow is equal to the two or more
  • Openings is distributed or summarized from the two or more openings derived fluid streams.
  • a corresponding division of a fluid flow or a combination of fluid flows can, for example, take place by means of a Y-shaped line.
  • Devices are "operated in parallel" if the similar openings are connected in parallel to the devices.
  • the invention is based on the finding that a cost-effective repair for corrosion damage is possible by a modular design of an ice storage.
  • a cooling module comprising a pipe arrangement is proposed, which can be lowered into an ice storage tank. If corrosion damage occurs in such a cooling module, then only the cooling module, but not the ice storage tank or the entire ice storage must be replaced. It is also possible that with existing ice storage with corrosion damage to the coil only the damaged coil is removed while the ice storage tank is maintained. The refrigeration module according to the invention can then be lowered into the already existing ice storage tank, whereby the functionality of the ice storage is restored.
  • more than one cooling module is lowered in an already existing or newly installed ice storage tank, the individual connections of the at least two cooling modules being connected to one another in such a way that they are operated in parallel.
  • it is possible to install any cooling capacity, without the need for a special design and manufacture of a cooling module or a pipe arrangement. Rather, it is achieved by a uniform size of cooling modules, of which several can be lowered parallel in an ice storage tank, that any integer multiple of the cooling capacity of a single cooling module can be installed as a total cooling capacity. This allows the cost advantages of a series production in design and manufacture of the refrigeration modules can be fully utilized.
  • the set of ice storage devices comprises a plurality of standardized refrigeration modules, which - as described above - are operated in parallel and each in an adapted to the size and cooling capacity of the refrigeration modules Eis Grandebe- ckens are lowered. Since every refrigeration module is lowered in its own ice storage tank, the advantages of series production, as already described for the refrigeration modules, can also be transferred to the ice storage basins. Depending on the desired total refrigeration capacity, the number of ice storages with ice storage basins and refrigeration modules lowered in them is determined which, operated in parallel, deliver the desired total refrigeration capacity.
  • the refrigeration module provides that an inlet opening for the first fluid medium is provided, and the system holder on the bottom of the refrigeration module has outflow openings fluidly connected to the inlet opening for the first fluid medium and so arranged in that the first medium flowing out of the outflow openings is distributed uniformly over the surface of the cooling module.
  • the first fluid medium is the same fluid medium with which the ice storage tank is filled, preferably in particular the heated water flowing back from the process.
  • the inflow of the first fluid medium via the refrigeration module according to the invention ensures that the first fluid medium flowing into the ice storage tank is uniformly distributed over the surface of the underside of the refrigeration module.
  • By the inflow of the first fluid medium over the entire surface of the underside of the cooling module is the formation of a single flow channel, which would greatly reduce the Abschmelziere would result effectively prevented.
  • By the supply of the first fluid medium to the ice storage tank via the cooling module according to the invention it is further achieved that already existing E s- memory basin, in which the supply of the first fluid medium pointwise, the Abschmelzlexstung significantly increased by the use of a cooling module v / can ground.
  • the inflowing first fluid medium - for example.
  • Warm return water - is namely introduced evenly between the tube assembly of the refrigeration module. This advantage also occurs in particular in the kit for retrofitting ice storage basins according to the invention.
  • the cooling module further comprises an air injection device.
  • the air injection device has an air supply opening and a plurality of air discharge openings arranged thereon, which are connected to the underside of the refrigeration module, wherein the air discharge openings are arranged so that the air flowing out of the air discharge openings is distributed uniformly over the surface of the refrigeration module.
  • the inlet opening and the outlet opening for the second fluid medium, the inlet opening for the first fluid medium and / or the air supply opening are arranged on the top side of the refrigeration module.
  • system holder is at least partially tubular and the inlet opening for the first fluid medium with the outflow openings for the first fluid medium through the tubular parts of the system holder are fluidly connected to each other. The first fluid medium flowing from the inlet opening to the outflow openings is thus guided through the system holder.
  • an outlet opening and at least one inlet opening connected to the fluid for the first medium are provided on the refrigeration module, wherein the inflow opening between the top and bottom of the refrigeration module and the outlet opening is preferably arranged on the top side of the refrigeration module.
  • Ice storage tank yields and so the cooling capacity of the ice storage is independent of any existing inlets and outlets on the ice storage tank is predictable. It is further preferred if the outlet opening at the
  • Top side of the cooling module and the inflow opening between the top and bottom of the cooling module via a tubular part of the system holder are fluidly connected to each other.
  • the tube assembly may preferably be formed as a tube coils. However, it is also possible to provide a plate cooler or an evaporator plate arrangement as a multiply nestled tube arrangement.
  • first fluid medium is water
  • second fluid medium is cold fluid
  • the tube assembly is preferably galvanized or stainless steel.
  • Figure la-c a first embodiment of a cooling module according to the invention
  • Figure 2a, b a first embodiment of an ice storage according to the invention with egg nem cooling module according to Figure 1; a first embodiment of a set according to the invention for retrofitting ice storage tanks withméemo modules according to Figure 1; a first embodiment of a set of ice storage with cooling modules according to Figure 1;
  • Figure 5 a firstmittedsbexspiel a
  • Figure 6 a second embodiment of an ice storage according to the invention.
  • FIGS. 1 a to c a refrigeration module 1 according to the invention is shown in three different views, wherein FIG. 1 a shows the front view, FIG. 1 b shows the right side view and FIG. 1 c shows the bottom view of the refrigeration module 1.
  • the refrigeration module 1 comprises a tube arrangement 10 and a system holder 20.
  • the pipe assembly 10 is, as shown, looped several times and connects an inlet opening 11 with an outlet opening 12.
  • the pipe assembly 10 is thus a pipe coil.
  • the second fluid medium flowing through the inlet opening 11 into the tube arrangement 10 passes through the entire tube arrangement 10 before it exits again at the outlet opening 12.
  • Inlet and outlet openings 11, 12 are arranged on the upper side 2 of the cooling module 1.
  • the system holder 20 includes two U-shaped retaining elements 21 to which the tube assembly 10 is attached.
  • the transverse part 22, as well as the side parts 23, 24 of the holding elements 21 are tubular.
  • an inlet opening 25 for a first fluid medium is provided in each case.
  • This inlet opening 25 is due to the tubular configuration of the one side part 23 and the cross member 22 fluidly connected to a respectively provided on the transverse parts 22 outflow openings 26 flowing through the inlet opening 25 first fluid medium flows accordingly through the holding member 21 and flows to the Ausströmöff openings 26th out.
  • the Auslassöff openings 26 are arranged so that the first medium flowing from the discharge openings 26 evenly over the surface -. the bottom 3 - the cooling module 1 is distributed.
  • an inflow opening 27 for the first medium is provided in the upper region between the upper and lower sides 2, 3 of the cooling module 1.
  • This inflow opening 27 is above the tubular other side part 24 with the outlet opening 28 for the first fluid medium, which is arranged on the upper side 2 of the cooling module 1, fluidly connected.
  • first fluid medium flowing in through the inflow opening 27 can reach the outlet opening 28 via the tubular other side part 24.
  • a partition wall (not shown) in the area 29.
  • the refrigeration module 20 also has an air injection device 30.
  • the air injection device 30 consists of a pipeline system 31, wherein an air supply opening 32 is provided on the upper side 2 of the cooling module 1.
  • the air supply opening 32 is connected via the pipe system 31 with a grid-like structure 32 arranged on the underside 3 of the refrigeration module 1.
  • At the lattice-like pipe structure 32 Vietnameseausströmö réelleen 33 are provided, through which the pipe system 31 via the Vietnamese- opening 32 supplied air can escape.
  • the outlet openings 33 are arranged so that the air flowing out of them uniformly over the surface - ie the bottom 3 - of the cooling module 1 is distributed.
  • the system holder 20 also has feet 40, with which the system holder 20 in an ice storage tank 50 can be fastened.
  • the cooling module 1 is considered to be fixed in the sense of this invention solely due to its weight and the resulting frictional force between the feet 40 and the ice storage tank 50. Additionally, it is possible for the feet 40 to be attached to the ice storage pool 50 by other means, fospw, a spot weld connection. It is also it is possible to provide further or alternative securing elements with which the cooling module 1 can be fastened, for example, to the side walls of an ice-puffer basin.
  • FIGS. 2a, b The mode of operation of the refrigeration module 1 from FIGS. 1 a to c will now be explained with reference to FIGS. 2 a, b.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 2a, b may be, on the one hand, an ice storage device according to the invention with a refrigeration module 1 and an ice storage basin 50. But it can also be an already existing ice storage tank 50, which is retrofitted with a cooling module 1 according to the invention. Due to the substantial agreement between these two variants, they will therefore be summarized in the following explanation in a single embodiment.
  • the cooling module 1 from FIGS. 1 a to c is, as shown in FIGS. 2 a, b, lowered into an ice storage tank 50.
  • the ice storage tank 50 is filled with a first fluid medium.
  • the refrigeration module 1 is valid solely on the basis of its weight and the resulting friction between feet 40 and ice storage tank 50 as fixed in the context of this application,
  • the two inlet openings 25 are connected to one another via pipelines 60 such that first fluid medium flowing through the pipelines 60 is distributed uniformly over the two inlet openings 25. So you are connected in parallel.
  • the two outlet openings 28 on the holding elements 21 are connected in parallel, ie connected to one another via a piping system in such a way that uniformly the first fluid medium via the piping system 61 can be removed through the outlet openings 28 from the ice storage tank 50.
  • the inlet and Auslassöff openings 11, 12 of the tube assembly 10 for the second fluid medium are integrated via pipes 62, 63 in a cooling circuit, not shown.
  • This refrigeration cycle includes a refrigeration generator (not shown) that cools the second fluid medium to a low temperature before flowing through the conduit 62 into the inlet port 11 of the tube assembly 10. As the second fluid flows through the tube assembly 10, it overflows Wall of the tube assembly 10 for heat exchange with the first fluid medium located in the ice storage tank 50, whereby the first fluid medium cools, while the second fluid medium in the
  • Pipe assembly 10 is heated.
  • the heated second fluid medium flows from the outlet port 12 through the conduits 63 back to the refrigeration generator, where it is cooled again. This results in a closed coolant circuit for the second fluid medium.
  • the first fluid medium in the ice storage tank 50 is cooled by cooling due to heat exchange with the second fluid medium in the tube assembly 10.
  • the cooled first fluid medium can be removed from the ice storage tank 50 via the inlet openings 27, the outlet openings 28 and the tubes 61.
  • the cooled first fluid medium can thus be supplied, for example, to a heat exchanger for cooling the milk (not shown).
  • the first fluid medium is heated and then fed via the pipes 60 to the cooling module 1.
  • the heated first fluid medium flows through the inlet openings 25 and the holding elements 21 to the outflow openings 26 on the transverse part 22 of the holding elements 21. There emerges the heated first fluid medium and mixes with the first fluid medium located in the ice storage tank 50. Due to the mixing there is a heat exchange between the colder first fluid medium located in the ice storage tank 50 and the inflowing, warmer first fluid medium, whereby the latter is cooled.
  • the outflow openings 26 are arranged so that the first fluid medium is uniformly distributed over the surface or the bottom 3 of the cooling module 1. This ensures that in the ice storage tank 50 no zones form exclusively with freshly inflowing first fluid medium, which would then have an elevated temperature compared to the other areas in the ice storage tank. This also prevents the formation of a single flow channel from the inlet to the outlet for the first fluid medium in the case of icing of the first fluid medium in the ice storage tank 50, which would result in a reduction in the melting rate. Rather, the formation of a flow channel is effectively avoided by the inventive way of supplying the first fluid medium.
  • an air injection device 30 is provided.
  • the air injection device 30 is connected via a pipe 64 to a compressed air source (not shown).
  • the Compressed air flowing into the air injection device 30 through the air supply opening 32 escapes in the region of the underside 3 of the cooling module 1 through the air outlet openings 33 provided there.
  • the air outlet openings 33 are arranged so that the outflowing air is uniformly distributed over the surface of the cooling module 1. Due to the injected air 50 turbulences are caused in the ice water basin, which leads to a homogenization of the first fluid medium located in the ice storage tank 50.
  • the tube assembly 10 is preferably galvanized or stainless steel.
  • FIG. 3 shows an inventive set for retrofitting an ice storage tank 50.
  • the ice storage tank is already present and should only be retrofitted with refrigeration modules 1 according to the invention (compare FIGS.
  • the ice storage basin 50 is dimensioned so that two refrigeration modules 1 according to the invention can be lowered into the ice storage basin 50.
  • the individual inlet and outlet openings or feed openings 11, 12, 25, 28, 32 of the individual cooling modules 1 are connected in parallel via pipes -61 to 64, whereby the cooling modules 1 are operated in parallel.
  • the kit according to the invention for retrofitting ice storage basins it is thus provided that, depending on the size of the ice storage tank 50, the number of cooling modules 1 to be lowered into the ice storage tank 50 is selected.
  • the identical and therefore cost-effectively mass-produced cooling modules 1 in this case have a certain cooling capacity, for example. 500 kWh.
  • an integer multiple of the refrigeration capacity of a single cold storage module 1 can be arbitrarily achieved as installed total output. In the illustrated embodiment, therefore, a total cooling capacity of 1000 kWh is achieved. But there are also total cooling capacities of 1500 kWh, 2000 kWh, 2500 kWh, etc. possible.
  • the set according to the invention for retrofitting ice storage basins 50 thus makes it possible to use ice storage of any size whose pipe coil can no longer be used due to corrosion, but whose ice storage basins are undamaged, simply with an inventive refrigeration module or one
  • a corresponding set of ice storage with corresponding pipes 60-64 shown in the inventive set of ice storage so can be resorted to a standardized ice storage with a certain cooling capacity and the parallel port several such ice storage an integer multiple of the cooling capacity of a single Exs notess be achieved as total refrigeration capacity.
  • the set of ice storage devices according to the invention offers the advantage that it is not only possible to resort to standardized refrigeration modules 1 but also to standardized ice storage basins 50, which enables cost-effective serial production.
  • the first fluid medium is taken from the ice storage tank 50 via flow channels in the cold module 1.
  • an outflow 51 it is also possible for an outflow 51 to be provided at the ice storage tank 50 for this purpose.
  • FIG. 6 shows a second exemplary embodiment of an ice accumulator according to the invention.
  • the ice storage according to FIG. 6 has extensive parallels to the ice storage according to FIG. 2, for which reason reference is made to the statements there. In the following, only the differences between the exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 6 will be discussed.
  • the cross members 22 of the support members 21 are formed as downwardly open U-profiles.
  • the cooling module 1 rests with the cross members 22 on the bottom of the ice storage tank 50, flow channels resulting in the transverse parts 22 for the first fluid medium.
  • the cross members 22 are provided with outflow openings 26 through which the first fluid medium is uniformly distributed over the surface of the cooling module 1.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei Eisspeichern, wie sie insbesondere in Milchkühlungsanlagen verwendet werden. Die Erfindung betrifft dafür im Besonderen ein Kältemodul (1) zur Absenkung in ein mit einem ersten fluiden Medium gefülltes Eisspeicherbecken (50) eines Eisspeichers, umfassend eine Rohranordnung (10), durch die eine Einlassöffnung (11) und eine Auslassöffnung (12) für ein zweites fluides Medium miteinander verbunden sind, eine Systemhalterung (20), mit der das Kältemodul (1) in dem Eisspeicherbecken (50) befestigbar und an der die Rohranordnung (10) befestigt ist, wobei an der Systemhalterung (20) eine Einlassöffnung (25) für das erste fluide Medium vorgesehen ist, und die Systemhalterung (20) an der Unterseite (3) des Kältemoduls (1) mit der Einlassöffnung (25) für das erste fluide Medium fluidverbundene Ausströmöffnungen (26) aufweist, die so angeordnet sind, dass das aus den Ausströmöffnungen (26) strömende erste Medium gleichmäßig über die Oberfläche des Kältemoduls (1) verteilt wird.

Description

Eisspeicher
Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei Eisspeichern, wie sie insbesondere in Milchkühlungsanlagen verwendet werden.
Nach dem Melken rauss Milch innerhalb von zwei Stunden auf 3 bis 5°C abgekühlt werden, um einen hohe Qualität der Milch zu gewährleisten. Die entmolkene Milch kann dabei mittels Lagerkühlung oder Durchflusskühlung abgekühlt werden. Bei beiden Kühlungsmethoden ist es bekannt, Kaltwasser zum Kühlen der Milch zu verwenden. Bei der Durchlaufkühlung wird ein Wärmetauscher eingesetzt, durch dessen einen Strömungskanal Milch, durch den anderen Kaltwasser geleitet wird. Es kommt zu einem Wärmeaustausch zwischen der warmen Milch und dem kalten Wasser, wodurch die Milch abgekühlt wird. Bei der Lagerkühlung befindet sich die Milch in einem Behälter, der durch kaltes Wasser herabgekühlt wird, wodurch dann auch die Milch gekühlt wird. In Molkereibetrieben ist zur Kühlung von Milch eine hohe Kühlleistung in der Regel nicht kontinuierlich erforderlich. Vielmehr wird eine hohe Kühlleistung nur dann benötigt, wenn frisch entmolkene - und damit warme - Milch der Molkereianlage zugeführt wird.
Um die zu installierende Kühlleistung der Anlage zu reduzieren, ist die Verwendung von Eisspeichern bekannt. Diese Eisspeicher können Kälte „Zwischenspeichern". Eisspeicher werden dabei von Kältegeneratoren mit geringerer Leistung über einen gewissen Zeitraum „aufgeladen" und können die gespeicherte Kälteleistung, die über der Kälteleistung der Kältegeneratoren liegen kann, kurzfristig wieder abgeben. So kann sichergestellt werden, dass in der Anlage zur Kühlung von Milch trotz geringerer installierter Kühlleistung immer ausreichend gespeicherte Kühlleistung zur Kühlung der entmolkenen Milch zur Verfügung steht. Eine entsprechende Milchkühlungsanlage ist z.B. in der DE-Al-103 16 165 offenbart . Die im Stand der Technik bekannten Eisspeicher umfassen ein mit Wasser gefülltes Eisspeicherbecken. In dem Eisspeicherbecken und mit diesem fest verbunden sind Rohrschlangen angeordnet, durch die ein Kältemittel fließen kann. Durch einen Wärmeaustausch über die Wände der Rohrschlange zwischen dem durch einen Kältegenerator auf eine niedrige Temperatur herunter gekühlte Kältemittel und dem Wasser im Eisspeicherbecken wird das Wasser im Eisspeicherbecken abkühlt. Es entsteht so ein Reservoir für Kaltwasser, welches zur Kühlung von Milch - bspw. durch Durchlaufkühlung - genutzt werden kann. Das nach der Kühlung von Milch erwärmte Wasser kann dem Eisspeicherbecken wieder zugeführt werden, wo es erneut abgekühlt wird. Die Rate, in der die im Eisspeicherbecken gespeicherte Kälteleistung abgegeben werden kann, wird als „Abschmelzleistung" bezeichnet.
Das Wasser im Eisspeicherbecken kann soweit abgekühlt werden, dass sich im Eisspeicherbecken wenigstens teilweise Eis bildet. Damit der beschriebene Kühlkreislauf des Wassers vom Eisspeicherbecken zur Milchkühlung und zurück je- doch nicht unterbrochen wird, muss bei der Eisbildung im
Eisspeicherbecken darauf geachtet werden, dass zwischen Zu- und Ablauf des Wassers im Eisspeicherbecken grundsätzlich wenigstens einen Strömungskanal vorhanden ist. Ist nur ein einziger St ömungskanal vorhanden und das Eisspeicherbecken ansonsten vergletschert bzw. vereist, so ist die vom Wasser überströmte Fläche auf Grund der Strömungs- kanalbildung klein, weshalb der Eisspeicher nur eine geringe Abschmelzleistung aufweist. Die abseits vom Strömungskanal liegenden Bereiche des Eisspeichers können im Falle der Vergletscherung nämlich nicht zur Kühlung des durch den Strömungskanal fließenden Wassers beitragen.
Bei den bekannten Eisspeicherbecken sind die Rohrschlangen in der Regel verzinkt. Durch Korrosion kann es zu irreparablen Schäden an der Rohrschlange kommen. In einem solchen Fall muss der gesamte Eisspeicher samt Rohrschlange und Eisspeicherbecken ausgetauscht werden. Dies ist ein aufwän¬ diger und kostspieliger Vorgang.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Vorrichtungen zu schaffen, die eine einfache und kostengünstige Reparatur von Eisspeichern bei Korrosionsschäden erlaubt und die eine hohe Abschmelzleistung bei Eisspeichern gewährleistet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch Vorrichtungen gemäß dem unabhängigen und der nebengeordneten Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Demnach betrifft die Erfindung ein Kältemodul zur Absenkung in ein mit einem ersten fluiden Medium gefülltes Eisspeicherbecken eines Eisspeichers, umfassend eine Rohranord- nung, durch die eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung für ein zweites fluides Medium miteinander verbunden sind, eine Systemhalterung, mit der das Kältemodul in dem Eisspeicherbecken befestigbar und an der die Rohranordnung be- festigt ist, wobei an der Systemhalterung eine Einlassöffnung für das erste fluide Medium vorgesehen ist, und die Systemhalterung an der Unterseite des Kältemoduls mit der Einlassöffnung für das erste fluide Medium fluidverbundene Ausströmöff ungen aufweist, die so angeordnet sind, dass das aus den Ausströmöffnungen strömende erste Medium gleichmäßig über die Oberfläche des Kältemoduls verteilt wird, und wobei eine Lufteinblasungsvorrichtung mit einer Luftzuführöffnung und mehreren damit fluidverbundenen Luft- ausströmöffnungen vorgesehen ist, wobei die Luftausström¬ öffnungen so an der Unterseite des Kältemoduls angeordnet sind, dass die aus den Luftausströmöffnungen strömende Luft gleichmäßig über die Oberfläche des Kältemoduls verteilt wird .
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Eisspeicher umfassend ein mit einem ersten fluiden Medium gefülltes Eisspeicherbecken und wenigstens ein in das Eisspeicherbecken ab¬ gesenktes erfindungsgemäßes Kältemodul.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Satz zur Nachrüstung von Eisspeicherbecken, umfassend wenigstens zwei bauglei¬ che, erfindungsgemäße Kältemodule, wobei die Einlassöffnung und Auslassöffnung für das zweite fluide Medium, die Luft- zuführöffnungen sowie die EinlaufÖffnung für das erste flu¬ ide Medium der Kältemodule parallel verbunden sind.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Satz von Eisspeichern, umfassend wenigstens zwei baugleiche, erfindungsge- mäße Kältemodule, die in jeweils einem Eisspeicherbecken abgesenkt sind, und Einlassöffnung und Auslassöffnung für das zweite fluide Medium, die Luftzuführöffnungen sowie die Einlauföffnung für das erste fluide Medium der Kältemodule parallel verbunden sind.
Nachfolgend seien einige in Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Begriff näher erläutert:
Zwei Öffnungen o.a. gelten als „fluidverbunden" , wenn die beiden so verbunden sind, dass ein Fluid von der ersten Öffnung so geführt wird, dass es durch einen definierten Kanal zur zweiten Öffnung strömen kann. Eine entsprechende Verbindung kann bspw. durch eine Rohrleitung erreicht werden.
Zwei oder mehr Öffnungen sind „parallel angeschlossen", wenn ein Fluidzustrom gleichmäßig auf die zwei oder mehr
Öffnungen verteilt wird oder aus den zwei oder mehr Öffnungen stammende Fluidströme zusammengefasst werden. Eine entsprechende Aufteilung eines Fluidzustroms bzw. Zusammenfassung von Fluidströmen kann bspw. durch eine Y-förmige Lei- tung erfolgen. Vorrichtung werden „parallel betrieben", wenn die gleichartigen Öffnungen an den Vorrichtungen parallel angeschlossen sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch ei- nen modularen Aufbau eines Eisspeichers eine kostengünstige Reparatur bei Korrosionsschäden möglich ist.
Gemäß dem Hauptanspruch wird dazu ein Kältemodul umfassend eine Rohranordnung vorgeschlagen, welches in ein Eisspei- cherbecken absenkbar ist. Treten bei einem solchen Kältemodul Korrosionsschäden auf, so muss lediglich das Kältemodul, nicht jedoch das Eisspeicherbecken bzw. der gesamte Eisspeicher ausgetauscht werden. Ebenfalls ist es möglich, dass bei bereits vorhandenen Eisspeichern mit Korrosionsschäden an der Rohrschlange lediglich die beschädigte Rohrschlange entfernt wird, während das Eisspeicherbecken erhalten bleibt. Das erfindungsgemäße Kältemodul kann dann in das bereits vorhandene Eisspeicherbecken abgesenkt werden, womit die Funktionsfähigkeit des Eisspeichers wieder hergestellt ist.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass in einem be- reits vorhandenen oder neu zu installierenden Eisspeicherbecken mehr als ein Kältemodul abgesenkt wird, wobei die einzelnen Anschlüsse der wenigstens zwei Kältemodule so miteinander verbunden werden, dass sie parallel betrieben werden. Durch den Einsatz mehrerer parallel geschalteter Kältemodule ist es möglich eine beliebige Kälteleistung zu installieren, ohne dass es dazu einer speziellen Konstruktion und Anfertigung eines Kältemoduls bzw. einer Rohranordnung bedarf. Vielmehr wird durch eine einheitliche Größe von Kältemodulen, von denen parallel geschaltet auch mehre- re in einem Eisspeicherbecken abgesenkt werden können, erreicht, dass ein beliebiges ganzzahliges Vielfaches der Kälteleistung eines einzelnen Kältemoduls als Gesamtkälteleistung installiert werden kann. Dadurch können die Kostenvorteile einer Serienproduktion bei Konstruktion und Fertigung der Kältemodule voll ausgenutzt werden können.
Ist auch ein bereits vorhandenes Eisspeicherbecken beschädigt oder soll ein neuer Eisspeicher installiert werden, so ist erfindungsgemäß ein Satz von Eisspeichern vorgesehen. Der Satz von Eisspeichern umfasst dabei mehrere standardisierte Kältemodule, die - wie oben beschrieben - parallel betrieben werden und jeweils in einem auf die Größe und Kälteleistung der Kältemodule angepassten Eisspeicherbe- ckens abgesenkt sind. Indern jedes Kältemodul in einem eigenen Eisspeicherbecken abgesenkt ist, können die Vorteile der Serienproduktion, wie sie bereits für die Kältemodule beschrieben wurden, auch auf die Eisspeicherbecken übertra- gen werden. Abhängig von der gewünschten Gesamtkälteleis- tung wird die Anzahl von Eisspeichern mit Eisspeicherbecken und darin abgesenkten Kältemodulen bestimmt, die parallel betrieben die gewünschte Gesamtkälteleistung liefern. Um die Äbschmelzleistung eines Eisspeichers zu erhöhen, ist bei dem erfindungsgemäßen Kältemodul vorgesehen, dass eine Einlassöffnung für das erste fluide Medium vorgesehen ist, und die Systemhalterung an der Unterseite des Kältemoduls Ausströmöffnungen aufweist, die mit der Einlassöffnung für das erste fluide Medium fluidverbunden und so angeordnet sind, dass das aus den Ausströmöffnungen strömende erste Medium gleichmäßig über die Oberfläche des Kältemoduls verteilt wird. Bei dem ersten fluiden Medium handelt es sich um das gleiche fluide Medium, mit dem das Eisspeicherbecken gefüllt ist, vorzugsweise insbesondere das vom Prozess zurückfließende erwärmte Wasser.
Durch den Zulauf des ersten fluiden Mediums über das erfindungsgemäße Kältemodul wird erreicht, dass das dem Eisspei- cherbecken zufließende erste fluide Medium gleichmäßig über der Oberfläche der Unterseite des Kältemoduls verteilt wird. Indem der Zulauf des ersten fluiden Mediums über die gesamte Oberfläche der Unterseite des Kältemoduls erfolgt wird die Bildung eines einzelnen Strömungskanals, der eine starke Absenkung der Abschmelzleistung zur Folge hätte, effektiv verhindert. Indem die Zuführung des ersten fluiden Mediums zum Eisspeicherbecken über das erfindungsgemäße Kältemodul erfolgt, wird weiterhin erreicht, dass bei bereits vorhandenen E s- speicherbecken, bei denen die Zuleitung des ersten fluiden Mediums punktuell erfolgt, die Abschmelzlexstung durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Kältemoduls deutlich erhöht v/erden kann. Das zufließende erste fluide Medium - bspw. warmes Rücklaufwasser - wird nämlich gleichmäßig zwischen die Rohranordnung des Kältemoduls eingebracht. Dieser Vor- teil tritt insbesondere auch bei dem erfindungsgemäßen Satz zur Nachrüstung von Eisspeicherbecken auf.
Um die Abschmelzleistung weiter zu erhöhen, umfasst das Kältemodul weiterhin eine Lufteinblasungsvorrichtung. Die Lufteinblasungsvorrichtung weist dabei eine Luftzuführöffnungen und mehrere damit fluidverbundene, an der Unterseite des Kältemoduls angeordnete Luftausströmöffnungen auf, wobei die Luftausströmungsöffnungen so angeordnet sind, dass die aus der Luftausströmöffnungen strömende Luft gleichmä- ßig über die Oberfläche des Kältemoduls verteilt wird.
Durch die gleichmäßig über die Oberfläche des Kältemoduls verteilte Einblasung von Luft wird eine erhöhte Turbulenz im Eisspeicherbecken, zumindest im Bereich des Kältemoduls, erreicht. Auf Grund der so erreichten Turbulenz wird die Bildung von Strömungskanälen und damit eine Absenkung der Abschmelzleistung effektiv verhindert.
Auch wenn das erste fluide Medium ausschließlich in flüssiger Phase vorliegt, wird durch die Einblasung von Luft eine Verbesserung des Eisspeichers erreicht. Durch die Lufteinblasung werden alle Bereiche des Eisspeicherbeckens, zumindest jedoch der Bereich des Kältemoduls durchmischt. Durch die ständige Durchmischung des aus den Ausströmöffnungen des Kältemoduls zufließenden ersten Mediums mit dem im Eisspeicherbecken, wird eine homogene Temperaturverteilung im Eisspeicherbecken erreicht. Die Ausbildung einzelner Temperaturzonen innerhalb des Eisspeicherbeckens und damit ggf. Temperaturschwankungen im dem Eisspeicherbecken entnommenes erstes fluides Medium wird also vermieden.
Es ist bevorzugt, wenn die Einlassöffnung und die Auslassöffnung für das zweite fluide Medium, die Einlassöffnung für das erste fluide Medium und/oder die Luftzuführöffnung an der Oberseite des Kältemoduls angeordnet sind.
Es ist weiter bevorzugt, wenn die Systemhalterung wenigstens teilweise rohrförmig ausgeführt ist und die Eingangs- Öffnung für das erste fluide Medium mit den Ausströmöffnungen für das erste fluide Medium durch die rohrförmigen Teile der Systemhalterung miteinander fluidverbunden sind. Das von der Eingangsöffnung zu den Ausströmöffnungen fließende erste fluide Medium wird also durch die Systemhalterung ge- leitet.
Weiter bevorzugt ist es, wenn am Kältemodul eine Auslassöffnung und wenigstens eine damit fluidverbundene Einströmöffnung für das erste Medium vorgesehen ist, wobei die Ein- strömöffnung zwischen Ober- und Unterseite des Kältemoduls und die Auslassöffnung vorzugsweise an der Oberseite des Kältemoduls angeordnet ist. Indem bei einem entsprechend ausgestalteten Kältemodul das erste fluide Medium aus dem Eisspeicherbecken über die Einströmöffnung des Kältemoduls entnommen werden kann, muss an dem Eisspeicherbecken, in das ein entsprechendes Kältemodul abgesenkt wird, keinerlei Ein- oder Auslassöffnungen vorgesehen sein. Das Eisspeicherbecken kann demnach sehr einfach aufgebaut sein. Bei bereits vorhandenen Eisspeicherbecken können vorhandene Ein- und Auslassöffnungen unbenutzt bleiben und geschlossen werden. Dies bietet den Vorteil, dass unabhängig von an einem bereits vorhandenen Eisspeicherbecken vorgesehenen Ein- und Auslassöffnungen eine „standardisierte" Strömung im
Eisspeicherbecken ergibt und so die Kälteleistung des Eisspeichers unabhängig von gegebenenfalls vorhandenen Ein- und Auslässen an dem Eisspeicherbecken vorhersagbar ist. Weiter bevorzugt ist es, wenn die Auslassöffnung an der
Oberseite des Kältemoduls und die Einströmungsöffnung zwischen Ober- und Unterseite des Kältemoduls über einen rohr- förmigen Teil der Systemhalterung miteinander fluidverbun- den sind.
Alternativ ist es natürlich weiterhin möglich, bereits vorhandene Ein- und Auslässe an einem Eisspeicherbecken zu nutzen. Auch ist es möglich, bei erfindungsgemäßen Eisspeichern einen Ausfluss an dem Eisspeicherbecken vorzusehen. Die Komplexität des Eisspeicherbeckens wird dadurch nur unwesentlich erhöht.
Die Rohranordnung kann vorzugsweise als Rohrschlangen ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich als mehrfach ver- schachtelte Rohranordnung einen Plattenkühler oder eine Verdampferplattenanordnung vorzusehen .
Bevorzugt ist es, wenn es sich bei dem ersten fluiden Medium um Wasser, bei dem zweiten fluiden Medium um Kälteflüs- sigkeit handelt. Die Rohranordnung ist bevorzugt verzinkt oder aus Edelstahl. Die Erfindung wird nun anhand von in den Zeichnungen darg stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
Figur la-c: ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kältemoduls;
Figur 2a, b: ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Eisspeichers mit ei nem Kältemodul gemäß Figur 1; ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Satzes zur Nachrüstung von Eisspeicherbecken mit Kältemo dulen gemäß Figur 1; ein erstes Ausführungsbeispiel eines Satzes von Eisspeichern mit Kältemodulen gemäß Figur 1;
Figur 5: ein erstes Ausführungsbexspiel eines
Eisspeicherbeckens; und
Figur 6: ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Eisspeichers.
In Figuren la bis c ist ein erfindungsgemäßes Kältemodul 1 in drei verschiedenen Ansichten dargestellt, wobei Figur la die Vorderansicht, Figur 1b die rechte Seitenansicht und Figur 1c die Untersicht des Kältemoduls 1 darstellt.
Das Kältemodul 1 umfasst eine Rohranordnung 10 und eine Systemhalterung 20. Die Rohranordnung 10 ist, wie dargestellt, mehrfach geschlungen und verbindet eine Einlassöffnung 11 mit einer Auslassöffnung 12. Bei der Rohranordnung 10 handelt es sich also um eine Rohrschlange. Durch die Einlassöffnung 11 in die Rohranordnung 10 einströmendes zweites fluides Medium durchläuft die gesamte Rohranordnung 10, bevor es an der Auslassöffnung 12 wieder austritt. Ein- und Auslassöffnungen 11, 12 sind dabei an der Oberseite 2 des Kältemoduls 1 angeordnet .
Die Systemhalterung 20 umfasst zwei U-fÖrmige Halteelemente 21, an denen die Rohranordnung 10 befestigt ist. Das Querteil 22, sowie die Seitenteile 23, 24 der Halteelemente 21 sind rohrförmig ausgebildet. An dem an der Oberseite 2 des Kältemoduls 1 befindlichen Ende des einen Seitenteils 23 jedes Halteelementes 21 ist jeweils eine Einlassöffnung 25 für ein erstes fluides Medium vorgesehen. Diese Einlassöffnung 25 ist auf Grund der rohrförmigen Ausgestaltung des einen Seitenteils 23 und dem Querteil 22 fluidverbunden mit einer jeweils an den Querteilen 22 vorgesehenen Ausströmöffnungen 26. Durch die Einlassöffnung 25 hineinströmendes erstes fluides Medium fließt demnach durch das Halteelement 21 und strömt an den Ausströmöff ungen 26 heraus. Die Auslassöff ungen 26 sind dabei so angeordnet, dass das aus den Ausströmöffnungen 26 strömende erste Medium gleichmäßig über die Oberfläche - d.h. die Unterseite 3 - des Kältemoduls 1 verteilt wird.
An dem anderen Seitenteil 24 jedes Halteelementes 21 ist im oberen Bereich zwischen Ober- und Unterseite 2, 3 des Kältemoduls 1 eine Einströmöffnung 27 für das erste Medium vorgesehen. Diese Einströmöffnung 27 ist über das rohrför- mige andere Seitenteil 24 mit der Auslassöffnung 28 für das erste fluide Medium, welche an der Oberseite 2 des Kältemoduls 1 angeordnet ist, fluidverbunden . Durch die Einströmöffnung 27 einströmendes erstes fluides Medium kann also über das rohrförmige andere Seitenteil 24 zur Auslassöff- nung 28 gelangen. Um zu verhindern, dass das erste fluide Medium direkt von der Einlassöffnung 25 zur Auslassöffnung 28ist durch eine Trennwand (nicht dargestellt) im Bereich 29 ein direkter Fluidstrom durch das Halteelement 21 unterbunden .
Das Kältemodul 20 weist weiterhin eine Lufteinblasungsvorrichtung 30 auf. Die Lufteinblasungsvorrichtung 30 besteht aus einem Rohrleitungssystem 31, wobei an der Oberseite 2 des Kältemoduls 1 eine Luftzuführöffnung 32 vorgesehen ist. Die Luftzuführöffnung 32 ist über das Rohrsystem 31 mit einer an der Unterseite 3 des Kältemoduls 1 angeordneten gitterartigen Struktur 32 verbunden. An der gitterartigen Rohrleitungsstruktur 32 sind Luftausströmöffnungen 33 vorgesehen, durch die dem Rohrsystem 31 über die Luftzuführ- Öffnung 32 zugeführte Luft entweichen kann. Die Auslassöffnungen 33 sind dabei so angeordnet, dass die daraus ausströmende Luft gleichmäßig über die Oberfläche - d.h. die Unterseite 3 - des Kältemoduls 1 verteilt wird. Die Systemhalterung 20 weist weiterhin Füße 40 auf, mit denen die Systemhalterung 20 in einem Eisspeicherbecken 50 befestigbar ist. Dabei ist es möglich, dass das Kältemodul 1 ausschließlich auf Grund seines Gewichtes und der daraus resultierenden Reibungskraft zwischen den Füße 40 und dem Eisspeicherbecken 50 als befestigt im Sinn dieser Erfindung gilt. Zusätzlich ist es möglich, dass die Füße 40 an dem Eisspeicherbecken 50 durch andere Maßnahmen, fospw, eine Punktschweißverbindung, befestigt werden. Es ist aber auch möglich, weitere oder alternative Sicherungselemente vorzusehen, mit denen das Kältemodul 1 beispielsweise an den Seitenwänden eines Eisspexcherbeckens befestigt werden kan .
Die Funktionsweise des Kältemoduls 1 aus Figuren la bis c wird nun anhand der Figuren 2a, b erläutert. Bei dem in Figuren 2a, b dargestellten Ausführungsbeispiel kann es sich zum einen um einen erfindungsgemäßen Eisspeicher mit einem Kältemodul 1 und einem Eisspeicherbecken 50 handeln. Ebenso gut kann es sich aber auch um ein bereits vorhandenes Eisspeicherbecken 50 handeln, welches mit einem erfindungsgemäßen Kältemodul 1 nachgerüstet ist. Auf Grund der wesentlichen Übereinstimmung zwischen diesen beiden Varianten werden sie in der nachfolgenden Erläuterung daher in einem einzigen Ausführungsbeispiel zusammengefasst behandelt.
Das Kältemodul 1 aus Figuren la bis c ist, wie in Figuren 2a, b dargestellt, in ein Eisspeicherbecken 50 abgesenkt. Das Eisspeicherbecken 50 ist mit einem ersten fluiden Medium gefüllt. Das Kältemodul 1 gilt allein auf Grund seiner Gewichtskraft und der daraus resultierenden Reibung zwischen Füßen 40 und Eisspeicherbecken 50 als befestigt im Sinne dieser Anmeldung,
Die beiden Einlassöffnungen 25 sind über Rohrleitungen 60 so miteinander verbunden, dass durch die Rohrleitungen 60 fließendes erstes fluides Medium gleichmäßig auf die beiden Einlassöffnungen 25 verteilt wird. Sie sind also parallel angeschlossen. Auch die beiden Auslassöffnungen 28 an den Halteelementen 21 sind parallel angeschlossen, d.h. über ein Rohrleitungssystem so miteinander verbunden, dass über das Rohrleitungssystem 61 gleichmäßig erstes fluides Medium durch die Auslassöffnungen 28 aus dem Eisspeicherbecken 50 entnommen werden kann.
Die Ein- und Auslassöff ungen 11, 12 der Rohranordnung 10 für das zweite fluide Medium sind über Rohrleitungen 62, 63 in einen nicht dargestellten Kühlkreislauf eingebunden. Dieser Kühlkreislauf umfasst einen Kältegenerator (nicht dargestellt} , der das zweite fluide Medium auf eine niedrige Temperatur herabkühlt, bevor es durch die Rohrleitung 62 in die Einlassöffnung 11 der Rohranordnung 10 strömt. Während das zweite fluide Medium durch die Rohranordnung 10 strömt kommt es über die Wand der Rohranordnung 10 zu einem Wärmeaustausch mit dem im Eisspeicherbecken 50 befindlichen ersten fluiden Mediums, wodurch sich das erste fluide Medi- um abkühlt, während sich das zweite fluide Medium in der
Rohranordnung 10 erwärmt. Das erwärmte zweite fluide Medium strömt aus der Auslassöffnung 12 durch die Rohrleitungen 63 zurück zu Kältegenerator, wo es erneut abgekühlt wird. Es entsteht somit ein geschlossener Kühlmittelkreislauf für das zweite fluide Medium.
Wie bereits beschrieben, wird das erste fluide Medium im Eisspeicherbecken 50 durch auf Grund von Wärmeaustausch mit dem zweiten fluiden Medium in der Rohranordnung 10 abge- kühlt. Das gekühlte erste fluide Medium kann über die Einströmöffnungen 27, den Auslassöffnungen 28 und den Rohren 61 dem Eisspeicherbecken 50 entnommen werden. Das gekühlte erste fluide Medium kann so beispielsweise einem Wärmetauscher zur Milchkühlung (nicht dargestellt) zugeführt wer- den. In einem entsprechenden Wärmetauscher wird das erste fluide Medium erwärmt und anschließend über die Rohrleitungen 60 dem Kältemodul 1 zugeführt. Das erwärmte erste fluide Medium strömt durch die Einlassöffnungen 25 und den Halteelementen 21 zu den Ausströmöffnungen 26 am Querteil 22 der Halteelemente 21. Dort tritt das erwärmte erste fluide Medium aus und durchmischt sich mit dem in dem Eisspeicherbecken 50 befindlichen ersten fluiden Medium. Auf Grund der Durchmischung kommt es zu einem Wärmeaustausch zwischen dem im Eisspeicherbecken 50 befindlichen kälteren ersten fluiden Mediums und dem zuströmenden, wärmeren ersten fluiden Medium, wodurch letzteres abgekühlt wird.
Die Ausströmöffnungen 26 sind so angeordnet, dass das erste fluide Medium gleichmäßig über die Oberfläche bzw. die Unterseite 3 des Kältemoduls 1 verteilt wird. Dadurch wird erreicht, dass sich im Eisspeicherbecken 50 keine Zonen ausschließlich mit frisch zugeflossenem ersten fluiden Mediums ausbilden, die dann gegenüber den übrigen Bereichen im Eisspeicherbecken eine erhöhte Temperatur aufweisen würden. Auch wird so verhindert, dass es im Falle von Verei- sung des ersten fluiden Mediums im Eisspeicherbecken 50 keine Ausbildung eines einzigen Strömungskanäls vom Ein- zum Äuslass für das erste fluide Medium kommt, was eine Verringerung der Abschmelzleistung zur Folge hätte. Vielmehr wird durch die erfindungsgemäße Art der Zuführung des ersten fluiden Mediums die Ausbildung eines Strömungskanals effektiv vermieden.
Als zusätzliche Maßnahmen zur Homogenisierung des im Eisspeicherbecken 50 befindlichen ersten fluiden Mediums und zur Vermeidung der Ausbildung eines Strömungskanals ist eine Lufteinblasungsvorrichtung 30 vorgesehen. Die Lufteinblasungsvorrichtung 30 ist über eine Rohrleitung 64 mit einer Druckluftquelle (nicht dargestellt) verbunden. Die durch die Luftzuführöffnung 32 in die Lufteinblasungsvorrichtung 30 einströmende Druckluft entweicht im Bereich der Unterseite 3 des Kältemoduls 1 durch die dort vorgesehenen Luftausströmöffnungen 33. Die Luftausströmöffnungen 33 sind dabei so angeordnet, dass die ausströmende Luft gleichmäßig über die Oberfläche des Kältemoduls 1 verteilt wird. Durch die eingeblasene Luft werden im Eiswasserbecken 50 Turbulenzen verursacht, die zu einer Homogenisierung des im Eisspeicherbeckens 50 befindlichen ersten fluiden Mediums führt. Durch entsprechende Turbulenzen wird außerdem sichergestellt, dass im Falle der Vereisung des im Eisspeicherbeckens 50 befindlichen ersten fluiden Mediums eine gleichmäßige Vereisung entlang der Rohranordnung 10 erfolgt und insbesondere keine einzelnen Strömungskanäle zwischen einzelnen Ausströmungsöffnungen 26 und den Einströmöffnungen 27 entstehen. Letztere hätte eine unerwünschte Herabsenkung der Abschmelzleitung zur Folge.
Als erstes fluides Medium kann bevorzugt Wasser verwendet werden, während als zweites Fluidmedium vorzugsweise Kühlmittel verwendet wird. Die Rohranordnung 10 ist bevorzugt verzinkt oder aus Edelstahl.
Alternativ zu einer Rohrschlange als Rohranordnung 10 kann das zweite fluide Medium auch durch einen Plattenkühler oder eine Verdampferplattenanordnung geleitet werden. Dem Fachmann ist ohne Weiteres möglich anstelle einer Rohrschlange einen Plattenkühler vorzusehen. In Figur 3 ist ein erfindungsgemäßer Satz zur Nachrüstung eines Eisspeicherbeckens 50 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Eisspeicherbecken bereits vorhanden und soll lediglich mit erfindungsgemäßen Kältemodulen 1 (vgl. Figuren la-c) nachgerüstet werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Eisspeicherbe- cken 50so dimensioniert, dass zwei erfindungsgemäße Kältemodule 1 in das Eisspeicherbecken 50 abgesenkt werden können. Die einzelnen Ein- und Auslassöffnungen bzw. Zuführöffnungen 11, 12, 25, 28, 32 der einzelnen Kältemodule 1 sind über Rohrleitungen -61 bis 64 parallel verbunden, womit die Kältemodule 1 parallel betrieben werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Satz zur Nachrüstung von Eisspeicherbecken ist also vorgesehen, dass abhängig von der Größe des Eisspeicherbeckens 50 die Anzahl der in das Eisspei- cherbecken 50 abzusenkenden Kältemodule 1 gewählt wird. Die baugleichen und daher in Serienfertigung kostengünstig zu produzierenden Kältemodule 1 weisen dabei eine bestimmte Kälteleistung auf, bspw. 500 kWh. Indem mehrere solcher Kältemodule 1 in ein Eisspeicherbecken 50 abgesenkt werden, lässt sich als installierte Gesamtleistung beliebig ein ganzzahliges Vielfaches der Kälteleistung eines einzelnen Kältespeichermoduls 1 erreichen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird also eine Gesamtkälteleistung von 1000 kWh erreicht. Es sind aber auch Gesamtkälteleistungen von 1500 kWh, 2000 kWh, 2500 kWh, usw. möglich. Der erfindungsgemäße Satz zur Nachrüstung von Eisspeicherbecken 50 ermöglicht es also, bei Eisspeichern beliebiger Größe, deren Rohrschlange auf Grund von Korrosion nicht mehr verwendet werden kann, deren Eisspeicherbecken jedoch unbeschädigt ist, einfach mit erfindungsgemäßem Kältemodul bzw. einer
Vielzahl derer nachzurüsten . Eine aufwändige Einzelanfertigung einer Rohrschlange, die für das noch vorhandene Eisspeicherbecken 50 genau passend wäre, entfällt somit. Sollte bei einem vorhandenen Eisspeicher neben der Rohrschlange auch das Exsspeicherbecken 50 beschädigt sein, so ist erfindungsgemäß ein Satz von Eisspeichern vorgesehen, die jeweils ein erfindungsgemäßes Kältemodul 1 sowie ein an die Dimensionen dieses Kältemoduls 1 angepasstes Exsspeicherbecken 50 umfassen. Die Erfindung hat erkannt, dass eine beliebige Kälteleistung bzw. ein beliebiges Vielfaches einer bestimmten Kälteleistung erreicht werden kann, indem erfindungsgemäße Eisspeicher über Rohrleitungen 60-64 parallel betrieben werden. In Figur 4 ist ein entsprechender Satz von Eisspeichern mit entsprechenden Rohrleitungen 60- 64 dargestellt Bei dem erfindungsgemäßen Satz von Eisspeichern kann also auf einen standardisierten Eisspeicher mit einer gewissen Kälteleistung zurückgegriffen werden und durch den parallelen Anschluss mehrere solcher Eisspeicher ein ganzzahliges Vielfaches der Kälteleistung eines einzelnen Exsspeichers als Gesamtkälteleistung erreicht werden. Der erfindungsgemäße Satz von Eisspeichern bietet den Vor- teil, dass nicht nur auf standardisierte Kältemodule 1, sondern auch auf standardisierte Eisspeicherbecken 50 zurückgegriffen werden kann, was eine kostengünstige Serienproduktion ermöglicht. In den Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 1 bis 4 wird dem Eisspeicherbecken 50 das erste fluide Medium über Strömungskanäle im Kältemodul 1 entnommen. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, dass an dem Eisspeicherbecken 50 dafür ein Ausfluss 51 vorgesehen ist. Ein entsprechendes alternatives Eisspeicherbecken 50 mit Ausfluss 51 ist in Figur 5 dargestellt. In Figur 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Eisspeichers gezeigt. Der Eisspeicher gemäß Figur 6 weist umfangreiche Parallelen zu dem Eisspeicher gemäß Figur 2 auf, weshalb auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 2 und 6 eingegangen.
Bei dem Kältemodul 1 des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 6 sind die Querteile 22 der Halteelemente 21 als nach unten offene U-Profile ausgebildet. Indem das Kältemodul 1 mit den Querteilen 22 auf dem Boden des Eisspeicherbeckens 50 aufliegt, ergeben sich Strömungskanäle in den Querteilen 22 für das erste fluide Medium. Die Querteile 22 sind mit Ausströmöffnungen 26 versehen, über die das erste fluide Medium gleichmäßig über die Oberfläche des Kältemoduls 1 verteilt wird.

Claims

Patentansprüche
Kältemodul {1) zur Absenkung in ein mit einem ersten fluiden Medium gefülltes Eisspeicherbecken (50) eines Eisspeichers, umfassend eine Rohranordnung (10) , durch die eine Einlassöffnung (11) und eine Auslassöffnung (12) für ein zweites fluides Medium miteinander verbunden sind, eine Systemhalterung (20) , mit der das Kältemodul (1) in dem Eisspeicherbecken (50) befestigbar und an der die Rohranordnung (10) befestigt ist, wobei an der Systemhalterung (20) eine Einlassöffnung
(25) für das erste fluide Medium vorgesehen ist, und die Systemhalterung (20) an der Unterseite (3) des Kältemoduls (1) mit der Einlassöffnung (25) für das erste fluide Medium fluidverbundene Ausströmöffnungen
(26) aufweist, die so angeordnet sind, dass das aus den Ausströmöffnungen (26) strömende erste Medium gleichmäßig über die Oberfläche des Kältemoduls (1) verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lufteinblasungsvorrichtung (30) mit einer Luftzuführöffnung (32) und mehreren damit fluidverbundenen Luftausströmöffnungen (33) vorgesehen ist, wobei die Luftausströmöffnungen (33) so an der Unterseite (3) des Kältemoduls (1) angeordnet sind, dass die aus den Luftausströmöffnungen (33) strömende Luft gleichmäßig über die Oberfläche des Kältemoduls (1) verteilt wird.
Kältemodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (11) und die Auslassöffnung (12) für das zweite fluide Medium, die Einlassöffnun (25) für das erste fluide Medium und/oder die Luftzuführöffnung (32) an der Oberseite (2) des Kältemoduls (1) angeordnet sind.
Kältemodul nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Systemhalterung (20) wenigstens teilweise rohrförmig ausgeführt und die Einlassöffnung (25) für das erste fluide Medium mit den Ausströmöffnungen (26) für das erste fluide Medium durch die rohrförmigen Teile der Systemhalterung (20) fluid- verbunden sind.
Kältemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Kältemodul (1) eine Auslassöffnung (28) und wenigstens eine damit fluid- verbundene Einströmöffnung (27) für das erste Medium vorgesehen ist, wobei die Einströmöffnung (27) zwischen Ober- und Unterseite (2, 3) des Kältemoduls (1) und die Auslassöffnung (28) vorzugsweise an der Oberseite des Kältemoduls (1) angeordnet ist.
Kältemodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnung (27) und die Auslassöffnung (28) für das zweite fluide Medium über einen rohrför- migen Teil der Systemhalterung (20) miteinander fluid verbunden sind.
Kältemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohranordnung (10) als Rohrschlange oder Plattenkühler ausgeführt ist.
7. Kältemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste fluide Medium Wasser, das zweite fluide Medium Kälteflüssigkeit ist.
Kältemodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohranordnung (10) verzinkt oder aus Edelstahl ist.
Eisspeicher umfassend ein mit einem ersten fluiden Me dium gefülltes Eisspeicherbecken (50) und wenigstens ein in das Eisspeicherbecken (50) abgesenktes Kältemo dul (1) gemäß Anspruch 1.
Eisspeicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Eisspeicherbecken (50) eine AuslaufÖffnung (51) für das erste fluide Medium aufweist.
11. Eisspeicher nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Kältemodul (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8 weitergebildet ist.
Eisspeicher nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kältemodule (1) vorgesehen sind, welche im Eisspeicherbecken (50) abgesenkt sind, wobei Einlassöffnung (11) und Auslassöffnung (12) für das zweite fluide Medium, die Luftzuführöffnungen (32) sowie die EinlaufÖffnung (25) für das erste fluide Medium der Kältemodule (1) parallel verbunden sind.
Satz zur Nachrüstung von Eisspeicherbecken (50) , umfassend wenigstens zwei baugleiche Kältemodule (1) ge maß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Einlassöff nung (11) und Auslassöffnung (12) für das zweite flui de Medium, die Luftzuführöffnungen (32) sowie die Ein lauföffnung (25) für das erste fluide Medium der Kältemodule (1) parallel verbunden sind. Satz von Eisspeichern, umfassend wenigstens zwei baugleiche Kältemodule {1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, die in jeweils einem Eisspeicherbecken (50} ab gesenkt sind, und Einlassöffnung (11) und Auslassöffnung (12) für das zweite fluide Medium, die Luftzuführöffnungen (32) sowie die EinlaufÖffnung (25) für das erste fluide Medium der Kältemodule (1) parallel verbunden sind.
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