AT503794B1 - Verfahren und vorrichtung zur beladung von mobilen latentspeichern mit slurry-eis - Google Patents

Description

  Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beladung von mobilen Latentspeichern mit Slurry-Eis, bei dem in einer Eisbereitungsanlage laufend aus einem stationären Warmspeicher Slurry-Eis mit einer höheren Temperatur entnommen wird, in einem Slurry-Eis-Erzeuger abgekühlt wird und einem stationären Kaltspeicher zugeführt wird und bei dem zur Beladung des mobilen Latentspeichers dieser an die Eisbereitungsanlage angekoppelt und mit Slurry-Eis aus dem stationären Kaltspeicher beladen wird.
Kühlfahrzeuge können zur Aufrechterhaltung der Kühlung des Transportraumes mit Anlagen zur Kälteerzeugung versehen sein. Dazu ist es erforderlich, ein Antriebssystem, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor, einen Energiespeicher, wie beispielsweise einen Treibstofftank, und das eigentliche Kälteaggregat im Fahrzeug mitzuführen.

   Um den damit verbundenen Aufwand zu vermeiden, ist es bekannt geworden, Fahrzeuge mit Latentspeichern auszurüsten, die in einer stationären Anlage geladen werden und für einen vorbestimmten Zeitraum eine entsprechende Temperierung des Laderaumes gewährleisten. Ein in der Praxis erprobtes System ist dabei die Verwendung von Slurry-Eis als Wärmeträgermedium. Slurry-Eis ist üblicherweise eine Suspension aus Wasser, Alkohol und einem Rostschutzmittel. In der WO 2005/058623 ist ein System zur Versorgung von mobilen Latentspeichern mit Slurry-Eis beschrieben. Das Slurry-Eis selbst wird in einem Slurry-Eis-Erzeuger hergestellt, der durch Abkühlung den Wasseranteil ausfriert und die Temperatur des Slurry-Eises entsprechend absenkt.

   Ein stationärer Kaltspeicher dient zur Aufnahme einer vorbestimmten Menge von SlurryEis und dient als Pufferbehälter, so dass ein Slurry-Eis-Erzeuger von relativ geringer Kapazität, der über längere Zeiträume hinweg kontinuierlich arbeitet, verwendet werden kann, jedoch gleichzeitig eine schnelle Befüllung des mobilen Latentspeichers gewährleistet ist. Weitere Verfahren und Vorrichtungen dieser Art sind auch in der DE 195 30 609 A und in der US 6,367,268 B beschrieben.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind funktionsfähig und effizient, können jedoch weiter verbessert werden.

   Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung anzugeben, mit der der Wirkungsgrad der bekannten Verfahren und Vorrichtungen gesteigert werden kann und durch die die Verluste minimiert werden können.
Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass das aus dem stationären Kaltspeicher entnommene Slurry-Eis vor der Füllung des mobilen Latentspeichers durch den Slurry-Eis-Erzeuger gekühlt wird. Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass trotz entsprechender Isolation die Wärmeverluste am Kaltspeicher dem Wirkungsgrad spürbar beeinträchtigen. Die Verluste können verringert werden, wenn die Temperatur des Slurry-Eises im Kaltspeicher weniger tief gewählt wird. Einer solchen Temperaturerhöhung steht jedoch die Tatsache entgegen, dass eine bestimmte Maximaltemperatur erforderlich ist, um eine ausreichende Kältekapazität des mobilen Latentspeichers zu gewährleisten.

   Aufgrund der Tatsache, dass das Slurry-Eis bei der Befüllung des mobilen Latentspeichers nicht direkt aus dem stationären Kaltspeicher entnommen wird, sondern durch den Slurry-Eis-Erzeuger hindurchgeleitet wird, kann eine Temperaturabsenkung um einen Wert erzielt werden, der je nach Auslegung der Anlage zwischen 2 Grad und 5 Grad liegt. Auf diese Weise ist es möglich, bei vorgegebener Solltemperatur im mobilen Latentspeicher die Temperatur im stationären Kaltspeicher entsprechend anzuheben, was zu einer Verringerung der Verluste führt.
Um eine optimale Temperaturabsenkung während der Beladung des mobilen Latentspeichers zu gewährleisten, ist es von besonderem Vorteil, wenn während der Befüllung des mobilen Latentspeichers die Entnahme aus dem stationären Warmspeicher unterbrochen wird.

   Indem gleichzeitig der Slurry-Eis-Erzeuger mit maximaler Leistung betrieben wird, steht die gesamt Kälteleistung zur Temperaturverringerung zur Verfügung. Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Slurry-Eis-Erzeuger über ein Kältemittelsystem mit Kälte versorgt wird. Wenn beispielsweise ein Kältemittelsystem für die Versorgung von Lagerhallen oder dergleichen vorhanden ist, kann dieses zu Zeiten geringeren Kältebedarfs, das heisst im Teillastbetrieb, zur Versorgung des Slurry-Eis-Erzeugers verwendet werden, was die gesamte Effizienz entsprechend erhöht.
Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Beladung von mobilen Latentspeichern mit einem stationären Warmspeicher und einem stationären Kaltspeicher und mit einem Slurry-EisErzeuger mit einem Zulauf, der über ein erstes Ventil mit dem stationären Warmspeicher verbunden ist und mit einem Ablauf,

   der über ein zweites Ventil mit dem stationären Kaltspeicher verbunden ist und mit einem Zulaufanschluss und einem Rücklaufanschluss, die zum Anschluss des mobilen Latentspeichers dienen.
Erfindungsgemäss ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufanschluss mit dem Ablauf des Slurry-Eis-Erzeugers in Verbindung bringbar ist.

   Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Vorrichtung ist es möglich, einen mobilen Latentspeicher mit Slurry-Eis einer Temperatur zu füllen, die unterhalb der Temperatur ist, mit der das Slurry-Eis im stationären Kaltspeicher vorliegt.
Von besonderem Vorteil ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Zulauf des Slurry-EisErzeugers mit dem stationären Kaltspeicher in Verbindung bringbar ist.
Eine besonders begünstige Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung sieht eine Steuerungseinrichtung vor, die bei Beladung eines mobilen Latentspeichers den Ablauf des SlurryEis-Erzeugers mit dem Zulaufanschluss in Verbindung bringt, die den Zulauf des Slurry-EisErzeugers mit dem stationären Kaltspeicher in Verbindung bringt und die weiters den Rücklaufanschluss mit dem stationären Warmspeicher in Verbindung bringt.

   Auf diese Weise kann durch eine automatische Umschaltung eine vereinfachte Bedienung erzielt werden.
Weiters ist es begünstigt, wenn das erste Ventil als Drei-Wege-Ventil ausgebildet ist, das mit dem stationären Warmspeicher, dem stationären Kaltspeicher und dem Zulauf des Slurry-EisErzeugers verbunden ist. Ebenfalls in diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn das zweite Ventil als Drei-Wege-Ventil ausgebildet ist, das mit dem stationären Kaltspeicher, dem Zulaufanschluss und dem Ablauf des Slurry-Eis-Erzeugers verbunden ist. Dabei ist es möglich, dass das erste Drei-Wege-Ventil schaltungstechnisch mit dem zweiten Drei-Wege-Ventil gekoppelt ist.

   Eine solche Lösung hat einen besonders einfachen Aufbau und ist besonders robust gegenüber Fehlbedienungen und Störungen.
Eine besondere Energieeffizienz kann dadurch erreicht werden, dass der Slurry-Eis-Erzeuger mit einem stationären Kältemittelsystem in Verbindung steht.
In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figuren zeigen Schaltungsdiagramme, wobei Fig. 1 den Zustand zeigt, in dem Slurry-Eis produziert wird und Fig. 2 den Zustand in dem der mobile Latentspeicher beladen wird.
Die erfindungemässe Vorrichtung besteht aus einem stationären Kaltspeicher 1 und einem stationären Warmspeicher 2, sowie einem Slurry-Eis-Erzeuger 3. Weiters sind ein erstes DreiWege-Ventil 4 und ein zweites Drei-Wege-Ventil 5 vorgesehen, die die Strömungsverbindung zwischen den obigen Komponenten festlegen.

   Der stationäre Warmspeicher 2 steht über eine Leitung 10 mit dem ersten Dreiwege-Ventil 4 in Verbindung, das seinerseits mit dem Zulauf 8 des Slurry-Eis-Erzeugers 3 verbunden ist. Über eine weitere Leitung 7 ist der stationäre Warmspeicher 2 mit dem Kaltspeicher 1 verbunden. Das zweite Drei-Wege-Ventil 5 steht über eine Leitung 6 mit dem stationären Kaltspeicher 1 in Verbindung und weiterhin mit dem Ablauf 9 des Slurry-Eis-Erzeuges 3. Ein weiterer Anschluss des zweiten Drei-Wege-Ventils 5 ist mit dem

Claims (10)

Zulaufanschluss 17 verbunden. Ein Rücklaufanschluss 18 ist mit dem stationären Warmspeicher 2 verbunden. Der Slurry-Eis-Erzeuger 3 wird von einer stationären Kälteanlage mit Kälte versorgt, die allgemein mit 12 bezeichnet ist. Eine Versorgungsleitung 13 der Kälteanlage 12 versorgt über eine Zweigleitung 14 den Slurry-Eis-Erzeuger 3 mit Kälte. Das Kältemedium wird über eine weitere Zweigleitung 16 in eine Entsorgungsleitung 15 rückgeführt. Ein mobiler Latentspeicher ist schematisch mit 21 bezeichnet und seine Anschlüsse tragen die Bezugszeichen 22 und 23. In der Folge wird die Funktion der erfindungsgemässen Vorrichtung beschrieben. Fig. 1 zeigt den Zustand, in dem der stationäre Kaltspeicher 1 beladen wird, wenn kein mobiler Latentspeicher zu befüllen ist. Die Pfeile 20 bezeichnen die Strömung von Slurry-Eis, während die Pfeile 24 die Strömung eines Kältemediums aus der stationären Kälteanlage 12 bezeichnen. In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand wird über die Leitung 10 warmes Slurry-Eis aus dem stationäre Warmspeicher 2 entnommen und über das erste Drei-Wege-Ventil dem Zulauf 8 des Slurry-Eis-Erzeugers 3 zugeführt. Das abgekühlte Slurry-Eis strömt aus dem Ablauf 9 des Slurry-Eis-Erzeugers 3 über das zweite Drei-Wege-Ventil 5 und die Leitung 6 zum stationären Kaltspeicher 1. Die Leitung 7 und der Zulaufanschluss 17 sind in dieser Stellung durch die DreiWege-Ventile 4, 5 abgesperrt. Wenn nun Slurry-Eis aus dem stationären Kaltspeicher 1 entnommen werden soll, um einen mobilen Latentspeicher 21 zu befüllen, werden die Drei-Wege-Ventile 4, 5 umgeschaltet, so dass nunmehr folgende Strömungsverhältnisse bestehen: Über die Leitung 7 wird aus dem stationären Kaltspeicher 1 kaltes Slurry-Eis entnommen und über das erste Drei-Wege-Ventil 4 dem Zulauf 8 des Slurry-Eis-Erzeugers zugeführt. Das aus dem Ablauf 9 des Slurry-Eis-Erzeugers 3 strömende kalte Slurry-Eis wird über das zweite DreiWege-Ventil 5 den Zulaufanschluss 17 und damit dem mobilen Latentspeicher 21 zugeführt. Durch das Absperren der Leitung 10 ist eine Entnahme von Slurry-Eis aus dem stationären Warmspeicher 12 unterbunden. Das verbrauchte Slurry-Eis wird über den Rücklaufanschluss 18 dem stationären Warmspeicher 2 zugeführt. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, den Wirkungsgrad einer Vorrichtung zur Beladung von mobilen Latentspeichern mit Slurry-Eis zu erhöhen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung besitzt einen einfachen Aufbau und ist kostengünstig realisierbar. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beladung von mobilen Latentspeichern (21 ) mit Slurry-Eis, bei dem in einer Eisbereitungsanlage laufend aus einem stationären Warmspeicher (2) Slurry-Eis mit einer höheren Temperatur entnommen wird, in einem Slurry-Eis-Erzeuger (3) abgekühlt wird und einem stationären Kaltspeicher (1 ) zugeführt wird und bei dem zur Beladung des mobilen Latentspeichers (21 ) dieser an die Eisbereitungsanlage angekoppelt und mit Slurry-Eis aus dem stationären Kaltspeicher (1 ) beladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem stationären Kaltspeicher (1 ) entnommene Slurry-Eis vor der Füllung des mobilen Latentspeichers (21 ) durch den Slurry-Eis-Erzeuger (3) gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass während der Befüllung des mobilen Latentspeichers (21 ) die Entnahme aus dem stationären Warmspeicher (2) unterbrochen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Slurry-Eis-Erzeuger (3) über ein Kältemittelsystem mit Kälte versorgt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Beladung von mobilen Latentspeichern (21 ) nach einem der Ansprüche 1 -3, mit einem stationären Warmspeicher (2) und einem stationären Kaltspeicher (1 ) und mit einem Slurry-Eis-Erzeuger (3) mit einem Zulauf (8), der über ein erstes Ventil (4) mit dem stationären Warmspeicher (2) verbunden ist und mit einem Ablauf (9), der über ein zweites Ventil (5) mit dem stationären Kaltspeicher (1 ) verbunden ist und mit einem Zulaufanschluss (17) und einem Rücklaufanschluss (18), die zum Anschluss des mobilen Latentspeichers (21 ) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass der

Zulaufanschluss (17) mit dem Ablauf (9) des Slurry-Eis-Erzeugers (3) in Verbindung bringbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (8) des Slurry-EisErzeugers (3) mit dem stationären Kaltspeicher (1 ) in Verbindung bringbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, die bei Beladung eines mobilen Latentspeichers (21 ) den Ablauf (9) des Slurry-Eis-Erzeuges (3) mit dem Zulaufanschluss (17) in Verbindung bringt, die den Zulauf (8) des Slurry-Eis-Erzeugers (3) mit dem stationären Kaltspeicher (1 ) in Verbindung bringt und die weiters den Rücklaufanschluss (18) mit dem stationären Warmspeicher (2) in Verbindung bringt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil als Drei-Wege-Ventil (4) ausgebildet ist, das mit dem stationären Warmspeicher (2), dem stationären Kaltspeicher (1 ) und dem Zulauf (8) des Slurry-Eis-Erzeugers (3) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil als Drei-Wege-Ventil (5) ausgebildet ist, das mit dem stationären Kaltspeicher (1 ), dem Zulaufanschluss (17) und dem Ablauf (9) des Slurry-Eis-Erzeugers (3) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drei-WegeVentil (4) schaltungstechnisch mit dem zweiten Drei-Wege-Ventil (5) gekoppelt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der SlurryEis-Erzeuger (3) mit einem stationären Kältemittelsystem in Verbindung steht.