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Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen eines Raumes Das Patent betrifft ein Verfahren zum Kühlen eines Raumes, dessen eine Begrenzungswand eine durch einen Luftvorhang abgeschirmte Öffnung besitzt, mittels gekühlter Luft unter Zuhilfenahme einer Kältemaschine, in welcher ein im Kreislauf geführtes Kältemittel in dampfförmigem Zustand komprimiert, darauf bis zur Kondensation abgekühlt und anschliessend unter Wärmeaufnahme aus der zu kühlenden Luft verdampft wird. Ferner betrifft das Patent eine Kühleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Beim Kühlen eines Raumes, welcher nicht allseitig geschlossen ist, sondern eine Öffnung zur Umgebung besitzt, ergibt sich die Aufgabe, die Konvektion wärmerer Luft zwischen der Umgebung und dem Raum zu verhindern. Es ist in ähnlichen Fällen bereits versucht worden, die Öffnung eines Raumes mit Hilfe eines Luftvorhanges abzuschirmen. Trotz eines solchen Luftvorhanges kann es aber dennoch zum unerwünschten Austausch beträchtlicher Wärmemengen zwischen der wärmeren Umgebung und dem zu kühlenden Raum kommen, zumal dann, wenn im Raum eine der Klimatisierung dienende, erzwungene Luftströmung vorherrscht.
Diese begünstigt nämlich die unerwünschte Vermischung von Kalt- und Warmluft, wodurch die Kühlung des Raumes entweder beeinträchtigt wird oder an Wirtschaftlichkeit verliert, weil ein dauernder Ersatz der an den Luftschleier verlorengehenden Kaltluft erforderlich ist.
Ausserdem benötigt der Betrieb .eines Luftvorhanges ein die Anlage komplizierendes eigenes Ven- tilatorsystem. Wenn man, wie in der Praxis bereits ausgeführt, zur Vermeidung dieses Ventilatorsystems und damit zur Vereinfachung der Anlage einen Teil der gekühlten Luft zur Bildung der Sperrströmung des Luftvorhanges abzweigt, so geht auf diese Weise wiederum ein beträchtlicher Teil der den Luftvorhang bildenden kühlen Luft an die Umwelt verloren.
Es hat sich hierbei ausserdem als nachteilig herausgestellt, dass ein aus kühler Luft gebildeter Luftvorhang von hindurchtretenden Personen als unangenehme Kaltluftdusche empfunden wird, so dass der Luftvorhang, anstatt zum bequemen Hindurchtritt einzuladen, im Gegenteil unbehaglich und daher abschreckend wirkt.
Das erfindungsgemässe Verfahren bezweckt die Beseitigung der geschilderten Nachteile und ist dadurch gekennzeichnet, dass man im Kondensator zur Kühlung des Kältemittels verwendete und dabei erwärmte Luft zum Luftvorhang strömen lässt und diese den Luftvorhang bildende Warmluft zum Teil dem Kondensator im Kreislauf wieder zuführt, und dass man ferner die im Verdampfer gekühlte Luft an einer dem Luftvorhang entfernten Stelle des gekühlten Raumes in denselben einströmen lässt und unmittelbar neben der Absaugstelle der Warmluft absaugt, so dass Warmluft und Kaltluft an ihrer gemeinsamen Berührungsfront im Raum zwei getrennte Ströme bilden, welche sich in annähernd gleicher Richtung vor der Öffnung aneinander entlang bewegen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine den Austritt der Sekundärseite eines als Kondensator für das Kältemittel der Kältemaschine dienenden Wärmeaustauschers mit der Ausströmöffnung der Warmluft in den Luftvorhang des zu kühlenden Raumes verbindende erste Leitung und durch eine die Absaugöffnung der Warmluft aus dem Luftvorhang mit dem Eintritt der Sekundärseite des Kon- densators verbindende zweite Leitung, sowie mit einem in dem von den vorerwähnten Leitungen gebildeten Leitungssystem angeordneten Ventilator zum
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Umwälzen der den Vorhang bildenden Warmluft,
und ferner durch eine den Austritt der Sekundärseite eines als Verdampfer für das Kältemittel der Kältemaschine dienenden Wärmeaustauschers mit einer im zu kühlenden Raum an einer vom Luftvorhang entfernten Stelle angeordneten Verteilleitung für die Kühlluft verbindende dritte Leitung und schliesslich durch eine die - vom Kühlraummnern aus gesehen - vor der Absaugstelle der Warmluft aus dem Luftvorhang gelegene Absaugstelle für die Kühlluft mit dem Eintritt der Sekundärseite des Verdampfers verbindende vierte Leitung sowie mit einem in dem von den beiden letztgenannten Leitungen gebildeten Leitungssystem angeordneten Ventilator, welcher die Kühlluft im Kreislauf fördert.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise erläutert. Fig. 1 zeigt das Betriebsschema einer Kühleinrichtung nach der Erfindung im Schnitt.
Fig.2 zeigt einen Horizontalschnitt durch das Kältemaschinenaggregat für den zu kühlenden Raum. Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Kühleinrichtung nach Fig. 2 entlang der Schnittlinie 111-III in Fig. 2.
Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt durch die gleiche Einrichtung längs der Linie IV-IV in Fig. 2. Fig. 5 zeigt einen Vertikalschnitt durch die gleiche Einrichtung längs der Linie V -V in Fig. 2. Fig. 6 zeigt einen Vertikalschnitt durch die gleiche Einrichtung längs der Linie VI-VI in Fig. 2.
Gleiche Teile sind mit gleichen Nummern in den verschiedenen Figuren der Zeichnung bezeichnet. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Kühleinrichtung nach der Erfindung mit dem zu kühlenden Raum 1 und einem darunterliegenden Raum 36 für die Kältemaschine. Um längere Verbindungsleitungen zwischen beiden Räumen zu vermeiden, ist, wie im Beispiel gezeigt, eine benachbarte Anordnung beider Räume 1 und 36 zweckmässig, jedoch keine Bedingung im Sinne der Erfindung. Der Raum 1 besitzt einen offenen Zugang 5, welcher durch einen Luftvorhang 5' gegenüber der Umgebung abgeschirmt ist.
Die den Luftvorhang 5' bildende Luft strömt durch eine erste Leitung 10 in den Sammel- raum 17 und von dort durch die Ausblasöffnung 2 in den Luftvorhang 5', um nach Durchqueren der Öffnung 5 zum Teil - da eine geringe Abströmung in den Aussenraum unvermeidlich ist - von der Absaugöffnung 3 aufgenommen zu werden.
Eine zweite Leitung 18 führt die Luft von der Absaug- öffnung 3 zum Eintritt 32 der Sekundärseite des Kondensators 6 der Kältemaschine, in welchem das durch vorhergehende Kompression erwärmte Kältemittel durch die im Kreislauf geführte, sich beim Durchströmen des Kondensators 6 erwärmende Luft abgekühlt wird. Zweckmässigerweis.e kann vor dem Eintritt 32 des Kondensators 6 ein Luftfilter 19 zum Reinigen der Luft angeordnet sein. Die erwärmte Luft verlässt den Austritt 31 der Sekundärseite des Kondensators 6, um wiederum durch die erste Leitung 10, in welcher das Fördergebläse 7 angeordnet ist, zurück zum Luftvorhang 5' zu strömen. Das Fördergebläse 7 kann anstatt in der Leitung 10 auch in der Leitung 18 angeordnet sein.
Im gleichen Sinne wie der Kreislauf der erwärmten Luft verläuft auch der Kreislauf der gekühlten Luft, beginnend beim Austritt 33 der Sekundärseite des Kältemittelverdampfers 12, von wo die gekühlt austretende Luft durch eine dritte Leitung 34, innerhalb welcher ein Kühlluftventilator 13 - der auch in der weiter hinten näher erläuterten Leitung 16 angeordnet werden kann - angeordnet ist, zur Verteilleitung 14 strömt, aus welcher sie durch die in der Nähe der dem Luftvorhang 5' gegen- überliegenden Seite des zu kühlenden Raumes 1 befindlichen Austrittsöffnungen 15 in den zu kühlenden Raum 1 einströmt.
Zweckmässigerweise können diese Öffnungen 15 im Querschnitt nach dem Raum 36 hin abnehmen, wodurch erreicht wird, dass jeder einzelnen Öffnung 15 eine annähernd gleiche Luftmenge pro Zeiteinheit entströmt. Die den zu kühlenden Raum 1 durchsetzende Kaltluft wird, nachdem sie den Raum 1 durchflossen hat, nach unten hin zur Absaugöffnung 4, welche unmittelbar neben der Absaugöffnung 3 für die den Luftvorhang 5' bildende erwärmte Luft angeordnet und vom Kühlrauminnern aus gesehen vor dieser Absaugöffnung 3 vorgesehen ist, abgelenkt und zur Leitung 16 hin abgesaugt,
welche die in Ausübung ihrer Kühlwirkung aufgewärmte Luft zwecks erneuter Kühlung dem Eintritt 35 der Sekundärseite des Kältemittelverdampfers 12 wieder zuführt, womit der Kreislauf der Kaltluft geschlossen ist. Wie aus der Fig.l ersichtlich ist, bilden die Warm- und die Kaltluft an ihrer gemeinsamen Berührungsfront im zu kühlenden Raume 1 zwei getrennte Ströme, welche sich in annähernd gleicher Richtung vor der Öffnung 5 aneinander entlang bewegen. Zweckmässigerweise ist zwischen der Absaugöffnung 4 und dem Ver- dampfereintritt 35 ein Staubabscheidefilter 11 zur Reinigung der Kaltluft angeordnet.
Zur Kältemaschine gehört weiterhin noch der Kompressor 9 sowie das Kondensatsammelgefäss B. Die Fig. 2 bis 6 zeigen die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung auf einen der Aufbewahrung von Verkaufsgütern, beispielsweise Lebensmitteln, dienenden offenen Kühlschrank, zur Selbstbedienung des Kunden in Verkaufsläden.
Fig.2 zeigt den Grundriss des Kältemaschinenraumes 36, welcher zum Beispiel unter dem eigentlichen Kühlschrank angeordnet ist. Ziffer 18' bezeichnet eine Luftleitung, welche Luft durch ein Filter 19' in den als Wärmeaustauscher dienenden Kondensator 6' der Kältemaschine führt, worin ein vom Kompressor 9' ankommendes gasförmiges Kältemittel gekühlt und kondensiert wird. Die im Kondensator 6' erwärmte Luft tritt frei in den Maschinenraum 36 aus, welcher gegenüber der Umgebung vollständig dicht abgeschlossen ist, und wird von den
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Ventilatoren 7' und 7" angesaugt. Es können auch zwischen dem Wärmeaustauscher 6' und den Ventilatoren 7' und 7" Leitungen angeordnet sein, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Die erwärmte Luft wird von den Ventilatoren 7' und 7" durch Luftschächte 10', 10" aufwärts in den oberen, ebenfalls als Luftschacht ausgebildeten Teil der Vorderwand 22 gefördert (siehe Fig. 3 und 4).
Das untere Ende dieser Vorderwand 22, welches den oberen Abschluss der Öffnung 5 des Raumes 1 bildet, ist mit einem Austrittsgitter 2' versehen, aus welchem die erwärmte Luft in einer gerichteten Strömung von relativ hoher Geschwindigkeit abwärts strömt und so den Luftvorhang 5' bildet.
Diese Luft wird von .einem Auffanggitter 3' am Boden der Öffnung 5 aufgefangen und gelangt von da durch die Leitung 18' in den Eintritt der Sekundärseite des Kondensators 6'.
Der Kühlschrank kann im übrigen eine Vielzahl horizontaler Borde 23 besitzen. Zwischen diesen Borden 23 und der Vorderwand 22 beziehungsweise der Öffnung 5 ist nur ein relativ kleiner Zwischenraum vorhanden, jedoch gross genug, um die Strömung der kalten Luft nicht zu hindern. Zwischen den Borden 23 und der Rückwand 24 ist der Platz so gross, dass eine Person sich zum Auffüllen des Warenbestandes dort bewegen kann. Eine gewisse Neigung der unteren Borde 23 zur Öffnung 5 hin begünstigt sowohl das Nachrutschen der Waren 25 zur Öffnung 5 als auch gleichzeitig die Luftströ- mungsverhältnisse im Kühlschrank 1'.
Die Borde 23 können mit ihren seitlichen Abschlusswänden 27, 28 zusammen mit den im Abstand angeordneten Aussenwänden 29, 30 des Kühlschrankes 1' die Verteil- leitungen 14' bilden, von welchen Austrittsöffnungen 15', 15" für die kalte Luft in den Kühlraum 1 führen (Fig. 5). Schliesslich können die senkrecht an den eingebauten Borden 23 angeordneten Seitenborde 26 mit den im Abstand angeordneten Wänden 29, 30, 21 zusammen Luftschächte 10' für die angewärmte Luft des Vorhanges bilden (Fig. 6).
Der Kreislauf der kalten Luft ist folgender: Die Kaltluft entströmt dem Verdampfer 12' im Kältemaschinenraum 36. Der Verdampfer 12' erhält das Kältemittel aus dem Kondensatgefäss 8', welches an den Kondensator 6' angeschlossen ist. Die Kaltluft wird vom Fördergebläse 13' durch Leitungen 34' in die Verteilleitungen 14' gefördert. Das Förder- gebläse 13' kann, anstatt an den Leitungen 34' angeschlossen zu sein, in der Leitung 16' (Fig. 3) angeordnet sein. Die Kaltluft tritt durch diese Leitungen 14' und die Öffnungen 15', 15" hindurch in den zu kühlenden Raum 1, wobei der Wariffluft- vorhang 5' einen Übertritt der kalten Luft aus dem Raum 1 in die umgebende Atmosphäre verhindert.
Die Kaltluft fliesst weiter vom Innern des Raumes 1 gesehen vor dem Warmluftvorhang 5' entlang der Innenseite der Vorderwand 22 parallel zur Öffnung 5 und wird vom Absauggitter 4' aufgenommen, von wo sie durch die Leitung 16' in den Kältemaschinenraum 36 und durch ein Filter 11' zurück zum Verdampfer 12' geleitet wird.